轨道车辆铝合金车体焊接工艺探究水泥磨

轨道车辆铝合金车体焊接工艺探究

轨道车辆铝合金车体焊接工艺探究 2012年08月01日 为实现轨道车辆的高速运行，轨道车辆车体采用轻量化设计，车体采用铝合金结构，以降低轴重，节约能源，减少轮轨冲击。但在铝合金车体制造过程中，铝合金型材及板材的焊接通常采用MIG焊接工艺，铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时体积收缩率6．5％一6．6％，因此易产生焊接变形。对于薄壁铝合金型材(最薄处2．3mm)的焊接，焊接变形大，并常常产生气孔、裂纹等焊接缺陷，焊接难度大，生产的过程中会遇到很多的问题，因此铝合金车体进行焊接时，必须掌握铝合金车体焊接工艺，从而减小焊缝缺陷和焊接变形，提高焊接的质量，保证车体的几何尺寸及强度满足设计要求。1铝合金车体焊接工艺要求 轨道车辆铝合金车体主要使用5000系、6000系、7000系三种铝合金。其中5000系为铝镁合金，焊接性好；6000系为铝镁硅合金，焊接性好，焊接强度较高；7000系为铝锌合金，由于锌的加入，焊接性变坏，焊接强度也降低。由于铝合金熔点低、导热系数及热膨胀系数较大，因此在焊接时容易产生裂纹、融合不良、气孔等缺陷。轨道车辆铝合金车体焊接一般采用MIG／TIG焊接工艺，焊接时，应该注意环境、焊丝以及焊接方法等，从而可以保证焊接的质量。1．1环境要求 因为铝和铝合金的导热系数比较大，在相同的焊接工艺条件下，铝合金的冷却速度是钢冷却速度的(4～7)倍，铝合金在快速冷却的过程中，导致氢的溶解度下降，释放山大量的气体，这些气体在快速冷却的条件下来不及排除而形成大量的气孔。2 铝合金车体焊接工艺 根据铝合金焊接技术的经验总结及铝合金车体焊接变形规律，对车体总组装焊接制定了焊接工艺流程：车体预组焊前尺寸调整焊前清理自动焊接焊后打磨。 通过上述的焊接工艺流程可以看山，要控制铝合金车体焊接质量及整体几何吃尺寸满足技术要求，减小车体的焊后调修量：必须加强过程控制，通过在预组及焊前尺寸调整过程中对铝合金车体几何尺寸进行预变形控制，减小车体焊接变形，提高焊接质量。2．1车体焊接几何尺寸控制 铝合金车体焊接过程中，由于焊缝的中心线与结构截而的中性轴(通过重心的轴)不重合或不对称，导致了车体焊接完成后侧墙发生弯曲变形。这种变形在车体焊接中主要表现在车体焊接后侧墙直线度、宽度、高度及对角线发生变化，不能满足技术要求：通过实践从焊接顺序、预变形控制等方而制定了相应的工艺措施，主要措施如下： (1)在车体焊接顺序方而，为尽量减小焊接不对称引起的变形，制定在焊接时，焊接方向一致从一端向另一端焊接：焊接时要对称焊接，一二位侧同时焊接。 (2)在预变形控制方而主要是在焊接前通过专用工艺装备及测量设备测量山车体侧墙直线度、车体宽度、高度及断而对角线，根据记录数据分析，通过手拉葫芦、工艺顶杆等工具对车体进行预制变形。 (3)现从车体长度方向上均匀的选取5个测量点，下表为车体5个测量点尺寸在各个工艺流程中变化情况。3 铝合金材料焊接易产生的缺陷及防止对策 由于铝合金熔点低、导热系数及热膨胀系数较大，因此在焊接时容易产生裂纹、融合不良、气孔等缺陷。3．1裂纹 铝合金焊接时产生的裂纹主要有两种：凝固裂纹和品界液化裂纹。焊接裂纹易于产生的部位：焊缝开头和焊缝结尾。3．2气孔 铝合金焊接中氢气是产生气孔的主要原因，氢气的侵入源(保护气体约占l2％，电极焊丝的附着约占24％，母材附着约占7％，从宁气中浸入约占57％)中尤为宁气中侵入的氢气所占比列最大，气孔的防止对策如下：(1)母材及焊丝表而的油污、水分应去除。(2)焊丝拆包装后，应尽快用完，当天如没使用完的焊丝，应拆下，送到保温箱中保存。3．3焊接变形 铝合金焊接易山现纵向收缩变形、弯曲和翘曲、波浪变形、角变形等各种焊接变形及焊接残余应力。防止焊接变形的措施：(1)合理的焊接顺序，必要时制定焊接顺序方案。(2)机械固定，根据产品结构，设计和制作合适的工装夹具。4 总结轨道车辆车体采用铝合金进行焊接制造，在车体制造技术条件中要求极为严格，铝合金熔点低、导热系数及热膨胀系数较大，在焊接过程中需要进行大电流快速焊接的特点，加大了难度：通过在车体生产制造过程中不断探索、改进，逐步提高铝合金车体制造技术：减少焊接中山现的缺陷，从而提高焊接质量和工作效率。

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