鋁合金擠壓型材有整體性好、結構減重明顯以及制造精度高等優點，在航空、航天和軌道交通等領域得到了廣泛的應用[1]
6005A鋁合金型材的耐蝕性和綜合力學性能優異，廣泛用于制造軌道交通領域列車的車體[1~4]
但是，擠壓工藝要求擠壓型材的幅寬不超過1 m，因此制造列車車體時不可避免地涉及鋁合金型材的焊接
攪拌摩擦焊(Friction stir welding, FSW)有綠色環保、優質高效、接頭變形小和殘余應力低等優點，成為焊接鋁合金型材極受關注的技術，已用于焊接列車車體的頂棚、側墻、地板等部件[4~6]
軌道列車的服役時間長達30年，在長期高速運行中承受的交變載荷使車體的焊接結構發生疲勞破壞
疲勞斷裂是列車車體焊接結構最常見的失效形式，也是軌道列車車體結構件的關鍵考核指標
采用FSW制造的鋁合金列車車體，其靜態力學性能與熔化焊相比有所提高，但是FSW工藝使焊縫區產生一些特殊的微觀特征結構，其中“S”線最為典型
Sato等[7]證實，進行FSW時鋁合金對接面上的氧化膜在劇烈攪動破碎后，“S”線是隨著材料流動重新分布形成的宏觀連續的特殊結構
通?！癝”線對FSW接頭的高周疲勞性能影響不大，但是也有研究發現，“S”線的存在使鋁合金FSW接頭的疲勞強度降低，裂紋在根部“S”線處優先萌生[8]
目前關于“S”線對動載下的FSW接頭疲勞性能的影響，仍然沒有共識
焊接列車車體型材時，為了提高生產效率有時對焊接對接面不進行機械打磨或只進行簡單的處理
同時，在實際生產中焊接速度較高、材料的流動能力減弱，使表面氧化物的破碎程度降低
因此，需要澄清這種焊接工況對接頭疲勞性能的影響
本文選取列車車體常用的6005A-T6鋁合金型材為研究對象，用較高的焊接速度(1000 mm/min)進行FSW，分別對對接面機械打磨和不機械打磨，研究兩種FSW接頭的高周疲勞性能
1 實驗方法
實驗用6005A-T6鋁合金型材的主要化學成分(質量分數, %)列于表1
Table 1
表1
表16005A-T6鋁合金的化學成分
Table 1Chemical composition of 6005A-T6 Al alloy (mass fraction, %)
Material
Mg
Si
F
聲明：
“6005A鋁合金擠壓型材攪拌摩擦焊接頭的疲勞性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：任延靜,張欣盟,薛鵬,倪丁瑞,肖伯律,馬宗義
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2025年07月09日 ~ 11日 
