高速列车用6005A铝合金接头冲击韧性的研究

高速列车用 ６００５Ａ铝合金接头冲击韧性的研究
季 凯，张 静，徐玉松
（江苏科技大学 冶金与材料学院，张家港 ２１５６００）
摘 要：通过金相实验观察 ６００５Ａ铝合金焊缝组织的微结构，采用全自动低温冲击试验机研究不同温度下 ６００５Ａ铝合金 焊接区域的冲击韧性．结果表明：常温下 ６００５Ａ铝合金焊接接头冲击吸收功为 １８５Ｊ，随温度降低焊接区域的冲击韧性呈 现先逐渐减小后稳步提升的趋势，并且在 －４０℃时 ６００５Ａ铝合金焊接接头存在裂纹敏感区．不同温度下 ６００５Ａ铝合金焊接 接头冲击断口在试样缺口底部与水平的剪切力形成 ４５°剪切面，沿着裂纹的拓展方向仍遵循纤维区、放射区、剪切唇等典型 冲击断口结构分布，但平滑的断口和较浅的韧窝表明 ６００５Ａ铝合金焊接接头的塑性较差． 关键词：６００５Ａ铝合金；焊接组织；冲击韧性；断口形貌； 中图分类号：ＴＧ４０１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３－４８０７（２０１７）０６－００３６－０４
为 ３０ｍｍ，母材与焊丝的化学成分见表 １．
表 １ ６００５Ａ铝合金及其焊丝的化学成分 Ｔａｂｌｅ１ ６００５Ａａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙａｎｄＥＲ５３５６ｗｅｌｄｉｎｇｗｉｒｅ
第 ３２卷第 １期 ２０１８年 ２月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕ
Ｕｎｉ江ｖｅｒ苏ｓｉｔｙ科ｏ技ｆＳ大ｃｉｅ学ｎｃｅ学ａ报ｎｄ（自Ｔｅｃ然ｈｎ科ｏｌｏ学ｇｙ版（Ｎ）ａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） ＶｏＦｌｅｂ３．２２０Ｎ１ｏ８１
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１８．０１．００７
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１８．０１．００７．
第 １期 季凯，等：高速列车用 ６００５Ａ铝合金接头冲击韧性的研究
３７
Fra Baidu bibliotek
１ 试验材料及方法
试验采用上海通用汽车有限公司提供的商用
６００５Ａ－Ｔ６变形铝合金，板材形状尺寸为 ２００ｍｍ×
１００ｍｍ×１２ｍｍ．焊丝选用美国进口 ＥＲ５３５６，直径
收稿日期：２０１６－０６－０３ 修回日期：２０１６－０９－２５ 基金项目：江苏省科技厅自然科学青年基金资助项目（ＢＫ２０１３０４６５）；江苏教育厅高校基金面上项目（１３ＫＪＢ４３００１１） 作者简介：季凯（１９８０－），男，博士，讲师，研究方向为可焊铝合金材料．Ｅｍａｉｌ：ｊｉｋａｉ１４５７＠１６３．ｃｏｍ 引文格式：季凯，张静，徐玉松．高速列车用 ６００５Ａ铝合金接头冲击韧性的研究［Ｊ］．江苏科技大学学报（自然科学版），２０１８，３２（１）：３６－３９．
近年来，各种现代化高速列车的出现推动着轨 道交通运输行业的迅猛发展．在高速列车、地铁等现 代化交通运输工具带给人们便利的同时，也对车体 材料质 量 提 出 了 更 高 的 要 求、更 高 的 期 望［１－２］．其 中，６００５Ａ铝合金是一种可热处理方式强化 Ａｌ－Ｍｇ －Ｓｉ系变形材料，因其具有良好的强度、韧性、耐蚀 性、可焊性和挤压成型性能，已被广泛应用于高速列 车．然而伴随着高铁速度的不断提升以及外部服役
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｗｅｌｄｅｄｊｏｉｎｔｏｆ６００５Ａ ａｌｌｏｙｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙ ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃｉｍｐａｃｔｔｅｓｔｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅｏｆｉｍｐａｃｔａｂ ｓｏｒｂｉｎｇｅｎｅｒｇｙｏｆ６００５Ａｗｅｌｄｅｄｊｏｉｎｔｉｓ１８５Ｊａｔｎｏｒｍａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｗｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｇｒａｄｕ ａｌｌｙ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅｏｆｉｍｐａｃｔａｂｓｏｒｂｉｎｇｅｎｅｒｇｙｉｓｆｉｒｓｔｄｅｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｃｒａｃｋｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｒｅｇｉｏｎｓｆｏｒ６００５Ａｗｅｌｄｅｄｊｏｉｎｔｉｓ－４０℃，ａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｆｒａｃｔｕｒｅｏｆ６００５Ａｗｅｌ ｄｅｄｊｏｉｎｔｏｎｔｈｅｂｏｔｔｏｍｉｓａｔａｎａｎｇｌｅｏｆ４５°ｗｉｔｈｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓａｔｖａｒｉｏｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｌｏｎｇｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｃｒａｃｋｓｉｓｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｆｉｂｒｏｕｓｚｏｎｅ，ｒａｄｉａｔｉｏｎｚｏｎｅ，ｓｈｅａｒｌｉｐ，ｂｕｔ６００５Ａ ｗｅｌｄｅｄｊｏｉｎｔｈａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌｏｗｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｄｕｅｔｏｓｍｏｏｔｈｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅａｎｄｓｈａｌｌｏｗｄｕｃｔｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ６００５Ａ，ｗｅｌｄｉｎｇｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｍｐａｃｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ
环境的日益恶化，铝合金结构材料在寒冷地区服役 过程中易产生焊接区域的整体冷脆现象的事实制约 着其在轨道交通领域的进一步应用［３－６］．因此，文中 从车体铝合金焊接结构材料的质量出发，细致研究 了低温环境下焊接区域的理化特性与力学行为，改 善铝合金车体焊接蒙皮材料残余应力分布，强化材 料链接区域的力学性能，促进轨道交通材料在高纬 度高海拔地区等严寒地区的快速发展．
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｔｈｅｗｅｌｄｅｄｒｅｇｉｏｎｏｆ ６００５Ａ ａｌｌｏｙｆｏｒｈｉｇｈｓｐｅｅｄｔｒａｉｎ
ＪＩＫａｉ，ＺＨＡＮＧＪｉｎｇ，ＸＵＹｕｓｏｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈａｎｇｊｉａｇａｎｇ２１５６００，Ｃｈｉｎａ）