铁道客车用SUS301L不锈钢非熔透型激光搭接焊工艺

针对不锈钢车体电阻点焊外观质量较差和密封性不良等问题,研究采用非熔透型激光搭接焊工艺进行不锈钢车体焊接,分析了激光焊接工艺参数(激光功率P、焊接速度v、离焦量F等)对搭接焊熔深和抗剪强度的影响规律.得出合理的激光搭接焊工艺参数为:P=2.0kW,v=22mm/s,F=0mm.激光焊接头剪切强度高于点焊接头,外墙板表面无焊接痕迹.     

基于响应面法的不锈钢车体激光焊接工艺参数优化

为解决电阻点焊不锈钢车体表面质量差、密闭性差等问题,采用二次回归旋转设计试验方案,基于响应面法建立了不锈钢车体激光焊接工艺参数(激光功率、焊接速度、离焦量)与预测响应值(熔深、熔宽、接头剪切拉伸载荷)之间的数学模型,能够根据车体表面质量和接头强度的要求优选焊接工艺参数.并通过优化激光焊接工艺参数来预测激光搭接焊接头的熔深、熔宽以及接头的剪切拉伸载荷,实现焊缝成形与接头强度的最佳组合,为改善不锈钢车体焊接表面质量提供了新的工艺途径.     

预拉伸对不锈钢电阻点焊接头疲劳寿命的影响

不锈钢电阻点焊接头疲劳测试中,断裂处多数在焊点附近。其原因归结为焊接接头处存在残余应力。文中对SUS301不锈钢3.5 mm和4.5 mm两组不同板厚组合的点焊试件进行疲劳测试，得出给定应力下的中值疲劳寿命，随后通过预拉伸削弱点焊接头内部残余应力后重新进行疲劳测试，进行最优载荷区间分析；同时测试焊态及拉伸试件残余应力，对疲劳寿命改善机理进行分析。结果表明，加载预拉载荷T后，不锈钢点焊接头的疲劳寿命得到显著提升；随着T的增大接头疲劳寿命的提升程度也将增大，但当T达到55%以上时接头将会发生形变，影响性能；T最优的选取区间为在此区间内能够将接头疲劳寿命从中短寿命区提升至无限寿命区；在选取最优区间的预拉载荷后，焊点内部残余拉应力在受力方向减小较多，能够低于100 MPa，垂直受力方向也能够降至1/3。     

不锈钢薄板激光叠焊接头应力分布特征的数值分析

不锈钢车体侧墙与骨架之间采用激光叠焊取代传统的电阻点焊具有更好的强度优势,且两种焊接方法在疲劳实验中的断裂形式不同。从力学角度来说这可能与两种接头的应力分布状态和应力集中程度不同有关,而应力集中是引起焊接接头疲劳破坏的主要因素。基于ABAQUS有限元分析软件,对这两种接头在不同外加载荷作用下的应力分布进行数值分析,计算应力集中系数,并预测接头疲劳裂纹的起裂位置和扩展趋势。结果表明:电阻点焊接头在车体侧墙一侧的应力集中系数高出激光叠焊接头的4.42倍,在骨架一侧高出激光叠焊接头的2.76倍,疲劳实验裂纹萌生位置在最大应力集中处,与模拟结果一致。     

高端不锈钢轨道车辆激光叠焊技术开发与应用

针对高端不锈钢地铁产品采用电阻点焊工艺出现外观水平低、效率低等问题,国内首创性开发出采用薄板搭接激光焊部分替代电阻点焊方法制造的不锈钢轨道车辆新产品.介绍了不锈钢车体激光搭接焊工艺开发,优化了工艺参数,得出在光斑直径为0.6?mm的前提下,激光功率1200?W、焊接速度30?mm/s可获得剪切强度和下板外表面质量合格的接头.通过明确焊缝质量标准(熔深0.9?mm)并进行焊缝质量监测装置开发,搭建激光焊制造体系,实现了激光焊新技术在高端不锈钢轨道车辆产品中的批量化应用,激光焊不锈钢车体质量降低1.8 t,侧墙抗横向冲击性能显著提升,提升车体寿命15％以上.     

基于超声波无损检测的电阻点焊质量及性能评估可视化技术研究

电阻点焊接头的焊后检验作为保证焊接质量的一个重要环节，在地铁车辆不锈钢车体的焊装生产中一直备受重视。目前点焊接头质量的超声波检测技术大多为定性检测，无法确定熔核的几何状态、内部缺陷尺寸等质量信息。为此，开展了电阻点焊接头中超声波传播特性及其声场分布研究，研发了一种基于大直径、密集阵元探头的点焊接头内部连接状态快速超声成像及评估检测系统，通过对超声信号的深度处理技术研究，提取能够表现接头内部不同连接形态及缺陷的几何信息，建立定量化的检测模型，实现了不锈钢点焊接头内部连接状态的直观成像以及熔核尺寸的自动识别与计算。经超声波检测试验验证，熔核尺寸超声测量值和实测值吻合良好，其正态分布曲线均值为-0.001 87，标准差为0.139 2，相对误差均值和方差都很小。