1试验
试验采用列车车体用厚度12mm的6082铝合金板材进行MIG焊接，焊接工艺如表1所示。焊缝宽度20mm；采用直径φ1.2mm的ER5356铝合金焊丝，焊丝成分如表2所示。选用纯度为99.99%的氩气进行保护。焊接后截取试件尺寸为300mm×220mm×12mm，并进行喷砂处理。按照标准GB7704－87X射线应力测定方法，采用iXRD残余应力测试仪测试焊接接头喷砂前后的残余应力。
2试验结果和分析
2.1对接接头残余应力分析
6082铝合金对接焊接接头喷砂前后的纵向和横向残余应力测试结果，喷砂前对接接头的纵向残余应力σx分布呈现双峰状，即拉应力双峰出现在焊趾位置，说明焊趾处应力集中程度较高，而焊缝中心附近的应力值较小，但仍为拉应力状态。焊趾外的热影响区至母材焊接残余应力逐渐减小，这主要是焊接热循环影响使得热影响区晶粒长大，变形程度较大，致使残余应力较大，高于母材。横向应力σy分布规律并不明显，呈多峰状分布。喷砂处理后，对接接头的纵向残余应力σx和横向残余应力σy均为压应力。同时由图1还可以看出，喷砂前σx和σy的应力跨度值分别为121MPa和164MPa，而喷砂后，σx和σy的应力跨度值分别减小为44MPa和62MPa，说明喷砂处理后，残余应力分布更均匀。
2.2搭接接头残余应力分析
6082铝合金搭接焊接接头喷砂前后的纵向和横向残余应力测试结果，搭接焊接接头的残余应力分布与对接接头十分相似。喷砂前搭接接头的纵向残余应力σx分布也呈现双峰状，即拉应力双峰仍出现在焊趾位置，焊趾外的热影响区至母材焊接残余应力逐渐减小，但焊缝中心附近的峰谷为压应力状态。横向残余应力σy也呈多峰状分布。喷砂处理后，搭接接头的纵向残余应力σx和横向残余应力σy均为压应力。由图2还可知，喷砂前σx和σy的应力跨度值分别为196MPa和270MPa，而喷砂后，σx和σy的应力跨度值分别减小为25MPa和68MPa，说明喷砂处理后，残余应力分布更均匀。
2.3十字接头残余应力分析
6082铝合金十字焊接接头喷砂前后的纵向残余应力测试结果如图3所示。其规律与搭接接头相似，即喷砂前的纵向残余应力σx分布呈现双峰状，在焊缝中心附近的峰谷为压应力状态，残余应力在焊趾附近达到最大值。经过喷砂处理后，焊接接头的纵向残余应力变为压应力。同时还可知，喷砂前σx的应力跨度值为215MPa，而喷砂后，σx的应力跨度值减小为69MPa，说明经喷砂处理后，残余应力分布更加均匀。
3结论
（1）喷砂处理前，6082铝合金对接、搭接和十字焊接接头的纵向残余应力均呈双峰状分布，最大残余应力均出现在焊趾附近区域，而横向残余应力呈多峰状分布。（2）6082铝合金焊接接头经表面喷砂处理后，其对接、搭接和十字焊接接头的纵向和横向残余应力均变为压应力状态，可以有效抑制裂纹的萌生，提高其疲劳强度和延长使用寿命。（3）经喷砂处理后，6082铝合金对接、搭接和十字焊接接头表面残余应力跨度明显变小，应力梯度明显降低，应力分布更均匀，可有效抑制裂纹扩展。
作者：王未 单位：南车南京浦镇车辆有限公司
