列车转向架侧梁焊接应力场数值模拟

利用有限元分析技术建立了列车转向架侧梁箱形焊接结构的有限元模型,对侧梁T型接头的三层12道焊缝的TIG焊接过程进行了应力场的数值模拟。转向架侧梁焊接仿真结果表明,侧梁上四条焊缝不同层间采用不同的焊接顺序,其残余应力是不同的,随着焊接层数的增加其残余应力逐渐减小,说明选择合理的焊接顺序能够降低焊接结构中的残余应力;焊趾处的应力随时间变化的图形上有12个波峰,分别为焊接12道焊缝时对焊趾处的影响,其最大应力已经远远超过材料的屈服强度,并在冷却的过程中应力逐渐减小。转向架在焊后发生了一定的挠曲变形,主要变形为沿着y方向的变形,最大变形量为12.3 mm,x方向和z方向的变形比y方向的变形小了一个数量级。     

列车转向架侧梁焊接温度场的数值模拟

利用ANSYS有限元软件建立了列车转向架侧梁的有限元模型,对侧梁T型接头的三层12道焊缝的焊接过程进行温度场的数值模拟,分析和讨论温度场的计算结果。结果表明,采用本方案能够较为准确的模拟列车转向架侧梁的焊接过程,与实际焊接情况的温度场分布接近,为列车转向架侧梁的焊接结构进行三维焊接温度场的分析和焊接工艺控制提供了理论依据和指导。     

地铁转向架侧梁自动焊焊接工艺

对地铁车转向架侧梁各分解工序进行结构分析及自动焊工艺研究。利用焊接机器人的单点寻找、参考电流、样板焊缝等功能完成复杂焊缝的自动化焊接,焊缝成型美观。优化焊接参数,制定严格的焊接顺序和焊接方向,结合工装夹具来减小焊接变形,从而提高了侧梁的焊接质量和生产效率。侧梁自动焊工艺的成功应用提高了侧梁焊接生产的自动化率,自动化率提高至74%。     

高速列车天线梁高效TIG焊接工艺

高速列车的天线梁制造中,部分焊缝由于质量要求高,采用了TIG焊接工艺。目前生产中主要采用手工填丝TIG焊,其生产效率低、对焊工技能要求高;而TOP-TIG焊接工艺是一种高效的自动化焊接方法。本文以天线梁环焊缝的焊接应用为背景,针对生产中需要的工艺参数进行开发,并提出了针对自动焊需要改进的点固焊方法。工艺评定结果表明,TOP-TIG焊接工艺能够满足天线梁产品的生产需要。     

动力机车转向架侧梁焊接变形预测

转向架是动力机车的最重要的承载结构,其焊接变形预测对于保证加工精度和质量具有重要意义.首先通过大量的计算和实测建立了转向架结构的固有应变数据库,然后运用基于固有应变的弹性有限元分析的焊接变形预测专用软件WSDP对六轴式转向架侧梁焊接变形进行预测,预测结果与试验数据具有很好的一致性,所建立的固有变形数据库的可靠性得到验证,研究表明WSDP软件是大型复杂结构的焊接变形预测的有力工具.     

焊接热输入对高速动车组转向架侧梁焊接变形的影响及优化

转向架构架是高速动车组(electric multiple units, EMU)的重要承载部件,其侧梁的焊接质量直接关系到列车运行的平顺性及安全性. 为了研究焊接热输入对转向架侧梁焊接变形的影响,在侧梁结构中提取了曲线T形接头模型,以熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding, GMAW)的焊接速度、焊接电流和焊接电压为研究对象,基于热机耦合仿真分析方法和具有交互作用的正交试验设计(design of experimental, DOE)方法建立代理模型,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)获得了最优的焊接工艺参数组合. 在此基础上,基于极差分析和方差分析(analysis of variance, ANOVA),进一步讨论了上述工艺参数对焊接热输入和焊接残余变形的影响. 结果表明,采用最优工艺参数的曲线T形接头模型焊接角变形比采用原生产工艺参数的结果降低了5.04%,采用最优工艺参数的侧梁模型可以保证上下盖板焊接残余变形满足平面度不大于1 mm的要求,无需焊后调平.     

高速列车焊接转向架构架材料及性能研究进展

随着对列车运行速度和运载能力要求的提高,对转向架焊接构架的材质和性能提出了更为苛刻的要求。基于MAG焊工艺基础上的转向架构架焊接技术研究已经相当广阔且深入。目前,转向架焊丝虽然能满足焊接使用要求,但是在焊接过程中飞溅较大,容易出现气孔、夹渣咬边等缺陷,小电流过渡稳定性还有待提高。优良的使用操作性能、长寿命、高可靠、具备广域环境条件下服役能力的新型耐寒高韧性焊材亟待开发。新材料、新工艺将是未来的研究热点和重点。轻量化、环境友好、高可靠、长寿命以及激光焊接技术将引领未来转向架焊接制造技术更快更好地发展。     

120A型地铁转向架侧梁焊接变形控制工艺研究

为了解决120A型地铁转向架侧梁在组焊后出现弯曲及扭曲等焊接变形问题,在充分考虑侧梁组成的结构特性及材料特性等情况下,调整组装以及焊接工艺,采用预装反变形、刚性固定、优化焊接工艺参数、调整焊接顺序等手段,使得侧梁组成在整体组焊完成之后,弯曲、扭曲、垂头等一系列变形都控制在合理的尺寸公差范围内。避免了使用冷热调修等方法来保证侧梁组成的工艺尺寸,杜绝了经过调修所增加的应力集中、尺寸变化等问题的出现。     

高速列车转向架焊接构件的组织与性能研究

研究了不同氮比例的Ar+N2保护气对高速列车转向架构件用双相钢焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,随着氮气比例的增加,焊缝区和热影响区的显微硬度逐渐下降,且同一保护气条件下,硬度从大至小分别为焊缝区>热影响区>母材区;随着氮比例的增加,焊缝区和热影响区的冲击功先增加而后降低,当氮气含量为4%时取得极大值,且热影响区的冲击功高于焊缝区;2%~4%氮气+氩气的混合比例是最佳的焊接气体保护工艺。     

高速列车信号柜的焊接工艺

高速列车信号柜结构复杂,焊缝多,而且焊接过程中变形大且控制难度大。但对焊接质量、尺寸精度以及平面度都具有较高的要求,具有一定的难度,本文通过采用一定的工艺手段保证了焊缝质量、尺寸精度以及平面度,具有一定的借鉴价值。     

基于数值模拟的转向架侧梁焊接顺序优化设计

针对复杂构件焊接变形难以预测的问题,以转向架侧梁结构为例,选取7种重要焊接接头,基于SYSWELD软件进行焊接接头温度场、应力场计算。运用"局部-整体"有限元法提取焊接接头局部模型,导入侧梁整体壳网格模型中,在现有生产工艺条件下设置不同的焊接顺序计算侧梁整体焊接变形。通过计算不同焊接顺序下的侧梁的变形趋势、局部焊接残余应力分布,选取变形小、应力小的最优焊接顺序。该焊接顺序优选方法充分保证了计算准确性,有效降低了仿真计算规模,提高了计算效率,对复杂焊接结构的焊接变形分析、预测和控制提供了理论依据。     

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.     

焊丝成分对高速列车转向架焊接接头性能的影响

采用富氩基CO2焊工艺对高速列车转向架用S355J2G3钢板进行焊接,分析了焊丝中C,Mn,Si和Nb元素在焊接过程中的烧损及过渡规律,并研究了焊丝中C,Mn,Si和Nb元素含量变化对焊接接头力学性能的影响.结果表明,在富氩基CO2保护焊工艺中,Mn,Si元素会产生烧损,合理提高焊丝中Mn,Si元素含量,才能获得与母材相匹配的焊接接头性能,C元素的烧损规律与焊丝中各元素的原始含量有关.随着焊丝中C,Si,Mn元素含量的增加,焊缝金属的强度增加,断后伸长率降低.Nb元素的加入会显著提高焊缝金属的强度,但同时会恶化其塑性和韧性,因此应严格控制焊丝中的Nb元素含量.     

高速列车侧墙大型材激光-MIG复合焊接

试验采用激光-MIG复合焊接方法对高速列车6005A铝合金侧墙大型材进行焊接,分析焊接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,焊接接头呈现漏斗状,明显分为两部分,上半部分较宽呈现碗形,下半部分较窄呈现锥形;由焊缝中心至熔合线,Al、Mg元素的含量有所升高;焊缝中心的等轴晶组织均匀细小,熔合线附近的柱状晶组织短小且特征模糊;焊接接头硬度介于54.12~84.02 HV,焊缝和热影响区的软化区是硬度最低的区域,焊接接头热影响区宽约9 mm;焊接接头抗拉强度稳定,平均抗拉强度210 MPa,明显高于常规MIG焊接接头。     

焊后退火工艺对高速列车转向架焊接接头组织和性能的影响

采用富氩基C02焊工艺对高速列车转向架用低合金控轧钢板(S355J2W)进行了焊接,分析了焊后退火工艺对焊缝金属微观组织、焊接接头冲击性能及弯曲性能的影响.结果表明:合适的退火工艺可消除焊接接头残余应力,提高接头热影响区及焊缝金属的冲击性能,改善接头弯曲性能,但对焊缝金属的微观组织无明显影响.     

高速动车组转向架构架焊接工艺与变形关系

针对高速动车组转向架构架焊接过程中存在的变形问题,借助先进的数值仿真技术与手段,研究焊接变形的分布规律,焊接顺序和不同的工装压卡型式均会对焊接变形产生影响。通过对计算数据的充分分析,为确定合理的工装以及焊接变形控制方法提供理论和数据支撑依据,为构架结构优化设计、焊接工艺设计提供有力支持。     

高速列车的焊接

高速铁路是一个集名项最先进的铁路技术、先进的运营管理方式、市场营销和资金筹措在内的十分复杂的系统工程,具有高效率的运营体系,包含了基础设施建设、机车车辆配置、站车运营规则等多方面的技术和管理。从世界高铁的兴起来看,高速铁路作为适应现代文明和社会进     

高速列车用厚板铝合金CMT焊接工艺

针对低热输入、高质量焊接技术的需求,研究厚板铝合金多层多道冷金属过渡技术(cold matal transter,CMT)焊接工艺和脉冲MIG焊接工艺的区别,对CMT焊接和脉冲MIG焊接进行热循环曲线测量,焊接接头拉伸、弯曲、硬度等常规力学性能试验和接头微观组织分析.结果表明,铝合金厚板焊接时相对脉冲MIG焊接方法,CMT方法焊接温度场低,焊接接头软化明显减弱,冲击韧性得到提高,厚板多层多道焊接接头组织明显改善,晶粒明显细化.试验表明CMT焊接方法可获得相对脉冲焊接更加优良的铝合金焊接接头.     

FY_1型转向架构架侧梁焊接变形的预防措施

我厂于1980年10月仿制成功法国FY_1型高速转向架,其构架全部由A3钢板焊接而成。在焊接过程中,克服侧梁的焊接     

基于SYSWELD的转向架侧梁焊接残余应力数值模拟

转向架侧梁是转向架的重要承载和传力构件,其焊后残余应力和变形直接对轨道机车车辆运行安全造成重大影响。本文采用法国ESI公司开发的焊接专用大型有限元分析软件SYSWELD,以简化的热循环曲线法代替传统的移动热源模型,对一种新型转向架侧梁的48条焊缝焊后应力状况分布进行了数值模拟。结果表明:残余应力主要分布在焊缝区域、加强肋位置和腹板孔洞处;残余应力峰值出现在上盖板与腹板连接焊缝处;下盖板与定位座焊缝处残余应力变化呈现明显下降趋势。