分析铝合金焊接性能及焊接接头性能

周庆娇

摘 要：本文主要从焊接材料与合金各不相同时的裂纹倾向、焊接材料与合金各不相同时的气孔倾向、4043焊丝焊接6005与919合金时的时效倾向以及焊接接头的微区性能分布这四个方面，展开对铝合金焊接性能及焊接接头性能的探讨研究，希望能够为有关人士提供帮助。

关键词：铝合金;焊接性能;焊接接头性能

引言

随着近年来社会经济的飞速发展，人民群众在生产生活的过程中，对高速列车运行效率及质量的要求也越来越高，本文以此为例，在将车体轻量化选材需求影响充分考虑在内的基础上，对铝合金焊接性能与焊接接头性能展开研究。经实践证明，与耐候钢相比较而言，不锈钢车体重量能够降低19%，铝合金车体重量则能够降低44%，在建造成本与不锈钢车体相接近的情况下，铝合金材料的优势更加明显。由此可见，若想在合理节省列车创造成本的同时，保证高速列车建造的整体质量，进一步结合实际情况进行相关探索已迫在眉睫。

一、焊接材料与合金各不相同时的裂纹倾向

在应用鱼骨形变拘束裂纹法进行试验的过程中，相关人员应注重焊接方法则与规范相同，而从最终的试验结果中也不难看出，就7005合金与6061合金来讲，5356焊丝在焊接时产生的裂纹倾向更大，同时6061合金焊接裂纹倾向明显小于7005，但在使用4043焊丝焊接的情况下，6061与7005的裂纹倾向差异并不显著。另外，经实践证明，线能量与裂纹倾向是成反比的，且在各类焊丝线能量焊接的情况下，4043裂纹倾向远比5356焊丝焊接低，由此可见，相关人员应充分发挥4043焊丝抗裂性强等优势的作用[1]。

二、焊接材料与合金各不相同时的气孔倾向

对较大内部气孔进行观测最有效的途径之一就是x光，相关人员可以使用放大镜，观测切割面上分散的细小气孔，但与此同时，相关人员需及时明确的意识到，由显微镜得出的微观气孔观测结果，只能用于定性比较。另外，从观测结果中也能得出结论，4043焊丝焊接在细气孔与微观气孔减少方面能产生显著效果，但5356焊丝则在内部气孔较大的情况下更加适用。在焊接之前需进行化学清理或仔细打磨，焊接过程中还应注重线能量增加，为气孔倾向的减少提供便利。

三、4043焊丝焊接6005与919合金时的时效倾向

相关人员首先应用4043焊丝，进行对6005与919异种铝合金接头的焊接，在10天、30天以及50 天的自然时效后，得出焊接接头硬度分布结果。通常情况下，919合金相对来讲具备更大的自然时效，而6005合金相对则比较小，同时在比较焊接接头各区的情况下，热影响区自然时效倾向较大且焊缝较小。除此之外，站在焊接材料匹配的角度上来看，若有919合金成分掺入焊缝，硬度则基本上均会高于热影响区，但与母材无明显差异，同时人工时效母材的选择也十分关键，绝对不能因为焊接热影响区软化而使母材要求降低[2]。

四、焊接接头的微区性能分布

（一）匹配焊接接头微区性能分布与同项性能间的差异

相关人员需做好事前的比较工作，明确各类匹配焊接接头的微区性能分布与同项性能，经试验证明，6005合金焊接中使用5356焊丝或者是4043焊丝，各区强度与屈服强度无明显差异，但后者相对来讲并不具备较高的塑性与韧性。在焊接919合金时使用5356焊丝，焊缝于屈服强度比在6005合金焊接中应用更高，与此同时，焊缝塑性与韧性实际也并无明显差异，但若是热影响区强度与屈服强度大，则塑性与韧性也会随之降低。

（二）焊接接头微区性能方面自然时效产生的影响

相关人员需明确焊接接头在焊后与自然时效后的强度变化，并掌握以下几点关键内容：焊缝与热影响区剪切强度，在两种6005合金匹配的自然时效后并无显著提升;919合金焊接接头在自然时效后，焊缝及热影响区剪切强度会增加很多，但剪切屈服强度可能会出现程度不一的下降情况;三种匹配合金在自然时效后，并未出现明显的焊缝与热影响区剪切塑性变化，剪切韧性相对而言显著降低。

具体来讲，919合金焊缝与热影区具备最强的自然时效能力，但之后韧性降低程度也更严重;各类合金应用4043焊丝的焊缝韧性均比较差，若焊接结构需承受冲击载荷，这种焊接方法需慎重使用;6005合金焊接中应用5356焊丝，具备最高的焊缝综合力学性能;若在919合金焊接时使用5356焊丝，相关人员可在焊接接头不同自然时效后，由微区性能分布情况观察出以下几点：①919合金中应用5356焊丝，在母材性能降低的同时焊缝有显著变化。②屈服强度与时间增加成正比，韧性变化与塑性变化则正好相反[3]。

（三）焊接接头自然时效后力学性能方面焊接规范产生的影响

例如在919合金焊接工作中，小规范与大规范都是十分常见的方式，自然时效后的性能分布也需明确掌握。合金焊接接头热影响区在大范围焊接的情况下，SS与SYS分布高值区域会增宽，但是峰值会出现一定程度的下降，同时焊缝的SS下降明显，但SYS则没有显著降低;焊缝与热影响区的SD与SW，与小规范相比较来讲下降明显。由此可见，大规范焊接虽能促进生产率的提升，但强韧性方面并没有优势。

五、结束语

综上所述，6000系列合金相比较来讲，优势主要体现在综合力学性能以及耐蚀性强方面，在高速列车建造中能够发挥最好的效果;而6005则可以与5356焊丝配合使用;7000系列自然时效能力与强度都比较高，但相对而言韧性抗裂性较差;国产919可在牵引梁中试用，通常可与5356焊丝相配合，同时需对施工工艺与质量严格控制。时代依然在不断向前发展，高速列车作为我国交通运输领域的重中之重，也必然会得到国家与社会各界越来越高的重视，我们只有将铝合金焊接工艺不断优化作为目标，才能为列车运行提供更高程度的安全保障。

參考文献

[1]朱集锦.焊丝成分对2519A/7A52异种铝合金焊接接头性能的影响[J].轻合金加工技术，2018，46（11）：61-66.

[2]毛华，周古昕，王生，刘稳，杜秀征.含Sc焊丝对7B52叠层铝合金焊接接头组织与性能的影响[J].兵器材料科学与工程，2018，41（02）：73-77.