崔云龙, 汪认, 张世欣, 张仁航

(中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东 青岛 266111)

0 前言

6xxx系铝合金为可热处理强化铝合金,具有中等强度和良好的成形能力,耐腐蚀性能优异,在轨道交通车辆铝合金车体的底架、车顶、侧墙等大部件结构上得到了普遍应用[1-2]。6xxx系铝合金具有一定的焊接裂纹敏感性,其焊接接头容易产生热裂纹,6xxx系铝合金焊接裂纹的研究对提升接头质量有重要意义[3-4]。

在地铁车体某结构焊接工艺试验过程中,4 mm厚6061铝合金角接接头发现大量裂纹,裂纹缺陷对结构的安全可靠性造成了重大隐患。为了解决此问题,试验针对该焊接接头的金相组织、裂纹断口形貌、焊接工艺等进行研究,确定裂纹的性质,分析裂纹产生的机理及影响因素,提出解决措施。

1 缺陷概况

1.1 试验材料及焊接工艺

试验材料为4 mm厚6061P-T6铝合金,其中“P”表示材料为板材,“T6”表示材料的热处理状态为固溶处理后进行人工时效。焊接方法为MIG焊,所用填充材料为直径1.2 mm的ER5356焊丝。接头形式为普通角接接头,试板不开坡口、不留间隙,采用PB位置进行焊接,焊缝单道焊接成形,焊接参数为:焊接电流为140 A,电弧电压为21.0 V,焊接速度为7 mm/s,电弧修正系数为0。

1.2 裂纹缺陷

焊后待接头温度冷却至室温,对接头依次进行外观检测、渗透探伤和宏观金相检测。接头无损检测结果良好,焊缝正面成形美观,没有发现表面缺陷,但在后续宏观金相检测过程中发现焊接接头存在大量裂纹缺陷。

裂纹的宏观形貌如图1所示(见实线箭头)。……