地鐵鋁合金牽引梁MIG焊接工藝分析及變形控制.pdf

1、地鐵的車(chē)體廣泛采用密度低、耐腐蝕的高強(qiáng)度鋁合金。由于鋁合金散熱快、熱膨脹系數(shù)大，極易產(chǎn)生較大的殘余變形，必須通過(guò)調(diào)校進(jìn)行矯正，從而制約了鋁合金構(gòu)件的焊接生產(chǎn)效率。本文針對(duì)地鐵鋁合金牽引梁構(gòu)件，借助數(shù)值模擬技術(shù)并與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)傳統(tǒng)焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到控制焊接變形、提高生產(chǎn)效率的目的。
　　首先，根據(jù)牽引梁構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及質(zhì)量要求，分析牽引梁傳統(tǒng)MIG焊接方法的特點(diǎn)及不足，指出X型坡口焊縫采用非對(duì)稱(chēng)的焊接順序等工藝條件是牽引梁焊接

2、角變形產(chǎn)生的主要原因。
　　其次，對(duì)典型平板試件進(jìn)行數(shù)值模擬，并通過(guò)平板試件的熔池形貌及熱循環(huán)曲線(xiàn)，對(duì)數(shù)值模擬的熱源模型進(jìn)行校核，確保采用的熱源模型的合理性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)牽引梁的傳統(tǒng)焊接工藝進(jìn)行數(shù)值模擬研究，獲得牽引梁構(gòu)件的焊接變形，并與測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。按照傳統(tǒng)的焊接方法，牽引梁構(gòu)件的角變形在1.5°左右。
　　最后，根據(jù)車(chē)間的實(shí)際情況，提出翻轉(zhuǎn)交叉焊、雙面雙弧焊和反變形法等三種優(yōu)化方案，并分別對(duì)三種方案進(jìn)行數(shù)

3、值模擬仿真研究。通過(guò)對(duì)三種方案的對(duì)比分析，指出雙面雙弧與反變形為較好的工藝方案，且兩者組合為最佳的工藝方案，并對(duì)最佳工藝方案進(jìn)行焊接試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，按此優(yōu)化方案，角變形能夠控制在合理范圍內(nèi)，宏觀(guān)上可以忽略不計(jì)，不影響牽引梁的平面度。
　　研究成果已應(yīng)用于指導(dǎo)牽引梁構(gòu)件的實(shí)際焊接生產(chǎn)，并配套設(shè)計(jì)制作了工裝夾具，合格率達(dá)到98％以上，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
　　地鐵鋁合金牽引梁焊接角變形的成功控制，對(duì)其他產(chǎn)品的工藝