高速列车用7B05-T5铝合金焊接接头裂纹扩展行为研究
发布时间：2021-11-09 16:43
铝合金材料因其优异的性能在高速列车上得到了广泛应用,而铝合金的焊接质量和效率是高速列车制造的关键核心技术。随着高速列车提速及运行年限的增长,对铝合金焊接结构的服役安全可靠性提出了更苛刻的要求。高速列车在运行时长期受到腐蚀环境和随机载荷的影响,使得铝合金焊接结构发生腐蚀失效和疲劳失效的可能性增加,因此研究铝合金焊接接头在受到腐蚀和载荷共同作用下的断裂行为具有重要的实际工程应用价值。本文针对高速列车用7B05-T5高强度铝合金激光-MIG复合焊接头,研究其在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀和腐蚀疲劳裂纹扩展行为。自主搭建了一套研究铝合金复合焊接头应力腐蚀开裂行为的恒温水域循环装置,采用WOL试样进行了恒位移应力腐蚀试验。得到母材的应力腐蚀开裂临界应力强度因子KIscc小于13.9 MPa.m1/2,热影响区的KIscc介于15.2117.49 MPa.m1/2之间,焊缝组织对应力腐蚀开裂不敏感。铝合金应力腐蚀裂纹呈现出穿晶与沿晶的混合断裂模式,在阳极溶解和氢脆的共同作用下促进应力腐...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
B05-T5型材金相组织
变位机ABB机器人图 2-2 激光复合焊接试验系统工艺5-T5 铝合金型材尺寸 300mm×150mm×12m钝边，试验采用激光在前电弧在后的旁轴复节光丝间距 DLA=3mm，激光入射倾角为 80mm。焊前需用手持电动打磨机打磨坡口 300mm 方向装配对接试板，装配时留 1.29%的高纯 Ar，相关焊接工艺参数如表 2-22 试验用 12mm 厚 7B05-T5 铝合金焊接工艺参率焊接速度/m·min-1送丝速度/m·min-1电流/A电压/V保0.72 12 191 23.1 0.48 14 203 27.3
图 2-5 接头拉伸试样取样位置和尺寸图2.3.4 微型剪切试验接头微型剪切试验试件取样示意图见图 2-6(a)，在图示位置切取包括焊缝、热影响区和母材的规格为 1.6mm×1.6mm×50mm 的试样，在砂纸上将试样打磨至1.5mm，然后将试样焊缝端进行抛光、腐蚀，显示出焊缝的不同区域。在改进的剪切试验机上进行微型剪切，设定剪切速度 1mm/min，剪切时从焊缝端开始，保持剪切间距为 0.6mm。试验过程中的剪切力和刀具位移曲线示意图如图 2-6(b)所示，根据公式τb=Pmax/A0计算剪切强度，其中 Pmax为试样断裂时的最大剪切力(N)，A0为试样原始截面积(mm2)；按照公式α= ×100%来计算剪切压入率[57]，其中 h 为刀具切入试样的深度(mm)，b 为试样原始高度(mm)。根据得到的剪切强度和剪切压入率绘制剪切性能曲线。
【参考文献】：
期刊论文
[1]A7N01P-T4铝合金激光-MIG复合焊接头微区性能[J]. 杨晓益,陈辉,王秋影,朱宗涛. 焊接学报. 2016(08)
[2]超声振动辅助A7N01铝合金激光-MIG复合焊接组织及力学性能[J]. 朱宗涛,祝全超,李远星,陈辉. 焊接学报. 2016(06)
[3]7xxx铝合金的应力腐蚀行为综述（英文）[J]. A.C.UMAMAHESHWER RAO,V.VASU,M.GOVINDARAJU,K.V.SAI SRINADH. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[4]双孔微剪切评定焊接接头的局部强度[J]. 蔡淑娟,朱亮,张忠发. 焊接学报. 2016(04)
[5]7003铝合金动车柜体的应力腐蚀开裂[J]. 章淑芳,王晓敏,陈辉,廖潇垚. 材料工程. 2015(07)
[6]温度和应力比对航空铝合金疲劳裂纹扩展规律的影响及其机理[J]. 宋千光,赵彬,耿小亮,邓俊艳,刘畅. 材料科学与工程学报. 2015(02)
[7]高速列车用6061和7N01铝合金焊接接头断裂韧性分析[J]. 吴影,陈辉,苟国庆,于金朋,车小莉,王志海. 焊接学报. 2014(09)
[8]高强铝合金裂纹尖端在3.5%NaCl溶液中的微区电化学特性[J]. 生海,董超芳,肖葵,李晓刚. 金属学报. 2012(04)
[9]高速列车A7N01S-T5铝合金焊接接头盐雾腐蚀行为分析[J]. 苟国庆,黄楠,陈辉,李达,孟立春. 焊接学报. 2011(10)
[10]采用EBSD研究高强铝合金的疲劳裂纹扩展行为[J]. 蹇海根,姜锋,郑秀媛,韦莉莉,文康. 材料热处理学报. 2011(02)
博士论文
[1]Zn/Mg比对高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响研究[D]. 温凯.北京有色金属研究总院 2017
[2]高速列车底架用铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展特性[D]. 闫德俊.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]焊丝用5356铝合金改性研究[D]. 高天学.西南交通大学 2016
[2]高速列车用A6N01S和A7N01S铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展速率研究[D]. 薛华.天津大学 2007
[3]LC4铝合金应力腐蚀与腐蚀疲劳特性研究[D]. 巩伟杰.中国人民解放军国防科学技术大学 2002
本文编号：3485712
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
B05-T5型材金相组织
变位机ABB机器人图 2-2 激光复合焊接试验系统工艺5-T5 铝合金型材尺寸 300mm×150mm×12m钝边，试验采用激光在前电弧在后的旁轴复节光丝间距 DLA=3mm，激光入射倾角为 80mm。焊前需用手持电动打磨机打磨坡口 300mm 方向装配对接试板，装配时留 1.29%的高纯 Ar，相关焊接工艺参数如表 2-22 试验用 12mm 厚 7B05-T5 铝合金焊接工艺参率焊接速度/m·min-1送丝速度/m·min-1电流/A电压/V保0.72 12 191 23.1 0.48 14 203 27.3
图 2-5 接头拉伸试样取样位置和尺寸图2.3.4 微型剪切试验接头微型剪切试验试件取样示意图见图 2-6(a)，在图示位置切取包括焊缝、热影响区和母材的规格为 1.6mm×1.6mm×50mm 的试样，在砂纸上将试样打磨至1.5mm，然后将试样焊缝端进行抛光、腐蚀，显示出焊缝的不同区域。在改进的剪切试验机上进行微型剪切，设定剪切速度 1mm/min，剪切时从焊缝端开始，保持剪切间距为 0.6mm。试验过程中的剪切力和刀具位移曲线示意图如图 2-6(b)所示，根据公式τb=Pmax/A0计算剪切强度，其中 Pmax为试样断裂时的最大剪切力(N)，A0为试样原始截面积(mm2)；按照公式α= ×100%来计算剪切压入率[57]，其中 h 为刀具切入试样的深度(mm)，b 为试样原始高度(mm)。根据得到的剪切强度和剪切压入率绘制剪切性能曲线。
【参考文献】：
期刊论文
[1]A7N01P-T4铝合金激光-MIG复合焊接头微区性能[J]. 杨晓益,陈辉,王秋影,朱宗涛. 焊接学报. 2016(08)
[2]超声振动辅助A7N01铝合金激光-MIG复合焊接组织及力学性能[J]. 朱宗涛,祝全超,李远星,陈辉. 焊接学报. 2016(06)
[3]7xxx铝合金的应力腐蚀行为综述（英文）[J]. A.C.UMAMAHESHWER RAO,V.VASU,M.GOVINDARAJU,K.V.SAI SRINADH. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[4]双孔微剪切评定焊接接头的局部强度[J]. 蔡淑娟,朱亮,张忠发. 焊接学报. 2016(04)
[5]7003铝合金动车柜体的应力腐蚀开裂[J]. 章淑芳,王晓敏,陈辉,廖潇垚. 材料工程. 2015(07)
[6]温度和应力比对航空铝合金疲劳裂纹扩展规律的影响及其机理[J]. 宋千光,赵彬,耿小亮,邓俊艳,刘畅. 材料科学与工程学报. 2015(02)
[7]高速列车用6061和7N01铝合金焊接接头断裂韧性分析[J]. 吴影,陈辉,苟国庆,于金朋,车小莉,王志海. 焊接学报. 2014(09)
[8]高强铝合金裂纹尖端在3.5%NaCl溶液中的微区电化学特性[J]. 生海,董超芳,肖葵,李晓刚. 金属学报. 2012(04)
[9]高速列车A7N01S-T5铝合金焊接接头盐雾腐蚀行为分析[J]. 苟国庆,黄楠,陈辉,李达,孟立春. 焊接学报. 2011(10)
[10]采用EBSD研究高强铝合金的疲劳裂纹扩展行为[J]. 蹇海根,姜锋,郑秀媛,韦莉莉,文康. 材料热处理学报. 2011(02)
博士论文
[1]Zn/Mg比对高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响研究[D]. 温凯.北京有色金属研究总院 2017
[2]高速列车底架用铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展特性[D]. 闫德俊.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]焊丝用5356铝合金改性研究[D]. 高天学.西南交通大学 2016
[2]高速列车用A6N01S和A7N01S铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展速率研究[D]. 薛华.天津大学 2007
[3]LC4铝合金应力腐蚀与腐蚀疲劳特性研究[D]. 巩伟杰.中国人民解放军国防科学技术大学 2002
本文编号：3485712
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