高速列車車體鋁合金CMT焊接工藝研究.pdf

1、ClassifiedIndexTG442UDC：620SecrecyRate：PublicizedUniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeStudyonHighspeedTrainBodyofCMTWeldedAluminumAlloyCandidate：Supervisor：EnterpriseSupe

2、rvisor：AcademicDegreeApppfiedfor：Speciality：Employer：DateoforalExamination：ZhaoShangshuangAssociateProfLiangZhimingSeniorEngineerLuHaoMasterofEngineeringMaterialEngineeringSchoolofMaterialsScienceandEngineeringDec232014摘

3、要摘要我國高速列車車體大量使用了7N01和6N01鋁合金，實際生產(chǎn)中車體的焊接仍然以脈沖熔化極氣體保護(hù)焊(PMIG)為主。減少鋁合金焊接熱輸入，可以降低CMT熱裂紋發(fā)生幾率并緩解接頭軟化現(xiàn)象，對于提高鋁合金車體焊接質(zhì)量有重要意義。CMT焊接是一種典型的低熱輸入焊接技術(shù)，本文針對CMT焊在車體鋁合金焊接中的應(yīng)用進(jìn)行研究，開展了一系列堆焊和對接工藝試驗，并與現(xiàn)有的脈沖焊工藝進(jìn)行了對比。在堆焊試驗中，對比了同一線能量下CMT四種不同工作模式(

4、包括直流CMT，交流CMT，直流CMT與脈沖混合過渡，交流CMT與脈沖混合過渡)以及脈沖MIG的熔滴過渡和電弧形態(tài)特點、溫度場、顯微組織和接頭硬度分布。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，焊絲接負(fù)階段(EN階段)電弧上爬導(dǎo)致焊絲熔化效率提高，脈沖熔滴過渡時熱輸入高于CMT過渡，因此隨著直流CMT與脈沖混合過渡中脈沖所占比例的增加，其對母材的熱輸入增加，焊縫熔合比也增加。針對4mm厚的6N01、7N01鋁合金開展了一系列對接試驗并進(jìn)行了力學(xué)性能測試和金相組織分

5、析。焊接試驗中采用三種不同的坡口形式(V型留間隙，V型無間隙和Y型留間隙)進(jìn)行了直流CMT和脈沖MIG對比試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用V型留間隙焊時可獲得CMT焊接最小熱輸入，且焊接接頭綜合力學(xué)性能優(yōu)于P。MIG焊接接頭。采用直流CMT焊接技術(shù)，6N01鋁合金的抗拉強(qiáng)度可達(dá)到母材90％以上，7N01鋁合金抗拉強(qiáng)度均在290MPa以上，且DCCMT焊彎曲和沖擊韌性好于PMIG焊。觀察微觀組織，DCCMT焊較PMIG焊焊縫中心晶粒細(xì)化，熱影響區(qū)范圍