不锈钢侧墙焊接有限元分析及变形控制

在轨道地铁车辆生产制造过程中,采用梁柱结构的不锈钢车体侧墙具有尺寸较大、焊接部位多等特点,如何预测和控制焊接变形,保证设计尺寸是轨道车辆制造工厂中迫切需要解决的课题。对侧墙单元焊后平面度情况进行长期跟踪测量,发现侧墙单元焊接变形规律;建立局部、整体有限元模型,使用有限元仿真软件对焊接变形进行仿真模拟,分析侧墙单元变形趋势原因,并提出施加焊前反变形和增加工艺横梁两种控制措施;验证该控制方法的可行性,对工厂控制不锈钢侧墙单元焊接变形具有重要意义。     

铝合金车体焊接裂纹修复工艺

通过对铝合金车体侧墙补块焊接工艺、生产环境和操作因素的分析,找出了焊接裂纹产生的原因,制定了合理的焊接返修工艺,确定了合理的工艺参数,保证了铝合金车体的焊接质量.     

轨道车辆不锈钢车体激光焊部分熔透搭接接头焊接痕迹研究

根据部分熔透搭接激光焊工艺特点和结合不锈钢车体侧墙结构,采用不同规格厚度及表面加工类型组合及不同激光焊工艺进行试件焊接,焊后目视检测焊接痕迹的可接受性.试验结果表明:下板至少需选择2.0mm及以上厚度,焊接方向与拉丝方向相同时焊接后未焊接侧外观质量最好;下板熔深s在0.3～0.6mm时,厚2.0 mm下板未焊接侧外观美...     

A型铝合金地铁车辆车体侧墙挠度及焊接工艺

文中基于A型铝合金地铁车辆,根据侧墙结构提出了侧墙的制造工艺流程,通过采用不同的装配工艺和焊接工艺,实现了车体侧墙及其挠度的制造,为城市轨道车辆铝合金车体侧墙挠度的制造提供技术借鉴.     

整体侧墙结构的A型城铁车辆车体挠度预制研究

为探讨具有整体侧墙结构的铝合金A型城铁车辆车体在焊接过程中挠度变化的影响因素,以及挠度的变化规律。采用5组试验车辆,分别调整车体总组成组焊工装支撑分布位置、侧墙单部件的挠度预制,以及车体总组成预制挠度数值,观察车体焊后挠度的变化。结果显示,当支撑分布在门口中心时,焊后挠度回弹量达13 mm;而支撑分布在门口两侧时,回弹量下降至11 mm。在侧墙单部件进行15 mm的挠度预制后,焊后挠度回弹量进一步下降至4.5 mm。此外,当总组成预制挠度数值分别为19 mm、16.5 mm时,焊后挠度值分别为15.3 mm、13 mm,回弹量保持在3.5～4.5 mm范围内。研究表明,车体总组成组焊工装支撑分布位置以及侧墙单部件的挠度预制是影响车体焊后挠度的关键因素。通过侧墙单部件的挠度预制,可有效降低焊后挠度回弹量。此外,在保证设计理论挠度需求的前提下,采用较小的挠度预制对车体尺寸更为有利。     

时速200km城际动车组车体焊接变形机理及尺寸控制

时速200 km城际动车组车体组成关键尺寸包括车体长度、高度、车体挠度值、门口高度等。焊后车体长度收缩,高度及门口高度下降,两端向上弯曲,与设计的理论挠度方向相反。采用预留工艺余量的方法可有效控制最终车体长度尺寸;采用增加侧墙型材的组对公差并在组对时进行高度反变形支撑,以及控制车顶单件的内高,可有效控制车体组成焊后的最终高度及门口高度值;采用焊前工装与侧墙预制挠度的方法,可有效控制焊后的车体挠度值。     

国产化不锈钢材料焊接变形控制

通过对国产化不锈钢材料在不锈钢轨道车辆侧墙部件应用制造工艺过程中产生的变形进行数值模拟、跟踪测量和工艺控制,分析结构因素和工艺因素对侧墙残余变形的影响规律,掌握其焊接变形趋势,提出控制变形的工艺措施,以提高轨道车辆制造尺寸精度,减少侧墙变形的调修量,改善无涂装不锈钢车体的外观商品化水平.     

高速列车6N01侧墙激光复合焊接头软化行为分析

采用激光-电弧复合焊工艺焊接高速列车侧墙6N01铝合金型材,并对焊接接头的软化行为进行分析. 通过拉伸试验、显微硬度测试、微观金相试验和拉伸断口SEM试验,系统分析激光-电弧复合焊焊接接头软化行为,并与目前生产中应用的MIG焊接头的性能进行对比. 结果表明,采用复合焊,焊接接头强度均较MIG焊接头的强度提升10%以上,HAZ的软化区较MIG焊的减小了40%～60%;激光复合焊接头金相组织晶粒更细小,第二相质点数量多而且弥散细小,MIG焊热影响区晶粒长大倾向较大,强化相质点数量少并且尺寸较大. 采用激光-电弧复合焊方法对高速列车车体的侧墙所发生的焊接接头软化有较大的改善.     

160 km/h动车组司机室钢结构制造工艺研究

时速160 km/h动力集中动车组是我国普速客车换型的主力产品,司机室钢结构包括侧墙、前墙组成和闸墙等部件。文中从工艺分析、工艺策划和工艺实施3个方面对司机室钢结构制造工艺进行了研究。通过焊接工艺评定确定Q460E钢的焊接材料和焊接工艺参数;通过采用合理工艺流程和工装等工艺措施,司机室侧墙组焊后使用弧形检测样板检测弧形间隙≤2 mm;司机室钢结构组焊后满足焊接和装配尺寸要求。     

高速列车车体铝合金侧墙疲劳性能研究

高速列车车体主要采用大型中空铝合金挤压型材,车体结构主要包括底架组成、侧墙组成、车顶组成、端墙组成等.焊接是铝合金车体制造的主要方式,疲劳断裂是铝合金焊接结构的主要失效方式之一.国内外获得的疲劳性能数据多是针对焊接接头,而针对大型铝合金焊接结构的研究尚处于起步阶段.采用疲劳试验与数值分析相结合的方式,研究铝合金侧墙焊接结构的疲劳性能.研究结果表明:采用数值模拟的方式对车体侧墙等大型构件进行载荷预测是可行的;车体侧墙的疲劳寿命是29.1 MPa;试件断裂位置在软化区,因此必须考虑试件形状因素引起的应力集中对接头疲劳性能的影响.     

不同工艺方法下Q345NQR2钢薄板变形的控制对比研究

针对铁路货车侧墙焊后变形问题,采用顺序热力耦合法和固有应变法,以铁路货车侧墙单元模块为对象,采用有限元数值仿真方法,分别在相同焊接顺序下对采用塞焊和电铆焊2种焊接方法的2种不同焊点布局的薄板焊接变形进行计算和相应试验验证。通过将数值仿真与试验对比,验证数值仿真结果的准确性,并得出以下结论:塞焊、电铆焊2种焊接工艺下,侧墙单元结构薄板的最大焊接变形位置均位于底板中部;无论是塞焊还是电铆焊,当采用相同焊接方法时,采用间距大的焊点布局会得到较好的焊接变形控制结果;在相同焊点布局下,相较于塞焊工艺下的焊接变形,采用电铆焊焊接更易于控制焊接变形,且在所研究的2种间距布局下,电铆焊工艺的最大变形亦小于塞焊的最小变形。     

电力机车车体侧墙焊接结构及工艺分析

分析了电力机车车体侧墙的焊接结构，从焊接方法、焊接材料、焊接规范、焊接应力等方面进行试验分析，确定了使大型钢板、梁结构的变形量小的焊接工艺，使得电力机车车体测墙的焊接质量完全满足了设计要求。     

HXD1C型电力机车车体侧构组焊工艺

分析了HXD1C型电力机车车体侧构的焊接结构,根据其结构特点将侧构骨架分块成小骨架进行组焊,设计并制作了小骨架组焊工装.通过采用合理的组装、焊接顺序和焊接工艺规范,可以将侧构小骨架平面度控制在2 mm/2m之内,在侧构总组焊之后,将侧构整体平面度控制在3mm/2m之内,在车体组焊调平之后,将侧构平面度控制在2 mm/2...     

厚板Y型坡口不清根焊接工艺研究

针对20 mm厚的A709中厚板拼板焊接,为了提高焊接生产效率,提出了一种Y型坡口的焊接新工艺。新的焊接工艺采用熔化极气体保护焊打底,埋弧焊填充盖面的焊接方法,主要特点是焊接过程不需要清根,适用于大钝边尺寸坡口的焊接。为了研究Y型坡口钝边尺寸和间隙尺寸对焊接质量的影响,分别进行了不同的钝边和间隙尺寸的焊接试验。试验结果表明,钝边尺寸为6和8 mm的Y型坡口,在所选的焊接工艺下能够保证可靠的焊接质量。     

单元类型对焊接数值计算精度的影响

焊接数值模拟分析过程中,在保证网格质量的前提下,单元类型及网格类型的选择对计算结果的精确性产生明显影响。以大型有限元分析软件Marc为计算工具,采用四面体网格和六面体网格对平板对接接头进行离散,同时分别采用一阶单元和二阶单元进行分析。结果表明:四种单元类型下的焊接仿真变形趋势与实际焊接变形趋势一致,但是计算结果有较大差异。当焊接方法为MAG焊,网格尺寸为2 mm时,采用六面体8节点单元能较好地模拟焊接结构的变形情况。但是当焊缝位置网格尺寸发生变化时,如何选取单元类型需要进一步的分析。     

双层不锈钢车体底架鱼腹侧墙焊接变形控制研究

文中以双层不锈钢车体底架鱼腹侧墙焊接变形为研究对象,对采用熔焊与点焊焊接工艺的底架鱼腹侧墙部位产生焊接变形的原因进行分析,通过改进焊接顺序,改善点焊焊接工艺,选择合理的熔焊与点焊焊接参数等措施,降低了底架鱼腹侧墙骨架变形,减少了调修工作量,保证了底架鱼腹侧墙平面度,满足精益生产要求。     

喷砂处理对铝合金车体焊接残余应力分布规律的影响

选取某型号的铝合金焊接车体,采用喷砂工艺对铝合金车体进行了表面处理.采用X射线衍射法残余应力测试技术,对铝合金车体的重点部位——车顶及侧墙区域喷砂前后的焊接残余应力进行了测试研究.结果表明,喷砂前测试的焊缝区域纵向残余应力呈现拉应力状态,而横向残余应力没有规律性分布,并且在两个应力方向应力梯度比较大.经过喷砂处理后,焊...     

两种常见焊接接头的机器人焊接工艺

采用弧焊机器人进行了8 mm厚板对接平位焊、6 mm厚板T形接头平角焊试验,重点分析了坡口根部间隙、焊枪角度、电弧电压、焊接电流和焊接速度对板对接打底层焊缝成形、背面焊缝宽度和余高的影响,以及焊接速度、电弧电压和焊接电流对T形接头焊缝成形、焊脚尺寸和凸度的影响。通过试验优化了焊接工艺参数,获得了正反面成形美观、熔合良好、焊缝宽窄和高低均匀的对接接头;试验测得对接接头背面焊缝宽度为4.04 mm,背面焊缝余高为0.17 mm,正面焊缝宽度为14.20 mm,正面焊缝余高为1.22 mm。采用优化后的焊接工艺参数对T形接头进行了焊接试验,角焊缝两焊趾区域熔合良好、焊缝平齐、焊缝表面微下凹,试验测得焊脚尺寸为6.8 mm。     

钛合金高速列车转向架侧梁组成焊接工艺

由于钛合金的焊接特性和高铁转向架焊接结构的复杂性,在焊接过程中如何保证焊接质量和尺寸要求成为钛合金高速列车转向架生产制造的最大难点。尤其是转向架侧梁,作为转向架焊接的重要工序,保证其质量和精度是转向架后续生产的关键。通过编制合理的焊接工艺规程,对焊前准备、组对顺序、焊接顺序、焊接参数要求、工装准备、热处理要求等进行有效规定,从而提高钛合金转向架侧梁组成的焊接质量和尺寸要求。转向架侧梁的现场焊接结果表明,焊后焊缝质量满足要求,侧梁尺寸满足转向架构架组对要求。     

厚壁焊接三通角焊缝射线照相工艺

采用4MeV直线加速器对厚壁(T≥50mm)焊接三通角焊缝的内部质量进行射线检验,如果照相工艺参数选择不当,不但严重影响焊缝缺陷的检出率,而且给底片评定和缺陷返修带来诸多不便,本文讨论了厚壁焊接三通角焊缝的射线照相工艺.1 焊接三通角焊缝的结构特点如图1所示,支管侧焊缝坡口,从腹部至肩部为0°～25°连续变化;而主管侧则依圆柱形态从与轴向正交断面变化到平行方向.焊接采取手工电弧焊,全焊透结构,在变位工装支持下挑立焊,外层以横焊盖面,属多层多道焊接.焊后镗掉内侧焊根或衬板.