6N01铝合金具有中等强度、良好的耐蚀性、加工性及焊接性,广泛应用于高速列车和地铁列车的侧墙、盖板、车厢隔框等。6N01铝合金具有较高的热导率和线膨胀系数,当试件发生熔化前大量的热量已传入周边母材,所以焊接时需要较高的热输入,而过高的热输入导致焊接接头残余应力大、软化严重、力学性能低。采用K-TIG焊接工艺具有焊接接头质量优良、生产率高,成本低的优势。因此,研究6N01铝合金K-TIG对接接头的工艺、组织及性能具有较大的意义。本文主要研究了自然冷却和铜垫板强制冷却、单面焊和双面焊等工艺条件对对接接头组织性能的影响。自然冷却条件下单面焊双面成形焊缝中心为等轴晶和少量树枝晶,焊缝边缘区为联生结晶形成的柱状晶,熔合区为大小不等的等轴晶,且熔合区存在晶界液化及β"相的聚集、长大和转变,热影响区存在晶粒长大和沉淀区。焊缝中心、熔合区、热影响区中存在α-Al、Fe Al、Al0.5Fe3Si0.5和Mg2Si等析出相,其中Al0.5Fe3Si0.5含量较高。拉伸断口呈现韧窝、河流花样、解理台阶等形貌。β"相脱溶析出后聚集长大并转变为β’相,导致熔合区共格关系破坏而发生过时效软化,硬度值最低。自然冷却条件下双面焊工艺的正面焊和背面焊交汇中心处分布着大小不等的再结晶等轴晶组织,中上部晶粒较大,中下部晶粒较小,交汇处部分细小的柱状晶和等轴晶发生晶粒长大。焊缝横截面下部熔合区面积、柱状晶面积、柱状晶晶粒较小。由于微孔容易在层间交汇处的气孔、偏析处形核、长大和聚集,导致拉伸断口为韧脆混合断口。由于焊缝横截面上部晶粒细小且交汇处有气孔、偏析等焊接缺陷导致上部焊缝各区域的硬度值均高于交汇处。铜垫板强制冷却条件下单面焊双面成形工艺的焊缝横截面上部焊缝中心为粗大的等轴晶,且等轴晶内有少量异质形核点,焊缝边缘区为粗大的柱状晶,且树枝晶发达。焊缝横截面下部的焊缝中心为均匀细小的等轴晶,焊缝边缘区为有序排列的细小柱状晶,无发达的树枝晶。焊接接头拉伸断裂均位于母材侧。冲击断口为韧性断裂,断口中分布着大小均匀的韧窝,韧窝底部分布少量的颗粒状AlFeSi相。沉淀相的不稳定转变及对再结晶的影响导致热影响区的软化区变窄,焊接接头硬度明显升高。铜垫板强制冷却条件下双面焊工艺的焊缝层间交汇处上部由于晶粒长大而形成粗大的等轴晶,交汇处中部为尺寸较小的等轴晶,且晶界处的强化相发生溶解导致晶界模糊,交汇处下部为细小柱状晶。焊接接头中含有Fe Al、Al0.5Fe3Si0.5、Mg2Si等相,其中Fe Al相含量较高。焊接接头拉伸断裂均位于母材。冲击断口中分布着大小均匀的韧窝,韧窝底部分布着少量圆球状AlFe析出相。