高速列车用大型挤压铝型材

介绍了国外高速列车车体材料的应用情况，认为在我国要实现铁路高速客运必须对机车车辆的材料和工艺实行较大改革，采用铝合金和不锈钢等。由于近年来大型挤压铝型材的发展，铝合金材料在９０年代将成为车辆车体用主导材料，本文重点介绍了铝合金材料制造车体的优越性，及其化学成分、机械性能和具体用途。最后根据对国内的调研情况，提出了当前我国在铝合金材料、大型挤压铝型材上存在的差距，并提出了可采取的对策。     

我国高速列车铝合金车体焊接变形控制方法研究现状

论述了我国高速列车铝合金车体焊接变形及变形控制方法的研究现状,并对该领域的发展趋势进行了展望.     

随焊激冷法控制高速列车地板焊接变形的数值模拟

利用非线性有限元分析软件MSC.Marc模拟空冷及不同随焊激冷措施下高速列车地板结构的焊接变形及温度场。模型中使用母材和填充材料的动态特性参量,采用移动双椭球热源模型进行计算,结果表明随焊激冷措施对近缝区的温度场的干涉作用明显,焊接时可有效降低峰值温度和热影响区宽度。此外随焊激冷措施对较小角变形、纵向挠曲变形也有一定效果,对离焊缝中心较近及较远处的温度场同时进行控制的随焊激冷方案可使焊后的纵向挠曲变形减小近一半。     

基于热-力耦合法的高速车地板焊接变形数值模拟

基于热-力耦合的有限元法,对高速车地板大型复杂铝合金挤压中空型材结构的拼焊过程进行了数值模拟.为了提高计算精度,试验测试了随温度变化的材料动态力学性能参数及热物理参数,并采用移动双椭球体热源模型模拟MIG焊接热源.对多个高速列车地板结构的焊后挠曲变形进行了现场测试.结果表明,模拟计算结果与测试数据具有很高的吻合度.基于热-力耦合的有限元法并将材料动态高温性能参数带入模拟计算的方案能够为大型复杂结构的焊接变形预测提供高效、高精度的技术手段,为目前结构的制造工艺改进及新产品的开发提供数字化的研究平台.     

动车组铝合金型材地板焊接变形的数值模拟

采用非线性有限元软件MSC.Marc对动车组地板大型复杂铝合金挤压中空型材结构的焊接过程进行了数值模拟.为了提高计算效率和精度,对结构的有限元模型进行了合理的疏密过度的网格划分,实测了材料随温度变化的热物理-力学性能参数,并采用双椭球体热源模型模拟MIG焊接热源.通过对某型号动车组地板结构焊接后挠曲变形的实际检测,结果证明模拟计算结果与检测数据吻合良好.研究结果证实:基于热-机耦合的有限元法并将材料动态高温性能参数的试验测试数据代入模拟计算的方案,能够为动车组铝合金型材地板焊接结构的焊接变形预测提供高效、高精度的技术手段利用本方法可以实现同类复杂结构焊接变形高精度预测.     

高速列车组焊柔性化自动焊接夹具系统设计研究

以国内铝合金高速列车车体型材组装焊接为研究对象,设计出适用于组焊高速列车各种型材板的柔性化自动焊接夹具系统.实现了铁路用柔性焊接夹具的国产化,打破国外对这一领域的垄断.本系统实现了对不同型号高速列车不同型材的组装焊接,可完成对高速列车车顶、车底、侧墙、以及平顶圆顶对接等功能.在真正意义上实现了高速列车型材焊接夹具的柔性...     

高速列车铝合金车体焊接可靠性

从焊接接头疲劳性、车体关键焊接残余应力入手,阐述了它们的测量方法、如何分析,最后提出提高接头疲劳性和降低焊接残余应力方法.     

高速列车车体用铝合金型材的生产工艺

300 km/h高速列车车体用铝合金型材的研究与生产是一项高技术工程.车体铝合金型材具有大型(长度大于10 m)、大断面、薄壁、扁宽等特征,并且对其力学性能、焊接性能、抗腐蚀性和尺寸精度的要求都比较高.所以生产车体型材不仅需要优良的工艺技术,而且对企业的生产管理水平也提出了很高的要求.     

高速机车构架侧梁的焊接顺序

控制高速机车转向架构架侧梁的焊接变形是控制构架生产质量的关键.以热弹塑性理论为基础,基于热-机耦合算法创建了侧梁热弹塑性仿真模型,采用Marc软件,分别研究了内部焊缝和外部主焊缝焊接顺序对侧梁焊接变形量的影响,得到了焊接顺序影响变形的规律,为实际生产过程中控制高速机车转向架构架的焊接质量提供了可靠的依据.为了避免计算仿真模型过于庞大,计算效率低下等问题,在创建该数值仿真模型中,采用了分段移动的串热源模型和并行计算技术等,从而使数值仿真领域中最复杂的焊接过程仿真得以直接应用工程中.     

高速列车基础共性焊接技术研究新进展

根据近一两年来高速列车焊接研究情况,综合简述了焊接新方法、焊接组织变化、残余应力变形和应力、焊接接头的强度、焊接接头的腐蚀等方面的研究情况和进展。     

高速轨道焊接技术与装备的发展(二)

综速了国内外高速轨道焊接技术与装备的发展；重点介绍了现代交通轨道工程建设应用的钢轨辙叉材料、焊接新技术、新工艺与先进装备情况。     

高速轨道焊接技术与装备的发展(一)

综述了国内外高速轨道焊接技术与装备的发展；重点介绍了现代交通轨道工程建设中应用的钢轨辙叉材料、焊接新技术、新工艺与先进装备情况。     

基于有限元的铝合金反向挤压技术研究

根据铝合金反向挤压技术特点,分析了反向挤压时铝合金挤压出口温度的变化趋势,采用有限元数值模拟的方法模拟了铝合金反向挤压过程,得到了不同挤压速度情况下铝合金挤压出口温度的变化趋势,根据出口温度的变化情况,提出了采用挤压速度逐渐减小的速度曲线来实现反向挤压的等温挤压技术路线。     

高速列车6005A-T6铝合金型材激光-双丝MIG复合焊

分别利用双丝MIG焊和激光-双丝MIG复合焊进行了高速列车6005A-T6铝合金型材的焊接试验研究,对比分析了两种焊接方法的焊缝成形、焊接变形、接头力学性能及其接头微观组织.结果表明,激光-双丝MIG复合焊接6005A-T6铝合金型材时的焊接速度可达4.5 m/min,焊接过程具有较好的搭桥能力,对接间隙达到1.4 mm时,仍可以获得良好的焊缝成形.当焊接速度大于或等于4 m/min时,复合焊接头的焊接变形量仅为常规双丝MIG焊的40%左右,其抗拉强度达到了母材强度的83%,比常规双丝MIG焊接头的抗拉强度提高了9%左右.     

高速列车6005A-T6铝合金焊接接头软化分析

测试了6005A-T6铝合金双丝MIG焊和激光-双丝MIG复合焊的焊接热循环曲线,并利用热处理方法进行了焊接软化的热模拟试验,探讨了6005A-T6铝合金焊接接头的软化问题.结果表明,焊接热循环峰值温度超过260℃时热影响区开始软化,当峰值温度达到350℃左右时软化最为严重,晶内的非稳态强化相β"相及β'相转变为平衡态的β相(Mg₂Si)并聚集长大是造成软化的根本原因;受热温度在260~500℃的热影响区,焊后经简单的时效处理后,硬度无法恢复至原始状态;复合焊的焊接热循环曲线在260℃以上的高温停留时间相对较短,这是造成复合焊接头软化程度低于常规MIG焊的直接原因.     

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从焊接效率、焊缝质量和力学性能等方面,比较了双丝和单丝MIG焊接机器人对铝型材焊接的适用性。对于焊接4V坡VI型材,双丝比单丝焊接的焊丝熔化效率提高近1倍,而焊接热输入量降低了约18％,保护气体用量节约33％,焊缝抗拉强度提高约10～15MPa,非常适合轨道车辆中的长直焊缝的焊接。另一方面,双丝自动焊接机器人对操作者和设备本身要求更高,目前在轨道车辆行业普及程度并不高。因此,双丝取代单丝焊接仍需要一个长期的过程。     

高速线路用贝氏体钢轨焊后硬度的研究

通过对目前铁路大量使用的珠光体型热轧钢轨以及国产贝氏体AB1钢轨闪光焊及铝热焊接头硬度进行检验,其结果符合铁道部行业标准TB/T1632-2005钢轨焊接中的相关要求,对比了几种钢轨焊后硬度的不同,认为贝氏体钢轨整体硬度较高,正火后接头硬度不均匀性大幅改善,将较大地提高钢轨接头的耐磨性,减少因接头磨耗而导致过早下道的发生.贝氏体钢轨焊后接头两侧易造成马鞍型磨耗的软化区宽度较窄,有利于提高无缝线路使用中的平顺性,为保证行车速度提供必要条件.     

高速列车铝合金型材MIC焊电流阶跃对缺陷的影响

针对高速列车4 mm厚6N01大型铝合金挤压型材,进行四种形式的脉冲MIG焊电流阶跃试验,电流分别阶跃15A、20A、25 A和30A.研究铝合金脉冲MIG焊电流阶跃对缺陷的影响,焊后对比分析焊缝的宏观成形、X射线探伤结果以及显微组织.试验结果表明,对于铝合金脉冲MIG焊,在平均电流185 A的基础上进行电流阶跃,当电流阶跃小于20A时,焊接接头无明显缺陷;当焊接电流达到25 A时,由于焊接热输入突然增大,会出现气孔缺陷,伴随着电流的增大,气孔缺陷逐渐增多.