铝合金挤压型材有整体性好、结构减重明显以及制造精度高等优点，在航空、航天和轨道交通等领域得到了广泛的应用[1]
6005A铝合金型材的耐蚀性和综合力学性能优异，广泛用于制造轨道交通领域列车的车体[1~4]
但是，挤压工艺要求挤压型材的幅宽不超过1 m，因此制造列车车体时不可避免地涉及铝合金型材的焊接
搅拌摩擦焊(Friction stir welding, FSW)有绿色环保、优质高效、接头变形小和残余应力低等优点，成为焊接铝合金型材极受关注的技术，已用于焊接列车车体的顶棚、侧墙、地板等部件[4~6]
轨道列车的服役时间长达30年，在长期高速运行中承受的交变载荷使车体的焊接结构发生疲劳破坏
疲劳断裂是列车车体焊接结构最常见的失效形式，也是轨道列车车体结构件的关键考核指标
采用FSW制造的铝合金列车车体，其静态力学性能与熔化焊相比有所提高，但是FSW工艺使焊缝区产生一些特殊的微观特征结构，其中“S”线最为典型
Sato等[7]证实，进行FSW时铝合金对接面上的氧化膜在剧烈搅动破碎后，“S”线是随着材料流动重新分布形成的宏观连续的特殊结构
通常“S”线对FSW接头的高周疲劳性能影响不大，但是也有研究发现，“S”线的存在使铝合金FSW接头的疲劳强度降低，裂纹在根部“S”线处优先萌生[8]
目前关于“S”线对动载下的FSW接头疲劳性能的影响，仍然没有共识
焊接列车车体型材时，为了提高生产效率有时对焊接对接面不进行机械打磨或只进行简单的处理
同时，在实际生产中焊接速度较高、材料的流动能力减弱，使表面氧化物的破碎程度降低
因此，需要澄清这种焊接工况对接头疲劳性能的影响
本文选取列车车体常用的6005A-T6铝合金型材为研究对象，用较高的焊接速度(1000 mm/min)进行FSW，分别对对接面机械打磨和不机械打磨，研究两种FSW接头的高周疲劳性能
1 实验方法
实验用6005A-T6铝合金型材的主要化学成分(质量分数, %)列于表1
Table 1
表1
表16005A-T6铝合金的化学成分
Table 1Chemical composition of 6005A-T6 Al alloy (mass fraction, %)
Material
Mg
Si
F
声明：
“6005A铝合金挤压型材搅拌摩擦焊接头的疲劳性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：任延静,张欣盟,薛鹏,倪丁瑞,肖伯律,马宗义
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2025年05月08日 ~ 10日 
