７４ ．焊接质量控制与管理． 文章编号：１００２—０２５Ｘ（２０１５）０３～００７４—０３ 焊接技术 第４４卷第３驯２０１５年３月 高速列车用７Ｎ０１铝合金搅拌摩擦焊研究 陈东方 ，张铁浩 ，张风东 ，方喜风’，刘雪松 （１．南 青岛四方机车车轴股份有限公一Ｊ，ｉｈ东青岛２６６１ １１；２．哈尔滨Ｔ、 大学先进焊接ｌｊｌ连接吲家重点实验室，黑 坨汀哈尔滨Ｊ５０００１） 摘要：针对高速列车用１５ Ｆｉｌｍ厚７ＮＯＩ铝合金的对搭接接头进行搅拌摩擦焊试验．对接头的宏观和微观组织进行了观察并对接头的力 学性能进行了测试 研究结果表明，７ＮＯ１铝合金ＦＳＷ焊核区具有典型的洋葱环结构，接头中界面结合良好 焊核区和热机影响区分 别为细小的等轴晶粒组织和高度塑性变形的晶粒组织．．试验结果表明接头的力学性能良好。 关键词：高速列车：７ＮＯＩ铝合金：搅拌摩擦焊：接头力学性能 中图分类号：ＴＧ４５３．９ 文献标志码：Ｂ 近年来．随着轨道交通行业的快速发展．为满 材）和７Ｎ０１Ｐ—Ｔ４（轧制板材）铝合金，接头形式为 对搭接，如图Ｉ所示。材料的力学性能见表１。 足车辆轻量化、高速、节能环保等的要求，铝合金 在高速列车ｔ得到越来越， 泛的应用，铝合金材料 制造的高速列车 体已经占据很大比例 铝合金材 料的焊接质量已经成为列车长期安全运行的基础． 但由于铝合金焊接时．易产生热裂纹、气孔等缺陷， 且焊接变肜量较大等问题 ．在一定程度上了其 在高速列车上的应用．冈此高速列车用的销合金焊 接成为近年来的研究热点［３－７］． ．７Ｎ０１铝合金为Ａｌ—Ｚｎ—Ｍｇ系高强可焊铝合金． Ａ７ＮＯｌＳ—Ｔ５ 表１铝合金母材力学性能 屈服强度Ｒ ：／ＭＰａ 材料 抗拉强度Ｒ ／ＭＰａ 伸Ｋ牢Ａ（％） 标准值 实测值 标准值 文测值 ≥３２５ ≥３ｌ５ ３９３ ３９６ ≥１６ ≥ｌ】 ２２ ５ ２２ 标准值 ≥２４５ ≥ｌ９５ 实测值 ２９７ ２５７ 具有良好的热变形性能．＿几『以挤压成形状复杂的型 材．在适当的热处理Ｔ艺下可以获得较高的强度和 优良的焊接性能 搅拌摩擦焊（ＦＳＷ）是一种同相连接技术。在 ＦＳＷ过程中．由于母材不熔化，焊接温度较低．焊接 Ａ７Ｎ０１ Ｐ一＿ｒ４ １．２试验方法 焊前用金属清洗剂擦拭试件表面．清除表面的 油污．再用钢丝刷去除接头表面及立面的氧化膜 搅拌摩擦焊采用圆台形．带细牙螺纹并有３个斜切 平面的搅拌头 搅拌针长１４．８５ ｉ／ｌｍ，轴宿直径为３７ ｉｎⅡｌ 焊接时７Ｎ０１Ｓ—Ｔ５铝合金位于前进侧，７Ｎ０１Ｐ— Ｔ４铝合金位于后退侧 的接头具有晶粒小、无气孑Ｌ和残余应力小等优点 “ 『大Ｊ此研究高速列车ＨＪ ７ＮＯ１铝合金的搅拌摩擦焊．对 于克服铝合金采用ＭＩＧ焊时存在的接头强度系数不 高、易产生焊接缺陷等问题的不足，具有重要意义。 １试验材料及方法 １．１ 试验材料 ２试验结果及分析 ２．１ 宏观形貌 试验用材料为厚１５ ｍＩ／ｌ的７Ｎ０１Ｓ—Ｔ５（挤压型 图２为接头的宏观形貌．从图２中町以看ｆ十｛ ＦＳＷ焊缝呈上宽下窄、左右近乎对称的形状，与搅 收稿日期：２０１４—１０—１６ 拌头形状一致。与后退侧相比前进侧处焊核区与两
