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1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TG404，TG406，TG407密級(jí)：公開西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文高強(qiáng)度鋁合金焊接結(jié)構(gòu)激光修復(fù)接頭組織與性能研究年級(jí)二零一五級(jí)姓名徐力棟申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士專業(yè)材料科學(xué)與工程指導(dǎo)老師陳輝教授二零一八年五月ClassifiedIndex：TG404，TG406，TG407SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisStudyonMicrostructureandPropertiesofWeldingJointofLaserRepairofHigh-strengthAluminumAlloyGrade：2015Candidat
2、e：XuLidongAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeSpecialty：MaterialsScienceandEngineeringSupervisor：Prof.ChenHuiMay,2018西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第I頁(yè)摘要A7N01P-T4鋁合金作為高強(qiáng)度的Al-Zn-Mg可熱處理強(qiáng)化鋁合金，被用于高速列車主要承力結(jié)構(gòu)上。在負(fù)載（動(dòng)載或靜載）和腐蝕環(huán)境的交互作用下，鋁合金焊接結(jié)構(gòu)作為性能薄弱區(qū)可能產(chǎn)生裂紋等失效形式，是高速列車保障安全運(yùn)行的重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域。相比于電弧修復(fù)，采用激光修復(fù)的方式對(duì)產(chǎn)生裂紋的部位進(jìn)行修復(fù)可以減少填充金屬，降低熱
3、輸入，減小結(jié)構(gòu)變形。本文采用激光窄間隙焊對(duì)15mm厚的鋁合金MIG焊接頭進(jìn)行模擬修復(fù)，工藝參數(shù)為Plaser=4kW,vweld=0.48m/min,vwire=2m/min，vgas=30L/min，坡口形式選擇為寬度為3mm的U型槽，底部利用了銅襯墊強(qiáng)制成型，以7層7道的方式實(shí)現(xiàn)了15mm厚板的全厚度修復(fù)，成型良好。對(duì)激光修復(fù)前后的接頭進(jìn)行硬度分布、微觀組織、拉伸性能、殘余應(yīng)力分布和耐腐蝕性等性能進(jìn)行對(duì)比分析。與激光修復(fù)前相比，激光修復(fù)后接頭硬度軟化區(qū)并沒有擴(kuò)大。修復(fù)層焊縫較MIG焊縫柱狀晶更加細(xì)小，但氣孔和夾渣等缺陷降低了接頭的抗拉強(qiáng)度。與母材相比，MIG焊和激光修復(fù)帶來(lái)的熱輸入會(huì)
4、使晶界η相（MgZn2）長(zhǎng)大，連續(xù)性增加，晶內(nèi)第二相形態(tài)與分布大致相同，以GP區(qū)為主，并存在少量η＇相和η相。激光修復(fù)時(shí)帶來(lái)的熱輸入會(huì)導(dǎo)致修復(fù)層附近殘余應(yīng)力值增加，但幅度較小。以三點(diǎn)彎形式進(jìn)行加載時(shí)，A7N01P-T4鋁合金應(yīng)力腐蝕裂紋不是全厚度貫穿裂紋，應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展方向存在兩個(gè)方向，一個(gè)是垂直于外加載荷應(yīng)力的L向裂紋，另一個(gè)是因腐蝕產(chǎn)物在裂口中產(chǎn)生楔入力而造成的T向裂紋。修復(fù)接頭熱影響區(qū)為應(yīng)力腐-7-1蝕裂紋擴(kuò)展速率最大的區(qū)域（3.0×10mm·s），但與修復(fù)前相差不大。修復(fù)后接頭熱影響區(qū)剝蝕最為嚴(yán)重，通過動(dòng)電位掃描發(fā)現(xiàn)接頭中激光修復(fù)接頭的熱影響區(qū)Ecorr最低。經(jīng)過交流阻抗分析發(fā)
5、現(xiàn)修復(fù)后接頭熱影響區(qū)剝蝕過程中在點(diǎn)蝕階段腐蝕速率要明顯大于修復(fù)前，這是造成修復(fù)前后熱影響區(qū)剝蝕形貌不同的主要原因；通過增加鎂合金板的方式可以在一定程度上改善修復(fù)后接頭熱影響區(qū)的耐腐蝕性能。關(guān)鍵詞：A7N01P-T4鋁合金；激光修復(fù)；顯微組織；拉伸性能；殘余應(yīng)力；應(yīng)力腐蝕；剝蝕西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第II頁(yè)AbstractAsahigh-strengthAl-Zn-Mgheat-treatablealuminumalloy，A7N01P-T4aluminumalloyisusedinthemainbearingstructureofhigh-speedtrains.Underthe
6、interactionofload(dynamicloadorstaticload)andcorrosionenvironment,aluminumalloyweldedstructuresmayproducecracksasasensitiveareaforcracks,whichareanimportanthiddendangerofsafeoperationofhigh-speedtrains.Comparedwitharcrepair,laserrepaircanreducefillermetal,heatinput,anddeformationtorepaircrackedpa
7、rts.Inthispaper,a15-mm-thickaluminumalloyMIGweldingjointwasrepairedbylasernarrowgapwelding.TheparametersarePlaser=4kW,vweld=0.48m/min,vwire=2m/min，vgas=30L/min.AU-shapedgrooveformwithawidthof3mmisselected.Andacopperpal
