动车组连接板搅拌摩擦焊及熔化焊接头性能研究

郁志凯; 梁晨; 毛孟颖; 钮旭晶

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.10

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专辑

动车组连接板搅拌摩擦焊及熔化焊接头性能研究
Research on the Performance of Friction Stir Welding and Fusion Welding Joint of High-speed Rail Connection Plate
2022年52卷第10期页码：62-71
收稿：2022-09-26，

纸质出版：2022-10-20
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.10
稿件说明：

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郁志凯，梁晨，毛孟颖，等.动车组连接板搅拌摩擦焊及熔化焊接头性能研究［J］.电焊机，2022，52（10）：62-71. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.10.

YU Zhikai, LIANG Chen, MAO Mengying, et al.Research on the Performance of Friction Stir Welding and FusionWelding Joint of High-speed Rail Connection Plate[J].Electric Welding Machine, 2022, 52(10): 62-71. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.10.10.

摘要

对分别采用搅拌摩擦焊和熔化焊的连接板焊接接头的金相、拉伸、弯曲、硬度及疲劳性能等方面进行对比研究。两种焊接方式金相均合格；采用搅拌摩擦焊的连接板接头抗拉强度为275.67 MPa，比熔化焊（263.8 MPa）高约4.5%；搅拌摩擦焊接头弯曲性能侧弯180°均合格，熔化焊接头侧弯试件在110°左右时由于存在气孔导致裂纹出现；搅拌摩擦焊接头的硬度分布近似W形，中心层焊核区显微硬度值约为79~104 HV，在-18~-6 mm和6~18 mm范围内出现软化现象，最低硬度为69 HV，熔化焊接头的中心层焊缝区显微硬度值约为92~97 HV，在3~9 mm范围内出现软化现象，最低硬度为71 HV；搅拌摩擦焊接头中值疲劳极限为137 MPa，比熔化焊（117 MPa）高约17%。

Abstract

The metallographic

tensile

bending

hardness and fatigue properties of the high-speed rail connection plate welded joint of friction stir welding and fusion welding were compared and studied.The results show that both welding methods are qualified in metallography;The tensile strength of the joint of friction stir welding is 275.67 MPa and is about 4.5% higher than that of fusion welding

which is 263.8MPa; The bending property of friction stir welding joint is all qualified at 180°

and the crack occurs in the specimen of fusion welding head bending at about 110° due to the existence of pores;The hardness distribution of friction stir welding joint is similar to W shape

the microhardness value of the nugget zone of the central layer is about 79~104 HV

and the softening phenomenon occurs at -18~-6 mm and 6~18 mm

and the lowest hardness is 69 HV;The microhardness value of the weld zone on the central layer of the fusion welding joint is about 92~97 HV

the softening phenomenon occurs at about 3~9 mm

and the lowest hardness is 71 HV;The median fatigue limit of friction stir welding joint is 137 MPa and is about 17% higher than that of fusion welding

which is 117 MPa.

关键词

Keywords

references

侯振国，钮旭晶，李充，等 . 搅拌摩擦焊技术在高速列车制造中的应用［J］. 电焊机， 2018 ， 48 （ 3 ）： 32 - 36 .

Hou Z G ， Niu X J ， Li C ， et al . Application of friction stir welding technology for the high-speed train manufacturing ［J］. Electric Welding Machine ， 2018 ， 48 （ 3 ）： 32 - 36 .

方宇欣，许鸿吉，金鹏 . 6082-T6厚板铝合金FSW焊接接头组织与力学性能研究［J］. 焊接技术， 2019 ， 48 （ 12 ）： 23 - 25 .

Fan Y X ， Xu H J ， Jin P . Study on Microstructure and Mechanical Properties of FSW Welded Joint of 6082-T6 Thick Plate Aluminum Alloy ［J］. Welding Technology ， 2019 ， 48 （ 12 ）： 23 - 25 .

P . M.G.P. Moreiraet al. Fatigue behavior of FSW and MIG weldments for two aluminum alloys ［J］. Theoretical and Applied Fracture Mechanies ， 2007 ，（ 48 ）： 169 - 177 .

庹文海，杨尚磊，杨文涛 . 轨道交通用6082-T6铝合金MIG焊接接头组织与疲劳性能［J］. 材料导报， 2015 ， 20 ： 105 - 109 .

Tuo W H ， Yang S L ， Yang W T . Microstructure and Fatigue Performance of MIG Welded Joint of 6082-T6 Aluminum Alloy Used for Rail Transportation ［J］. Materials Review ， 2015 ， 20 ： 105 - 109 .

秦丰，周军，侯振国 . 6082铝合金双面搅拌摩擦焊接头组织与性能［J］. 焊接学报， 2021 （ 02 ）： 75 - 80 .

Qin F ， Zhou J ， Hou Z G . Research on microstructure and properties of double-sided friction stir welding joint of 6082 aluminum alloy ［J］. Transactions of The China Welding Institution ， 2021 （ 02 ）： 75 - 80 .

钮旭晶，侯振国，鲁二敬 . 轨道车辆用6082铝合金搅拌摩擦焊焊接接头性能研究［J］. 金属加工（冷加工）， 2016 （ S1 ）： 842 - 844 .

Niu X J ， Hou Z G ， Lu E J . Study on properties of friction stir welding joint of 6082 aluminum alloy for railway vehicles ［J］. MW Metal Cutting ， 2016 （ S1 ）： 842 - 844 .

张航，宫文彪，赵立哲 . 6082-T6铝合金搅拌摩擦焊“S”线的形成及其对接头组织性能的影响［J］. 热加工工艺， 2020 ， 23 ： 23 - 26 .

Zhang H ， Gong W B ， Zhao L Z . Formation of "S" Line and Its Influences on Microstructure and Properties of Friction Stir Welded 6082-T6 Aluminum Alloy ［J］. Hot Working Technology ， 2020 ， 23 ： 23 - 26 .

靳佳霖，徐国富，李耀 . 焊丝成分对6082-T6铝合金焊接接头组织和性能的影响［J］. 中国有色金属学报， 2020 （ 01 ）： 1 - 8 .

Jin J L ， Xu G F ， Li Y . Effect of welding wire composition on microstructure and properties of 6082-T6 aluminum alloy welded joints ［J］. The Chinese Journal of Nonferrous Metals ， 2020 （ 01 ）： 1 - 8 .

邓舒浩，邓运来，张臻 . 焊接工艺对6082-T6铝合金FSW接头微观组织与力学性能的影响［J］. 中南大学学报：自然科学版， 2018 （ 10 ）： 2413 - 2422 .

Deng S H ， Deng Y L ， Zhang Z . Effect of welding parameters on microstructure and mechanical properties of 6082-T6 aluminum alloy FSW joint ［J］. Journal of Central South University：Science and Technology ， 2018 （ 10 ）： 2413 - 2422 .

王希靖，魏学玲，张亮亮 . 6082-T6铝合金搅拌摩擦焊组织演变与力学性能［J］. 焊接学报， 2018 （ 03 ）： 1 - 5 .

Wang X J ， Wei X L ， Zhang L L . Microstructural evolution and mechanical properties of friction stir welded 6082-T6 aluminum alloy ［J］. Transactions of the China Welding Institution ， 2018 （ 03 ）： 1 - 5 .