鋁合金焊接熱裂紋敏感性高靈敏度檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、隨著近年來我國(guó)高速鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，如何在保證列車安全性能不受影響的前提下，有效的降低車體重量成為亟待解決的難題。在高速列車車體材料的研制和生產(chǎn)過程中，部分國(guó)產(chǎn)材料存在焊接熱裂紋敏感性較大的問題。傳統(tǒng)焊接熱裂紋檢測(cè)方法效率低下，人為因素干擾較大。本課題通過研制一種專用的焊接熱裂紋敏感性檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備，對(duì)相關(guān)材料的焊接熱裂紋敏感性進(jìn)行了快速準(zhǔn)確的檢測(cè)和評(píng)判。
　　本文總結(jié)了現(xiàn)有檢測(cè)方法的特點(diǎn)與不足，研制出一套新的焊接熱裂紋檢測(cè)設(shè)備

2、。該設(shè)備能夠?qū)⒉煌牧祥g微小的熱裂傾向差異放大，高效、準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)各種材料的熱裂紋傾向。
　　材料在脆性溫度區(qū)間的應(yīng)變速率大小是焊接熱裂紋產(chǎn)生的重要影響因素。由于不同加載速度下對(duì)應(yīng)的應(yīng)變速率不易直接測(cè)得，本課題通過有限元模擬的方法，建立了不同加載速度與應(yīng)變速率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而可以用加載速度代替應(yīng)變速率作為結(jié)果分析的參量。
　　利用研制出的檢測(cè)裝置對(duì)三種6N01鋁合金試驗(yàn)材料（Jk，N7，K4）進(jìn)行了焊接熱裂紋敏感性測(cè)試。

3、結(jié)果顯示，在高加載速度下，單純依靠傳統(tǒng)評(píng)定方法中的裂紋數(shù)量和長(zhǎng)度來評(píng)判試件的開裂程度具有一定局限性。針對(duì)這一問題，本文在傳統(tǒng)評(píng)定方法的基礎(chǔ)上加入裂紋寬度和開裂面積占熔池比例這兩組數(shù)據(jù)對(duì)材料的開裂程度進(jìn)行綜合評(píng)定。采用此評(píng)定方法分析得出，在三種試驗(yàn)材料中，日本產(chǎn) Jk材料在各加載速度下均表現(xiàn)出最小的熱裂傾向，國(guó)產(chǎn) N7材料熱裂傾向居中，而國(guó)產(chǎn) K4材料熱裂傾向最大。在焊絲與母材匹配性實(shí)驗(yàn)中，5356和4047焊絲相比于4043和純鋁焊絲，

4、有效的減小了三種材料的開裂傾向。
　　材料中合金元素含量及分布狀態(tài)的不同是導(dǎo)致其焊接熱裂紋敏感性差異的根本原因。微觀組織觀察表明，Mg2Si作為6N01鋁合金主要的強(qiáng)化相，在快速熱循環(huán)過程中會(huì)在局部與基體相發(fā)生共晶反應(yīng)，從而形成液膜，在拉伸應(yīng)變作用下易發(fā)生晶界分離而導(dǎo)致熱裂紋的產(chǎn)生。而 Fe，Cr等元素會(huì)與Al，Si形成粗大的雜質(zhì)相，引起局部應(yīng)力集中，導(dǎo)致材料塑性下降。若填充金屬能夠?qū)⒑缚p中合金化學(xué)計(jì)量比保持在一定范圍內(nèi)，則可以在