风对A5083铝合金焊接接头力学性能及微观组织的影响
TIG重熔对A5083P—O铝合金焊接接头性能的影响
１ 试 验材 料 和 方 法
试 验采 用轨 道 车 辆 外皮 及 地板 常用 的 Ａ ５ ０ ８ ３ Ｐ
—
目前 国 内外对 提高焊 接结 构疲 劳强 度 主要采 取 以下 措施 ： （ １ ） 减 少 或 消 除 焊 接 裂纹 ； （ ２ ） 优 化 焊 趾 处 几 何参数 以降低应 力集 中系数 。而 Ｔ Ｉ Ｇ重熔是 改 善焊
对 接头 处 的焊趾 部位 进行 Ｔ Ｉ Ｇ重熔 处理 。
Ａ ５ ０ ８ ３ Ｐ—Ｏ的力学 性 能 ， ＭＩ Ｇ焊 接 及 Ｔ Ｉ Ｇ重 熔 的焊接 参数 如表 １ 一表 ２所示 。
表 １ Ａ ５ ０ ８ ３ Ｐ—Ｏ 铝 合 金 主 要 力学 性 能
在试 验件 上 截取 拉 伸试 样 （ 拉伸 试 样 尺 寸如 图 １所示 ） 。共 制作 ６件 试 样 ， 分别标记为 ： ｚ ． １ ． ３ １ ， Ｚ ．
按照 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ６ ５ １— ２ ０ ０ ８ 《 焊接 接 头 拉 伸试 验 方
１ ３
Ｏ铝 合金 为 母 材 ， Ｅ Ｒ ５ ３ ５ ６焊 丝 为 焊 接 填 充 材 料 ，
采用 Ｐ ｈ ｏ ｅ ｎ ｉ ｘ ４ ２ １ Ｅ Ｘ Ｐ Ｅ Ｒ Ｔ ｆ ｏ ｒ ｅ ｅ Ａ ｒ ｅ ＭＩ Ｇ焊 机进行 脉
冲 Ｍ Ｉ Ｇ焊 接 ， 再 采 用 ＷＳ Ｅ一 ３ １ ５ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ逆 变 式 焊 机 体 结 构 中大 量 使 用 。铝 合 金 焊接结 构 中焊接 接 头的疲 劳裂 纹一 般起 源 于焊趾 和 焊 根处 ， 通 过提 高焊 接 质 量 等 措施 只能 抑 制 焊 根 处
缺陷 的产 生 ， 而焊 趾 处 便 成 为 疲 劳 裂 纹 的易 发 点 。
头的熔修处理。
轴肩下压量对5083铝合金板搅拌摩擦焊接头性能的影响
轴肩下压量对5083铝合金板搅拌摩擦焊接头性能的影响殷铭;李强伟【摘要】采用不同轴肩下压量进行了汽车5083用铝合金板的搅拌摩擦焊接,并进行了焊接接头的室温拉伸性能和冲击性能测试与分析.结果表明,随轴肩下压量从0逐渐增加到0.3 mm,接头室温拉伸性能和冲击性能均先提高后下降.与下压量为0相比,下压量为0.2 mm时,接头抗拉强度增大了75 N/mm2,屈服强度增大了39 N/mm2,断面收缩率增大了11.8％,冲击吸收功增大了25 J.轴肩下压量优选为0.2 mm.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2017(045)010【总页数】4页(P53-56)【关键词】轴肩下压量;5083铝合金板;搅拌摩擦焊;拉伸性能;冲击性能【作者】殷铭;李强伟【作者单位】苏州工业职业技术学院,江苏苏州215104;苏州大学工程训练中心,江苏苏州215021【正文语种】中文【中图分类】TG453.9;TG457随着汽车轻量化不断推进，5083铝合金板在汽车领域中的应用量越来越大，而且在很多场合需要进行焊接。
但是，铝合金采用常规熔化焊时极易出现孔洞、夹杂、热裂纹、大变形等缺陷，难以获得高质量的焊接接头，限制了铝合金板在汽车领域中的应用。
搅拌摩擦焊是一种能有效避免常规熔化焊缺陷，给铝合金焊接带来高质量接头的固相焊接技术。
陈影等[1]研究了5083铝合金搅拌摩擦焊搭接形式的焊接接头。
鲁亮等[2]分析了5083铝合金搅拌摩擦焊接头采用微弧氧化膜后的电化学腐蚀行为。
邱宇等[3]也对5083铝合金搅拌摩擦焊接进行了研究。
鲁亮等[4]研究了5083铝合金搅拌摩擦焊接头采用微弧氧化方法对其进行的表面防护。
赵亚东等[5]研究和分析了5083铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能。
周友龙等[6]研究和分析了5083铝合金搅拌摩擦焊接头高频疲劳性能。
袁鸽成等[7]研究和分析了搅拌摩擦焊焊接5083铝合金板材在焊核区的晶体取向。
A5083P-O铝合金MIG焊接接头组织及疲劳性能研究
摘要：A5083铝合金为Al-Mg系防锈型铝合金，不可热处理强化，塑性较好，但强度较低，其耐蚀性和焊接性良好，退火状态时切削加工性较差。
研究4mm厚度A5083P-O MIG焊接接头的组织、硬度及其疲劳强度，发现接头的焊缝组织主要是以细小的枝晶为主，熔合线靠母材侧为垂直于熔合线的细长柱状晶粒。
焊接接头各区域硬度值为70~80HV，热影响区的软化现象不明显。
接头的条件疲劳强度能够达到95MPa。
关键词：A5083P-O铝合金；MIG焊接头；疲劳性能中图分类号：TG444+.74文献标志码：B文章编号：1001-2303（2014）09-0144-04 DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2014.09.35全可靠运行具有重要的意义。
在此对A5083P-O铝合金MIG焊接接头的组织、力学性能及其疲劳性能进行研究，拟为综合评价车体铝合金焊接接头的服役行为提供数据支撑。
1试验材料和方法试验所用材料为4mm厚的A5083P-O铝合金，其化学成分如表1所示。
采用MIG焊接方法，焊丝为ER5356，保护气为99.999%的高纯Ar。
焊接工艺参数：焊接电流135~150A，焊接电压20~22V，焊接速度460~490mm/min，单面焊双面成形。
焊接环境一直保持恒温恒湿条件，温度恒定在23℃~26℃，湿度53%~57%。
试件焊好之后，利用线切割机取样，对接头的微观组织、硬度及其疲劳性能进行试验。
其中金相观察所用设备为Zeiss-A1M数码金相显微镜；硬度试验所用设备为HVS-30维氏硬度计；疲劳试验采用进口的MTS-810低频疲劳试验机，试验温度严格控制在20℃~22℃，试验时频率20Hz，应力比R=0，采用轴向力拉伸（正弦波）循环应力加载方式，疲劳试验件尺寸如图1所示。
试样断口微观形貌采用JSM-6490LV型扫描电子显微镜进行观察。
图1疲劳试样尺寸2试验结果和讨论2.1微观组织A5083P-O对接接头金相组织如图2所示。
5083铝合金平板对接焊接变形实验与计算分析
5083铝合金平板对接焊接变形实验与计算分析肖俊彦1,樊睿智1,陆 皓1,张 平2,邬成杰2(1.上海交通大学焊接工程研究所,上海200030; 2.中国船舶工业集团公司第七O八研究所,上海200011)提 要 采用实验和数值模拟对5083铝合金焊接变形规律进行了研究。
采用热弹塑性有限元法对平板对接焊变形进行分析,结果表明,采用板单元有限元计算的平板焊接横向、纵向、面外变形分布与实验测量结果一致。
关键词 铝合金 焊接变形 有限元法中图分类号 T G40 文献标识码 B1 引言铝合金异于钢材的物理化学性能,给铝合金的焊接带来了一系列困难。
铝合金焊接变形较大是制约铝合金在船舶制造领域普及的一个重要原因。
而对铝合金焊接变形规律的探讨一直是国内外专家研究的难点与热点。
我国铝合金造船业正在迅速蓬勃发展,5083船用铝合金在轻量船制造上有广泛的应用。
为了提高造船生产效率,精度造船的概念正越来越得到各船厂的重视,只有准确地预测铝合金焊接变形,了解焊接变形基本规律,才能有针对性地采取相应措施控制焊接变形。
研究探讨5083铝合金平板对接焊接变形的一些基本规律,以期望对造船的优化结构设计和工艺有所指导意义。
2 铝合金焊接特点由于铝合金与钢的物理性能差异,铝合金焊接时易产生以下问题。
(1)铝的氧化能力强,氧化铝熔点高,能吸附大量湿气,易形成夹渣及气孔。
(2)热传导率和导电率高,比热容、熔化潜热大,焊接电源产生的热量很快地由母材疏导出去,容易产生未焊透、未融合及焊缝气孔等缺陷。
(3)铝合金的热膨胀系数大,焊接变形较为显著。
(4)铝合金在370 C左右时强度很低,焊接时易出现坍塌。
(5)铝熔化时不像钢、铁,没有明显的色泽变化,焊接温度难于掌握[1]~[3]。
由于铝合金焊接本身的这些特点,尤其是焊接变形较大,给焊接结构的使用带来不利影响。
焊接产生的纵向变形主要是纵向缩短,收缩量一般随焊缝长度的增加而增加。
焊接产生的横向变形主要是横向缩短,一般对接焊的横向收缩随着板厚的增加而增加。
5083铝合金焊接工艺浅析[权威资料]
![5083铝合金焊接工艺浅析[权威资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/0ca3bd0677232f60dccca124.png)
5083铝合金焊接工艺浅析【摘要】本文研究了5083铝合金的焊接性及并制定了相应的焊接工艺。
针对5083铝合金焊接时易出现气孔等焊接缺陷，采取MIG方法配合5183铝合金焊丝进行焊接，可获得焊缝接头质量良好的焊缝。
【关键词】铝合金，MIG，工艺由于铝合金具有比重和弹性模量小、耐腐蚀、可焊接、易加工、无磁性和低温性能好等特点，铝合金在现代工业中得到广泛的应用。
防锈铝合金5083 （LF4）属于Al-Mg系列铝合金，具有良好的抗腐蚀性，广泛应用在需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的产品中，如汽车、飞机、船舶、天然气管道等。
5083铝合金焊接时容易出现气孔等缺陷，影响焊接产品的使用性能。
因而，研究5083铝合金焊接的焊接工艺能为生产提供依据，从而提高焊接产品质量。
1、5083铝合金焊接性分析5083铝合金化学成分及力学性能见表1、2。
5083铝合金焊接性分析如下：1）5083铝合金属于AL-Mg系列合金，根据5083铝合金的化学成分（表1）分析可知：5083铝合金含Mg和Mn元素较高，其抗脆性、抗蚀性、可焊性较好。
由于Mn元素的含量较多，可以提高铝合金的力学性能，又不使合金抗腐蚀下降，同时提高了5083铝合金的焊接性。
同时加入Mn元素能使含Mg元素相分布均匀，提高强度、抗蚀性。
2）由于铝合金的化学活泼性很强，表面易形成氧化膜，且多属于难熔物质。
焊接时易产生夹渣等缺陷。
3）铝合金热导率大（约为钢的4倍），加之其热导率较大，焊接时容易造成未熔合现象。
4）由于铝合金的热膨胀系数约为钢的2倍，相反其弹性模量却只有钢的1/3，焊件易产生较大的热应力，导致变形及裂纹。
5）气孔是焊接5083铝合金过程中常见的缺陷。
而氢是铝合金焊接时产生气孔的主要原因。
焊接时，氢的来源有两个方面：一是弧柱气氛中的水分；二是焊丝及母材表面氧化膜吸附的水分。
为此，焊接铝镁合金时，焊前必须仔细清除坡口附近的氧化膜，保持焊丝及母材干燥。
TIG重熔对A5083铝合金焊接接头微区性能和残余应力的影响
文章编号：1002—025X(2013)08—0019—04TI G重熔对A5083铝合金焊接接头微区性能和残余应力的影响满春水1，马传平2，朱志民1，朱伟1(1．南车南京浦镇车辆有限公司，江苏南京210031；2．西南交通大学材料学院，四川成都610031)摘要：对A5083铝合金焊接接头进行了T I G重熔试验，并进行了硬度测试、微型剪切试验和X射线衍射残余应力测试分析。
结果表明：TI G重熔后焊接接头的硬度变化不明显，抗剪强度基本不变，但接头的压入率有所提高，塑性变好；T I G重熔能使A5083铝合金焊接接头残余应力分布更趋均匀化。
降低焊缝及焊趾残余应力值，提高焊接接头疲劳寿命。
关键词：A5083铝合金；T I G重熔；微区性能；残余应力中图分类号：TG444．74文献标志码：B0前言铝合金具有自身质量小、耐腐蚀、外观平整度好、容易制造成复杂曲面、比强度高等优点，因此受到世界各国轨道交通业的重视E¨。
目前．我国高速列车车体主要为铝合金材质，主要用到的铝合金牌号为A7N01，A6N01，A5083等。
其中A5083为A l—M g系防锈型铝合金，不可热处理强化，塑性较好，但强度较低，其耐蚀性和焊接性良好，退火状态时切削加工性很差[21。
主要用于制造要求中等强度并有良好耐蚀性的焊接部件，如头车骨架蒙皮、端墙等部件。
TI G重熔焊缝工艺技术是在A5083铝合金焊接过程中，利用钨极氩弧焊时，钨极与被焊接工件之间产生的电弧热量为热源，将焊趾重新熔化。
使可能存在的咬边、小夹渣等缺陷被清除，同时，形成过渡均匀的重熔区。
使得焊缝横截面的形状得到显著改善，减小了焊缝区应力集中，以改善焊接接头的疲劳强度[3]。
本试验中针对高速列车用A5083铝合金采用的焊缝T I G重熔焊接工艺，研究了T I G重熔前后焊接接头微区性能的变化和残余应力的分布规律，评估T I G重熔工艺在高速列车实际生产中的工程应用价值。
铝合金焊接接头的力学性能研究
铝合金焊接接头的力学性能研究摘要：铝合金焊接接头因其特殊的焊接特点而导致其焊接接头易产生气孔及裂纹，不同的焊接方法（常见的MIG/TIG和激光焊接）和焊接工艺也会影响其焊接接头的力学性能。
因此，很多学者对铝合金焊接接头的力学性能进行了大量研究，通过反复实验调控其工艺参数得到了良好的接头力学性能。
关键词：铝合金焊接力学性能铝合金因其质量轻、强度高及优良的加工性能,被广泛应用于航空航天、交通运输和建筑等领域,铸造铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀和易成型等优点,普遍应用于航空、铁路、汽车等工业领域[1]。
一、铝合金焊接特点铝合金在焊接过程中通常有以下特点[2]：1）与氧的亲和力很强。
铝在空气中极易与氧结合，并生成致密的氧化铝薄膜，但是氧化铝薄膜在焊接过程中并没有益处，反而会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。
氧化铝薄膜还会吸附水分，进而导致焊接时在焊缝中形成气孔。
2）线膨胀系数大。
线膨胀系数大易产生焊接变形。
铝及铝合金凝固时体积收缩率达6.5%，因此，在焊接某些铝合金时，在焊缝金属中形成裂纹的倾向性很大，进而由于存在很大的内应力而产生裂纹。
3）导热率和比热大。
在焊接过程中热源产生的大量热能会被迅速传导到金属内部。
焊接铝合金的过程中必须采用能量集中、功率大的热源，才能得到高质量的焊接接头。
4）焊接时易形成气孔。
氢的来源是水分，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中还包括焊丝及母材表面氧化铝薄膜所吸附的水分。
在高温状态下，铝及铝合金的液体熔池极易溶入的大量气体形成气孔，而且由液态凝固时，铝及铝合金的溶解度急剧下降。
因此，在焊接完成后的冷却凝固过程中，气体因来不及排出而保留在焊缝中形成气孔。
5）可能会出现焊合条纹。
焊合条纹是铝合金挤压型材在腐蚀处理或阳极氧化处理后，表面出现或明或暗且平行于挤压方向的白色线纹。
焊合条纹不会降低型材的力学性能，但是会产生较大色差，若是用于外观表面部分，用户难以接受太大的色差。
《2024年叠轧制备5083铝合金多尺度超细晶工艺研究》范文
《叠轧制备5083铝合金多尺度超细晶工艺研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其优良的物理和机械性能，在航空、汽车、船舶等领域得到了广泛应用。
其中，5083铝合金因其高强度、耐腐蚀等特性备受关注。
而通过叠轧制备技术，可以实现5083铝合金的多尺度超细晶结构，进一步提高其性能。
本文旨在研究叠轧制备5083铝合金多尺度超细晶工艺，为实际应用提供理论依据和参考。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所用材料为5083铝合金，具有高纯度、高强度和良好的耐腐蚀性等特点。
2. 叠轧制备工艺叠轧制备工艺主要包括原料准备、轧制、退火、再轧制等步骤。
首先将5083铝合金板材进行表面处理，然后进行多道次轧制，通过控制轧制温度、轧制压力和轧制速度等参数，实现多尺度超细晶结构的制备。
3. 实验方法（1）通过金相显微镜和扫描电镜等手段，观察轧制后5083铝合金的微观组织结构；（2）利用硬度计、拉伸试验机等设备，测定轧制后材料的力学性能；（3）通过X射线衍射仪等手段，分析材料的晶体结构和晶粒大小。
三、实验结果与分析1. 微观组织结构观察通过金相显微镜和扫描电镜观察，发现叠轧制备后的5083铝合金呈现出多尺度超细晶结构，晶粒大小均匀，分布致密。
在轧制过程中，随着轧制道次的增加，晶粒逐渐细化，形成多尺度超细晶结构。
2. 力学性能分析硬度计和拉伸试验机测试结果表明，叠轧制备后的5083铝合金具有较高的硬度和强度。
随着轧制道次的增加，硬度逐渐提高，拉伸强度也呈现出上升趋势。
此外，材料的塑性也得到了改善。
3. 晶体结构与晶粒大小分析X射线衍射仪分析结果表明，叠轧制备后的5083铝合金晶体结构稳定，未出现明显的相变现象。
同时，随着轧制道次的增加，晶粒逐渐细化，晶粒尺寸分布更加均匀。
这有利于提高材料的力学性能和耐腐蚀性。
四、讨论与结论通过研究叠轧制备5083铝合金多尺度超细晶工艺，发现该工艺可以有效细化晶粒，提高材料的力学性能和耐腐蚀性。
5083铝合金均匀化过程中力学性能与微观组织的相关性研究
5083铝合金均匀化过程中力学性能与微观组织的相关性研究作者：张义刘俊涛来源：《科学与财富》2016年第19期摘要：本文通测量了5083铝合金在480℃、500℃、520℃、540℃保温24小时后的力学性能，结果显示在480℃均匀化后的力学性能比在其他温度下均匀化后的力学性能高约6MPa。
对均匀化前后的试样进行了金相观察，结果显示四种均匀化制度下的晶粒均没有发生粗化，但在480℃均匀化时晶粒内部析出的Al6Mn的尺寸最小。
根据Orowan强化机制的计算模型可知，第二相尺寸越小对强度的提高越显著。
因此为了获得更高的强度应尽量减小Al6Mn 的尺寸。
关键词：5083铝合金；均匀化；力学性能；微观组织1、简介5083铝合金是应用非常广泛的一种Al-Mg合金。
具有中等强度，良好的耐蚀性能、加工性能及焊接性，主要用于制造船板、模具存储罐等领域。
Al-Mg合金属于不可热处理强化铝合金，其主要的强化方式是Mg元素的固溶强化和应变强化两种方式。
Mn是Al-Mg合金中常加的一种元素，它和铝元素形成Al6Mn起到第二相强化的作用，5083铝合金中Mn含量一般在0.7%左右。
常规的半连续铸造，必然导致主合金元素Mg、Mn的微观偏析，从而影响材料的强度。
因此，必须对铸锭进行均匀化热处理。
有研究者[1]认为在460-480℃保温25小时以上可以获得较好的均匀化效果，有研究者[2]认为要在510℃进行均匀化。
均匀化过程中，Mn元素会以Al6Mn的形式析出来。
不同的均匀化制度， Al6Mn的形成尺寸也不同具有不同的尺寸，也必然会影响材料强度。
本文研究了Al6Mn尺寸和力学性能之间的相关性，以获得更加优异的均匀化效果。
2、实验材料和方法2.1实验材料5083铝合金为天津忠旺铝业有限公司制造的铸锭，其成分如表1所示。
2.2实验方法30mm×30mm×300mm的5083铝合金放入马弗炉进行均匀化退火，均匀化温度分别是：480、500、520、540℃，时间都为24小时。
5083-H111 铝合金轧制板焊接性能及组织研究
0前言随着高速铁路的飞速发展，高速列车轻量化成为铁路运输行业现代化的重要目标[1]。
由于铝合金材料具有诸多优点，被广泛应用到现代交通运输领域中[2]，特别是高速车辆中。
相比于如塑料、普通钢材、不锈钢等其他材料，铝合金具有更好的安全性、科学性和经济性[3]。
随着铝合金产品的广泛应用，也给焊接工艺提出了更高要求，特别是5×××系和6×××系铝合金。
其中的5083铝合金是一种典型的结构用铝合金，具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性能和加工性能优良等特性，广泛应用于航空航天、轨道运输、汽车、电工化工、桥梁建筑、导弹零件等大型工业领域[4-5]。
目前，大多数针对铝合金5083-H111的研究主要是研究不同焊接参数对焊接接头的影响。
而本文主要针对5083-H111铝合金轧制板材的焊接性能及组织进行研究，采用自动化焊接，分析轧制板材焊接性能，进而获得理想的焊接接头，验证轧制板的焊接性能，为其自动化焊接生产提供依据。
1试验材料及方法1.1试验材料试验材料为2块5mm厚的5083-H111轧制板，其母材成分如表1所示。
表15083-H111铝合金板材化学成分（质量分数/%）Si0.04Mg4.38Fe0.15Cu0.10Mn0.54Cr0.09Ti0.02Zn0.02Al及其它余量试验选用的焊材为某公司生产的进口焊丝EN ISO18273S AL5087，焊材成分如表2所示。
表2焊材的化学成分（质量分数/%）Si0.05Mg4.73Fe0.15Cu0.01Mn0.85Cr0.08Ti0.07Zn0.01Zr0.10Be0.0002Al及其它余量本试验使用自动MIG焊对试板进行焊接，设备选用型号为RTI496-S的IGM悬臂机械手，焊机型号为Fronius TPS5000。
采用自动焊焊接试板，坡口形式为70°V型坡口，详见图1所示。
图1坡口形式及焊缝示意图焊前使用酒精及碗刷清除坡口及其两侧各50mm区域内的油污及氧化膜，并使用工装夹具夹紧两块试板。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械 2017年第8期 第44卷 设计与研究 ・31・———————————————风对A5083铝合金焊接接头力学性能及微观组织的影响孟宪伟（中车南京浦镇车辆有限公司，江苏 南京 266111）摘要：风一方面加快了熔焊时的冷凝速度，另一方面风影响氩气对熔滴与熔池的保护，从而显著地降低接头的力学性能。
中车南京浦镇车辆有限公司设计了可调节风的速度的环境实验室，在20℃条件下，设计了0 m/s 、1 m/s 、2 m/s 的风速，对A5083铝合金焊接接头进行焊接，测试不同条件下焊接接头的拉伸强度、冲击韧性、硬度以及显微组织。
研究结果表明，随着风速的提高，接头的抗拉强度和冲击韧性下降，但显微硬度并未发生大的变化。
接头微观组织变得更加粗糙，甚至还出现了显微裂纹缺陷，这证明风的存在，显著地会降低接头的宏观力学性能，但对微区性能改变不大。
关键词：A5083铝合金；环境风速；力学性能；微观组织 中图分类号：TU512.4文献标志码：Adoi ：10.3969/j.issn.1006-0316.2017.08.007文章编号：1006－0316 (2017) 08－0031－03Effect of Wind on Mechanical Properties and Microstructure of Welded Jointsof A5083 Aluminum AlloysMENG Xianwei( CRRC Nanjing Puzhen Co., Ltd., Nanjing 266111, China )Abstract ：The wind would accelerate the condensation rate during the welding process and would influence the protection results of droplets and molten pools and then decrease the mechanical properties. The environment laboratory was established and the 0 m/s 、1 m/s 、2 m/s wind velocity was designed to welding A5083 aluminum alloys. The results of tensile strength, impact toughness, microstructure and microhardness showed that the tensile strength and impact toughness were decreased but the mocrohardness did not changed much. The microstructure became much coarse with some tiny microcracks occored. It manifested that the wind have great effect on the mechanical properties of welded joints.Key words ：A5083 aluminum alloys ；wind ；mechanical properties ；microstructure温度、湿度、风速等环境因素对焊接质量的好坏起着不可低估的作用。
风一方面加快了熔焊时的冷凝速度，快速的冷凝使焊接熔池中的气泡来不及逸出，较多地被封存起来形成孔穴，另一方面风影响氩气对熔滴与熔池的保护，金属被氧化、吸氢、氮程度加剧，焊缝成形恶化，接头的焊接质量也越来越差[1-6]。
中车南京浦镇车辆有限公司设计了可调节风的速度的环境实验室，对A5083铝合金进行焊接，研究焊接接头力学性能以及微观组织的・32・ 设计与研究 机械2017年第8期 第44卷变化，从而研究环境中的风对动车组结构服役的影响。
1 试验材料与方法设计了可调节风的速度的环境实验室，采用鼓风机进行送风，风速可以控制在0±0.2 m/s～3±0.2 m/s之间。
实验采用8 mm厚A5083铝合金板材进行焊接，采用ER5356铝镁合金焊丝、直径为Ø1.2 mm，选用氩气保护、纯度为99.99%。
焊接后试件尺寸为350 mm×220 mm×8 mm，焊缝宽度为20 mm，焊接工艺参数如表1所示。
根据工厂的现场环境条件进行设计，设计焊接环境温度为20°C，环境风速分别设计为无风、1 m/s、2 m/s。
表1 焊接工艺参数道次焊接电流/A 焊接电压/V焊接速度/（mm·min-1）1170～18920.3～22.7600～6562174～19521.4～22.9636～6563176～19122.1～23.2500～525采用HV-10B维氏硬度计测量焊接接头各区域的硬度值，测量载荷为10 kg，载荷持续时间为15 s。
拉伸实验在WDW3100微机控制电子万能试验拉伸机进行，拉伸速率1 mm/min，冲击试验在JBN- 300摆锤式冲击试验机进行。
在Zeiss A1M光学显微镜下观察母材、HAZ和焊缝的组织。
2 试验结果与讨论2.1拉伸强度表2是板厚为8 mm、接头形式为对接的A5083铝合金焊接接头的拉伸强度。
板厚以0 m/s时的强度为基准，1 m/s时的强度下降了6.41%，2 m/s时的强度下降了8.01%。
这证明风的存在显著地改善了接头的强度。
同时断裂位置也由熔合线变到了热影响区和焊缝，证明接头的薄弱区域发生了变化。
表2 A5083铝合金焊接接头拉伸强度环境因素抗拉强度/MPa平均抗拉强度/MPa断裂位置温度/℃风速/（m·s）20－315312熔合线310310201290292热影响区29029520 2300287热影响区280 热影响区280 焊缝2.2冲击韧性表3是板厚为8 mm、接头形式为对接的A5083铝合金焊接接头的冲击性能。
以0 m/s 时的冲击功和冲击韧性为基准，1 m/s时的冲击功和冲击韧性分别下降了3.51%和3.49%。
2 m/s 时的冲击功和冲击韧性分别下降了8.29%和8.25%。
证明风显著的改善了接头的韧性。
表3 A5083铝合金焊接接头的冲击性能环境因素冲击吸收功/J冲击韧性/（J·cm-2）温度/℃风速/（m·s-1）20－22.431.52424.520122.530.422.523.420221.528.92122.52.3硬度图1是A5083铝合金焊接接头的硬度分布曲线。
可以看出，焊缝区硬度最低，随距离焊缝中心增大，接头硬度提高。
但在不同的风的速度条件下，硬度的起伏并不明显，这证明风对接头微区的强度影响不大。
2.4显微组织图2是焊接接头熔合区和焊缝的显微组织，可明显观察到焊缝区的气孔和粗大的第二机械2017年第8期 第44卷设计与研究 ・33・相析出物。
随着风的速度的提高，熔合区和焊缝区的组织变得明显的更加粗糙，甚至出现了显微裂纹，并且裂纹尺寸也明显增大。
3 结论（1）随着风速的提高，接头的抗拉强度和冲击韧性下降，但显微硬度并未发生大的变化。
这证明风的存在，会显著地降低接头的宏观力学性能，但对微区性能改变不大。
（2）在风速增加时，接头微观组织变得更加粗糙，甚至还出现了显微裂纹缺陷，显微缺陷的存在会明显的降低接头的寿命。
图1 A5083铝合金焊接接头的硬度分布曲线（a）0 m/s条件下熔合区显微组织（b）0 m/s条件下焊缝显微组织（c）1 m/s风速条件下熔合区显微组织（d）1 m/s风速条件下焊缝显微组织（e）2 m/s风速条件下熔合区显微组织（f）2 m/s风速条件下焊缝显微组织图2焊接接头熔合区和焊缝的显微组织参考文献：[1]G. Gou，M. Zhang，H. Chen，J. Chen，P. Li，Y. P. Yang. Effectof Humidity on Porosity, Microstructure, and Fatigue Property ofA7N01S-T5 Aluminum Alloy Welded Joints in High Speed Trains[J].Materials and design，2015（85）：309-317.[2]苟国庆，黄楠，陈辉, 孟立春，等. X射线衍射法测试高速列车车体铝合金残余应力[J]. 西南交通大学学报，2012，47（4）：618-622.[3]周振丰，张文钱. 焊接冶金与金属焊接性[M]. 北京：机械工业出版社，1988.[4]贺运嘉. 金属材料熔焊工艺[M]. 西安：西北工业大学出版社，1980.[5]张志勇，田志凌，彭云.铝合金先进焊接工艺[J]. 焊接，2003（7）：5-9.[6]韩萍，徐军伟. 铝合金焊接缺陷分析[J]. 热加工，2008（1-2）：45-48.更正《机械》杂志2017年第6期上刊登的论文《一种新型折叠运输井架的研制》第一作者欧小武的性别应该为“男”。
特此更正。
《机械》编辑部0m/s1m/s2m/s-1012345678距离焊缝中心距离/mm5658606264666870727476硬度值/HV。