地鐵鋁合金牽引梁MIG焊接工藝分析及變形控制.pdf

1、地鐵的車體廣泛采用密度低、耐腐蝕的高強度鋁合金。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，必須通過調(diào)校進行矯正，從而制約了鋁合金構(gòu)件的焊接生產(chǎn)效率。本文針對地鐵鋁合金牽引梁構(gòu)件，借助數(shù)值模擬技術(shù)并與實驗相結(jié)合，對傳統(tǒng)焊接工藝進行優(yōu)化，達到控制焊接變形、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)特點及質(zhì)量要求，分析牽引梁傳統(tǒng)MIG焊接方法的特點及不足，指出X型坡口焊縫采用非對稱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，對典型平板試件進行數(shù)值模擬，并通過平板試件的熔池形貌及熱循環(huán)曲線，對數(shù)值模擬的熱源模型進行校核，確保采用的熱源模型的合理性。在此基礎(chǔ)上，對牽引梁的傳統(tǒng)焊接工藝進行數(shù)值模擬研究，獲得牽引梁構(gòu)件的焊接變形，并與測量的實驗結(jié)果進行對比分析。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)車間的實際情況，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，并分別對三種方案進行數(shù)

3、值模擬仿真研究。通過對三種方案的對比分析，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，并對最佳工藝方案進行焊接試驗驗證。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)，宏觀上可以忽略不計，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)件的實際焊接生產(chǎn)，并配套設(shè)計制作了工裝夾具，合格率達到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，對其他產(chǎn)品的工藝