B型地铁转向架横梁组成焊接变形控制

针对B型地铁转向架横梁组成生产过程中焊后变形量大的问题,分析产品结构和现场焊接变形量统计数据,影响焊接变形量的主要因素有三个:焊前的组装放量尺寸、焊接顺序、焊接参数。改进B型地铁转向架横梁组成的焊接工艺,即采用调整组装放量、焊接顺序、优化焊接参数、控制焊接层间温度四个措施来实现减少焊接变形和焊后调修工作量。     

防止80B型地铁转向架横梁焊接缺陷的工艺

针对80B转向架横梁组焊后横梁管与电机吊架出现焊接缺陷问题,在考虑横梁组焊结构和工艺设备等情况下,调整工艺参数和焊接位置,同时创新地采用了打底层、填充层、盖面层的机械手焊接方法,避免转向架的焊接缺陷,提高了转向架焊接的稳定性,减小了车间的返修量,降低了生产成本,解决了生产过程中的瓶颈问题。     

构架管板搭接接头数值模拟与校核

管板搭接接头是B型地铁构架的横梁上吊座与横梁管的重要焊缝之一,为多层多道焊。焊接收缩量大,且容易造成应力集中。吊座与横梁管的焊接质量直接影响构架的整体性能,因此,有必要对管板搭接接头应力分布展开研究。本文利用Sysweld焊接软件,采用热源曲线作为加热热源,通过试验温度循环曲线与模拟温度循环曲线匹配原则,进行管板搭接接头数值分析模型的建立和热源校核。通过建立的数值分析模型得到接头的应力分布,对关键点采用X射线衍射仪展开测试,并与模拟点应力分布进行对比,证明建立的管板搭接接头的数值分析模型能够准确反映应力分布趋势。     

B型地铁电机悬挂座自动焊工艺研究

主要对B型地铁电机悬挂座自动焊焊接可行性和焊接质量进行了研究,并进行了工艺试验验证。试验结果表明,CLOOS焊接机器人能够不限位焊接B型地铁电机悬挂座,同时获得外观良好的焊缝,焊缝宏观金相无缺陷。     

构架环形多道焊变形仿真与焊序选优

基于对焊接变形的产生机理分析,利用实体-壳单元混合模型,建立了转向架构架横梁组对环形多道焊变形仿真的有限元模型,以有效降低计算规模,并利用壳单元实现模型中实体与壳单元的连接.结合试验研究,利用3D双椭球模型,实现了焊接热源的校核,并通过提取和简化各层的平均热循环曲线,实现热源加载,以提高计算效率.在此基础上,对横梁组对环形多道焊不同焊接顺序下的变形进行计算,实现了面向变形控制的焊接顺序的选优.结果表明,采用的多道焊变形仿真建模与计算方法是可行的,能够满足工程仿真需求.     

地铁车转向架焊接工艺

地铁车转向架构架由侧粱组成、横梁组成、气室组成、托板组成、弹簧座、空簧座等部件组成.主要生产流程是各部件组焊完成后进行整体组装焊接.通过编制合理的焊接工艺规程控制焊接变形,从而减少调修量,以提高生产效率.     

“#”形闭合结构横梁组焊工艺研究

文中对B型地铁转向架的"#"形闭合结构横梁的结构及组焊工艺难点进行分析研究,通过对过半径工件一次组装方法、"V形+滚珠"的调整装置、机器人焊接、工装优化等方面进行组焊工艺改进,提供了一种过半径工件一次完成组装的方法,设计了滚动便捷移动装置,精简工序,控制焊接变形,节约成本,提高"#"形闭合结构横梁的组焊效率及工艺性。     

曲面焊缝自动焊接工艺的开发与应用

针对解决多铰接低地板转向架侧梁生产阶段中遇到曲面焊缝使用手工焊导致的返修量大和重复打磨补焊的问题,研究如何使用机械手在自动化焊接中焊出合格的曲面焊缝,通过使用机械手直接焊接出曲面焊缝的方法来避免焊接缺陷产生,以达到减少返修和打磨接头的目的。首先,对曲面焊缝的焊接难点进行分析,经过多次模拟和试焊接,尝试新的焊接位置、新的焊接工艺参数和新的焊枪倾角,最终将焊缝合格率保证在95%以上,避免了焊缝应力集中导致的疲劳断裂和由于反复修磨补焊造成的韧性降低,并且为其他项目的转向架自动化焊接曲面焊缝提供了借鉴和参考价值。     

铸造镁合金ZM5的A-TIG多层补焊工艺与性能研究

采用了活性钨极氩弧焊(A-TIG)对铸造镁合金ZM5的中厚板进行多层补焊。研究了多层补焊时TIG,A-TIG焊接方法对铸件焊缝熔深和性能的影响规律。研究表明,采用TIG焊与A-TIG焊对不同坡口深度多层补焊,在相同的焊接参数条件下,A-TIG补焊深度明显高于TIG焊,且焊缝中无焊接裂纹缺陷;当补焊相同的熔深时,TIG焊焊接电流远大于A-TIG焊的,同时出现热影响区(HAZ)组织恶化、焊接裂纹缺陷、合金元素烧损。分析表明,A-TIG补焊工艺性能优于TIG补焊工艺性能,主要是由于活性剂与电弧、熔池的相互作用所致。     

厚板Invar钢多层多道焊与多层摆动焊效率与接头质量对比分析

对19 mm厚Invar钢板进行多层多道焊和多层摆动焊对接试验,计算分析了这两种工艺的功耗和效率,并通过观察和测量Invar钢焊件的金相组织和显微硬度以比较两种焊接方法的焊接接头质量。结果表明,在连接厚板Invar钢时,由于多层摆动焊焊道数少于多层多道焊焊道数,多层摆动焊所用焊接时间较少、效率更高、功耗更少;多层摆动焊的层间重熔区熔合良好,而多层多道焊接接头处观察到明显的未熔合缺陷;多层摆动焊的热影响区宽度远小于多层多道焊;多层摆动焊的平均晶粒尺寸及显微硬度均略大于多层多道焊。     

B型地铁转向架横侧梁连接焊缝质量控制

以天津地铁转向架中横侧梁连接焊缝的焊接为例,针对天津地铁转向架侧梁与横梁连接焊缝打底焊时极易产生裂纹焊接缺陷的问题,开发了新的管板连接焊缝的操作方法,即:通过采用特制喷嘴、分层优化焊接参数、改变操作手法等措施,提高天津地铁转向架中横侧梁连接焊缝的焊接质量。新操作方法的外观成形和焊缝金属熔合情况良好,焊缝内部经检验再无焊接裂纹情况的出现。新操作方法的使用减少了日生产返修量同时,降低了生产成本,提升了市场竞争力,为转向架中类似焊缝的焊接提供借鉴和参考。     

S355管板相切T形接头残余应力数值模拟与试验验证

管板T形接头是轨道车辆转向架构架中应用较多的接头形式之一,各类吊座等均通过该接头形式与横梁进行连接,其焊接质量直接影响着转向架的稳定性和承载能力。文中以S355低合金钢作为试验材料,利用SYSWELD有限元软件,并结合多层焊的热力耦合特征,对管板相切T形接头焊后残余应力进行了耦合计算;采用X射线衍射法对管板相切多层焊T形接头的焊后残余应力进行了测试。对比分析模拟和试验结果表明:二者结果吻合良好,为实现工艺优化设计提供了基础。对于横向残余应力,最大残余应力出现在焊趾附近,且在垂直于焊缝方向的横向应力呈现出焊缝中心受拉应力和远离焊缝的管表面一侧承受压应力;对于纵向残余应力,最大残余应力也出现在焊趾附近,并在焊缝的中心位置处出现最大值,然后沿着垂直于焊缝方向逐渐减小。     

异种金属管道焊缝的修补焊残余应力

研究了异种金属焊接管道在修补焊前后残余应力的演化,以了解核电厂管道在修补焊后是否满足抗应力腐蚀开裂的要求。采用手工焊和自动焊技术进行了SA106B钢与Inconel 600合金异种金属管道的对接焊,在对原始焊缝进行了局部的打磨后,分别采用焊条电弧焊和钨极氩弧焊技术对打磨处进行了修补焊接。采用轮廓法对管道修补焊后状态下的环向和轴向焊接残余应力进行了测量,得到了管道的焊接残余应力分布。通过对异种金属管道修补焊接头的残余应力分析,确认了修补焊后最大残余应力小于415 MPa,可以满足相关抗应力腐蚀开裂的要求,研究结果对开展核电厂管道修补焊有较高的参考价值。     

火力发电厂主汽联合调节阀裂纹修复研究

介绍火力发电厂大型铸件常用材料ZG15Cr2Mo1主汽联合调节阀的焊接修复工艺,包括缺陷挖除、焊前准备、热处理工艺、焊接工艺及焊后检验方案等。修复采用焊条电弧焊方式,焊接材料选用ENiCrFe-2焊条,U型坡口,焊前预热至100～150℃,使用小电流手工焊打底以及多层多道焊连续施焊的方式以保证达到良好的焊接效果。焊后对补焊处进行渗透检测和硬度检测,渗透检测未发现补焊处有异常缺陷,硬度检测结果也满足标准规定,结果表明该修复工艺能够较好地完成火力发电厂ZG15Cr2Mo1大型铸件的修复工作。     

厚板对接接头多层多道焊有限元模拟研究

以X70钢厚板对接接头多层多道焊为研究对象,利用MARC软件中的生死单元技术对厚板多层多道焊焊接过程进行模拟,经分析得到了厚板多层多道焊取样点的热循环曲线、试样件的变形和应力曲线,然后对其进行分析,并采用塞尺测量验证仿真结果。结果表明,每个焊缝都会受到后焊接过程的热作用,有多次热循环;沿焊接方向对接接头的自由端发生了明显的角变形,焊接变形最大值为4.984 mm;焊接仿真变形结果与测量结果趋势一致,误差最大为4.54%;焊缝受到其后焊接的多次热循环作用,有多次应力循环,对生产有重要的指导意义。     

B型地铁构架环焊缝自动焊工艺研究

文中对B型地铁转向架构架结构、焊接机器人性能和焊接变形规律进行分析研究,从焊接顺序的制订、施焊空间的利用、焊接工艺参数的调整、焊枪倾角、机器人各轴的行程等方面进行自动焊工艺研究,实现构架环焊缝自动焊,以降低劳动强度,提高构架焊接质量。     

微焦点棒阳极射线检测技术在转向架激光电弧复合焊焊缝检测中的应用

激光电弧复合焊工艺具有熔透性好、焊接热输入小、变形易控制等优点,其在轨道客车转向架中厚板焊接中的应用解决了传统MAG焊接存在的一些不足.结合轨道客车转向架横梁钢管产品的结构特点,分析转向架横梁钢管激光电弧复合焊焊缝射线检测工艺难点,采用微焦点棒阳极技术对转向架横梁钢管激光电弧复合焊环焊缝进行周向曝光检测并在试验中得到了验证.结果表明,该技术可以准确地检测出焊缝内部各种缺陷,并找出影响激光电弧复合焊焊接质量的主要因素是离焦量,研究了微焦点棒阳极射线检测自动化检测技术在转向架横梁钢管中厚板焊缝检测方面的应用,实现了该焊缝的全覆盖,保证了焊缝质量.     

膜式水冷壁锅炉自动堆焊机器人机构的逆设计方法

在锅炉工业中广泛应用膜式水冷壁,但工作环境中高温烟气对水冷壁产生高温腐蚀及磨损,需要在水冷壁表面堆焊一层耐热、耐蚀材料.为了降低焊缝的稀释率,采用向下立焊工艺,设计了用于铅直固定水冷壁的井架和从上往下焊接的门架.门架的顶部电机2,3带动横梁运动,横梁电机4带动焊接小车运动,焊接小车上的旋转电机5,电机7,电机6调整焊枪至焊缝的始焊位置.根据焊枪端部在横梁及与之垂直方向上的位移,采用坐标变换理论可求解焊枪位于前后调整位置处的坐标,从而确定三个电机的调整量及确定机构的尺寸.结果表明,该方法计算的结果准确.     

厚壁铸钢件多层多道补焊残余应力分布仿真

为了降低在役汽轮机汽缸补焊后的残余应力,利用ABAQUS中的生死单元技术对存在缺陷的厚壁铸钢件多层多道补焊后的残余应力分布进行了仿真计算.在保证精度条件下,采用了分段式热源模型,研究了厚壁铸钢件补焊过程的热循环曲线及三维模型的焊接残余应力分布状态,分析了不同预热温度及不同层厚对补焊区域残余应力分布的影响,得到了厚壁铸钢件补焊所需的较为合理的预热温度区间和相应的层厚层道数量匹配的焊接修复方法.     

基于断裂力学的转向架构架制动吊座剩余寿命评价

转向架构架焊接时形成熔合不良、气孔等缺陷是疲劳裂纹萌生和扩展的本质来源之一。以客车非动力转向架构架的铸造部件疲劳寿命为考察对象,对制动夹钳吊座用G20Mn5铸钢材料进行高周疲劳试验及断裂力学试验。依据构架焊接质量探伤结果进行缺陷的规则化处理,在制动夹钳吊座与横梁焊缝热影响区等应力热点区域置入不同深度的裂纹,考虑实测8级载荷谱作为制动工况输入,利用经典Paris疲劳裂纹扩展模型,在损伤容限框架内估算含焊接缺陷的制动夹钳吊座的剩余寿命。结果表明:当制动夹钳吊座与横梁焊缝处的原始铸造缺陷小于0.5 mm时,属于安全尺寸;而初始裂纹深度为1 mm的裂纹扩展到1 mm时的剩余寿命约为7098万km,超过现役焊接构架设计寿命。可见,疲劳寿命能满足设计寿命指标,并具有一定的安全裕度。