鋁合金論文鋁合金車體地板焊接變形控制

　　這篇鋁合金論文通過多種方法有機的組合，實現鋁合金車體地板焊接變形的控制是完全可行的，同時經過大家對工藝的不斷調整與優化，尋求到領先國際一流水平的鋁合金地板生產制造工藝也是指日可待�！�輕合金加工技術》(LightAlloyFabricationTechnology)雜志創刊1964年，原名為《輕合金加工廠技術情報》，由中國有色金屬加工工業協會主辦，1987年2月省科委和省出版局重新批準，期刊登記證Z2008號，同年9月再次審批，換取報刊臨時證(LJ)1098號，1988年4月發給國家統一刊號CN23-1226;1997年5月國際連續出版物數據系統中國國家中心，發給ISSN證書。

　　鋁合金是以鋁為基礎，加入一種或幾種其他元素構成的合金。目前軌道行業內，車體采用輕量化概念設計，故車體承載結構一般采用大型中空截面鋁合金擠壓型材、高強度復合材料或不銹鋼，其中鋁合金材料制造的車體具有重量輕、耐腐蝕、外觀平整度好、材料可以再生利用環保等優點廣受世界各城市交通公司和鐵道運輸部門的歡迎，具有廣闊的發展空間及市場。地板作為鋁合金車體底架的主要組成部分之一，也是城軌車體的主要承力部件，在整個生產制造過程中是很關鍵的一部分，但是焊接過程中產生的變形，會嚴重影響地板的使用效果，因此怎樣能夠更好地控制其變形，是整個車體生產制造的關鍵之一。

　　1概述

　　在焊接過程中，由于焊接接頭處各部分溫差很大，不均勻的受熱和冷卻導致漲縮不均，是引起焊接內應力與變形的根本原因，根據不同的地板結構，通過使用不同的工裝結構、反變形設置、焊接順序、調修等方法，都會取得很好的效果，下面我們就從這幾方面入手，針對鋁合金車體地板的焊接變形控制進行說明。

　　2工裝結構

　　工裝是整個生產過程中至關重要的一部分，設計靠工藝保證，而工藝則靠工裝保證，因此合適的工裝是生產出合格產品的關鍵所在。針對鋁合金車體地板工裝，方案一，選用正裝、反裝兩套工裝獨立實現正反裝功能，如某高速動車地板自動焊工裝(如圖1);方案二，選用一套工裝實現正反裝功能，如某地鐵線地板自動焊接工裝(如圖2)。兩套方案各有優缺點。方案一中，兩套工裝縮短了單個工序的時間，正裝和反裝都可以獨立作業，也方便獨立設置反變形，但是費用較高，同時占用的自動焊接機器人的空間較大，也不便于車型的轉化，適用于單品種，大批量的生產;方案二中，一套工裝要實現正反裝功能，那么在結構方面較獨立的正裝或者是反裝工裝更為復雜，同時需要采用便攜的反變形調整裝置，比如風缸自動調整楔形塊的方法，或者是用便攜的拆卸塊，來實現不同的反變形量的調整，總體故障率相對較高，需要兼顧的點也比較多，同時單個工序的時間較長，但是總體費用相比較低，占用的自動焊接機器人的空間也小，通過局部調整也可以滿足相近車型的需要，適用于多品種，中小批量的生產。

　　3反變形設置

　　為了更好地保證地板最終的整體平面度，一般在正裝的時候不設置反變形，保證地板的原始組裝狀態是一個平面，但是在反裝的時候在焊縫的兩側設置適量的反變形量，使焊后的工件能夠達到一個較為理想的狀態，實現焊后不調修或者是少調修的目的，但是反變形量不可過大，過大的反變形容易造成型材插接口錯邊，進而造成焊后熔深不夠、咬邊等焊接缺陷，也有工藝不設置反變形的，如長客的地板制造，就不設置反變形，全部焊后調修，此方法對調修操作工的技能要求較高，但是降低了工裝的復雜程度，另外使組焊工藝也更為簡單。

　　4焊接順序

　　一般來講，自由狀態下，一次焊接變形大于二次焊接變形;而在夾具的作用下，一次焊接變形要小于二次焊接變形，夾緊力越大，該現象越明顯，另外從兩邊往中間焊接變形要小于從中間往兩邊的變形。基于以上幾點，針對地板我們一般采用從兩邊往中間的焊法，反裝亦然，同時針對段焊與自動焊之間的順序，有以下幾種方法，方法一，正面段焊，翻身，反面段焊，然后自動焊接，翻身，正面自動焊接;方法二，正面段焊，反面仰焊，正面自動焊接，翻身，反面自動焊接;方法三，增加重物，正面段焊，正面自動焊，反面自動焊。針對方法一，減少了仰焊的難度，另外工裝高度也較低，上下工裝比較方便，但是增加了一次翻身的工序，針對反面容易在翻身的過程中出現錯別現象。方法二，工裝高度較高，上下工裝不便，另需要考慮仰焊的操作空間，對操作人員的技能要求較高，但是減少了翻身的次數，減少因為翻身造成的變形。方法三，減少了仰焊的難度，也減少了翻身的次數，也減少了段焊的次數，進而也降低了焊縫的缺陷幾率，但是增加了重物的工序，針對型材截面薄、長度較短的地板比較適用。不同的地板結構，需要綜合的去考慮不同的焊接順序，選擇最適合的方法，去尋求更高效的生產制造工藝。

　　5調修

　　無論采用什么樣的措施，都不能避免焊接變形，適當的調修是必要的。調修主要有火焰調修、機械調修、熱冷綜合調修，根據材料的屬性、需要控制的變形量等，選擇不同的調修方法。針對地板，根據其結構特點，多采用火焰調修，通過在調修區域產生急冷，達到調修的效果。根據型材的材料不同，需要選擇不同的調修溫度，地板一般為6系材料，多采用250℃以下，采用水冷，或者是空冷，調修的位置通常為焊縫的位置，用平尺或者是樣板測量地板，對地板最高的位置進行烤火，火焰不能太過集中，防止工件過熱，甚至造成工件融化，影響工件強度等;烤火時的行進速度要均勻，烤把的火焰點要集中在焊縫的位置;如果采用水冷，則烤把的行進速度和水的行進速度要保持一致，局部的冷熱不均，會造成焊縫的一側出現鼓包現象，進而造成工件報廢，因此針對操作人員需要對其進行培訓，經多次模擬練習后方可上崗。

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