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1 概述

高速城际动车组车体主体结构采用铝合金型材，车顶、侧壁、侧梁采用6000系热处理Al-Mg-Si合金。 长焊结构采用Fronius-5000脉冲MIG设备焊接。 机械手焊接的最大优点是焊枪结构牢固，焊接过程稳定，焊接状态的一致性容易保证，焊接质量好。 通过调整不同的焊接参数，可以获得不同的焊接参数。 焊接特性优化焊接性能和成型质量。 因此，采用脉冲MIG焊时，需要通过相应的对比试验进一步得到各参数对接头性能的影响，并通过焊接产品的性能试验结果来验证工艺的可行性。 本文主要对A6N01S-T5铝合金焊接接头在不同脉冲频率下的力学性能（包括拉伸性能、弯曲性能和硬度性能）进行对比分析。

二、试验材料及方法

(1)试验材料及设备 试验材料为A6N01S-T5铝型材加工而成的300mm×150mm×3mm铝板。 焊接沿长度方向进行。 化学成分和力学性能见表1和表2。采用φ1.2mmER5356焊丝，化学成分见表1。采用IGM焊接机器人焊接。

(2)试验方法选取(3+3)mm对接接头作为研究对象。 焊接前，坡口及两侧30mm以内，先用丙酮清洗，清除污垢、油脂等有机物，然后用不锈钢刷将表面氧化膜清理干净。 由于MIG焊机的供电特性为平坦特性，设计对比试验中在相同热输入下改变脉冲频率。 实际焊接参数见表3。

三、测试结果及分析

(1)外观检查和无损检测

①参照标准ISO 17637《焊缝无损检测-熔焊接头外观检查》，目测焊缝，不同脉冲频率焊接得到的焊缝无明显咬边。

②参照标准ISO 17635《焊缝无损检测——金属材料熔焊通用原理》，通过渗透检测（PT）对焊缝表面和近表面的焊缝缺陷进行检测和评价。 除表面个别气孔外，未发现其他明显焊接缺陷。

③参照标准ISO 17636《焊缝无损检测-熔焊接头射线探伤》，采用X射线探伤（RT）检测焊缝内部缺陷。 局部气孔数量相对集中，如表4所示。

(2)焊接接头横截面外观参照标准ISO 17639《金属材料焊缝破坏性试验-焊缝宏观和显微检验》对焊缝横截面进行检测，发现均焊缝断面可以发现气孔的存在，有些气孔存在于焊缝内部，有些气孔分布在焊缝表面或近表面，背面焊缝的气孔比正面焊缝的气孔多，如图在表 5 中。

(3) 焊接接头的拉伸性能 对接接头的拉伸强度参照标准GB/T 2651-2008《焊接接头拉伸试验方法》和GB/T 228-2010《金属材料拉伸试验方法》执行在室温下”。 母材抗拉强度为285MPa，远高于焊接接头，说明焊接接头强度低于母材。 脉冲频率fx=0～5Hz的焊接接头平均抗拉强度分别为191MPa、194MPa、181MPa、192MPa、189MPa和187MPa，其中fx=1Hz的焊接接头平均抗拉强度最高，平均值fx=2Hz 的是最低的。 13MPa。 脉冲频率fx=0～5Hz的焊接接头断裂后的平均伸长率分别为12.0%、11.7%、8.9%、11.6%、9.3%和10%，fx=0Hz的焊接接头的平均伸长率为最高值，最低值 fx=2Hz。 在焊接接头拉伸试验中，拉伸试样的断口基本上都在焊接接头的热影响区，说明热影响区是整个铝合金焊接接头中最薄弱的部分。

(4) 焊接接头弯曲性能弯曲试验参照GB/T 2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》取样检测。 fx=0Hz、fx=2Hz、fx=4Hz、fx=5Hz的焊接接头具有较好的正反弯曲性能，试验区未发现裂纹、夹渣、未熔合、未焊透、裂纹等现象，影响焊接接头弯曲性能的其他缺陷。 但fx=1Hz和fx=3Hz的焊接接头部分试样未能通过弯曲试样，试验过程中出现裂纹甚至断裂。 经观察，主要是由于焊缝中存在较多的焊接气孔。 .

(5) 焊接接头硬度性能不同脉冲频率下焊接接头的硬度分布曲线如附图所示。 从图中可以看出，不同脉冲频率焊接得到的焊接接头硬度分布趋势基本一致，两侧呈以焊缝为中心近似对称分布。 增加的趋势。 其中，焊缝的硬度值最低焊接接头弯曲试验方法，在60～70HV之间。 这是因为焊缝（W）中使用的焊丝是Al-Mg焊丝，硬度较低。 母材硬度（BM）最高，在100～110HV之间，分布比较均匀。 热影响区（HAZ）的硬度值先降低后升高，呈现出较大的梯度。 硬度值高于焊缝，分布在65HV和95HV之间，但低于母材。 从图中还可以发现，靠近焊缝处的热影响区硬度值最低，即热影响区已经软化，不同脉冲频率的接头位置不一致距离焊缝中心7-12mm。 ，同一焊接接头左右两侧的位置不一定对称。

4。结论

本文采用无损检测、显微镜观察、基本性能试验等试验方法，对高速城际动车组不同脉冲频率的A6N01S-T5铝合金焊接接头进行了静态性能试验，并进行了如下研究：得出结论。

(1)不同脉冲频率的接头焊缝均无明显咬边、未焊透、未熔合等明显缺陷。 X射线无损检测结果表明，所有脉冲频率焊缝内部均发现焊缝气孔缺陷，且局部区域较为密集，数量较多。

(2) fx=1Hz的焊接接头抗拉强度平均值最高，fx=2Hz最低； fx=0Hz的焊接接头断后伸长率平均值最高，fx=2Hz的平均值最低； fx=0Hz的强塑性产品平均值最高，fx=2Hz最低，fx=0Hz焊接接头综合韧性水平最好，fx=2Hz最低； fx=1Hz焊接接头的强度系数平均值最高，fx=2Hz最低。 所有拉伸试样的断口基本都在热影响区焊接接头弯曲试验方法，说明热影响区是整个铝合金焊接接头中最薄弱的部分。

(3) fx=0Hz、fx=2Hz、fx=4Hz、fx=5Hz的焊接接头弯曲。