动车组构架激光-MAG复合热源焊接工艺参数

针对高速列车转向架焊接构架中典型的平板对接接头、T型角接接头和管板搭接接头,采用激光-MAG电弧复合热源焊接方法进行了系统的焊接工艺试验,确定了平板对接、T型角接和管板搭接接头的坡口角度、钝边尺寸和组焊间隙,以及相应的激光-MAG复合热源焊接工艺参数,为激光-电弧复合焊接方法在构架制造中的应用提供了工艺参数和技术基础.     

激光参数对高强度不锈钢搭接焊接结构和断裂行为的影响

通过焊接和拉伸试验及微观组织分析,研究了焊接参数对高强度301L-HT板搭接非熔透激光焊接接头结构、断裂行为和力学性能的影响.结果表明：激光焊缝的硬度为HV215,δ铁素体比电阻点焊少,热影响区硬度更接近于母材;焊缝几何结构对激光参数敏感,熔深变化的规律性更明显,特定部位的熔宽与焊接参数耦合有关;板材厚度相同的焊接接头变形刚度接近,焊缝的几何结构决定最后的变形和断裂行为,焊接内板的弯曲变形角度比外板大,两板的弯曲角度差随熔深增加而减小;焊接板弯曲角度和焊接强度随焊缝尺寸同步升高;焊缝硬度低于母材和热影响区导致拉伸变形集中在很窄的区域,焊接接头的断裂位移都小于2mm.     

基于网格不敏感结构应力的铝合金焊接接头疲劳性能分析

基于网格不敏感结构应力方法,对3A21、5A06、6061等铝合金焊接接头疲劳性能及影响因素进行研究.结果表明：网格不敏感结构应力方法较传统的名义应力方法,能更好地表征不同接头形式、材料、应力比及厚度等因素对焊接接头的疲劳影响.在应力比相同的情况下,接头板厚越小,疲劳性能越好;相同板厚条件下,应力比越小,疲劳性能越好;5A06铝合金焊接接头的疲劳性能普遍高于3A21铝合金焊接接头,但板厚相差较大时,疲劳性能主要取决于厚度因素的影响;同种材料在板厚及应力比相同的情况下,对接接头疲劳性能最好,十字接头次之,T型接头疲劳性能最差.     

搅拌摩擦焊工艺探索与研究

对铝合金薄板的对接、角接及圆筒纵缝进行了搅拌摩擦焊工艺实验.实验结果表明:搅拌焊头的结构形状、旋转速度及焊接速度是决定搅拌摩擦焊焊缝成型及接头组织、性能的重要因素.     

焊后处理工艺对Q345E低合金钢焊接接头疲劳性能的影响

通过对K型坡口Q345E低合金钢T型角接接头三点弯曲疲劳试验,研究了焊趾不处理、焊趾打磨、焊趾喷丸、焊趾打磨+喷丸处理对焊接接头疲劳性能的影响.结果表明,焊接接头焊后细节处理工艺对接头疲劳性能的影响十分显著,焊趾打磨和焊趾喷丸均是提高焊接接头疲劳性能的重要手段,而焊趾打磨+喷丸处理综合处理时效果最佳.     

搭接接头焊接角变形产生的原因分析

运用固有应变法研究了六个固有应变分量分别对搭接接头焊接角变形的影响.采用热弹塑性有限元法计算出搭接接头的六个固有应变分量和角变形,并以各个固有应变分量作为边界条件,对搭接接头的有限元模型进行弹性分析,计算出各个固有应变分量对应的角变形.结果表明：搭接接头焊接角变形的产生主要是由焊缝及其附近区域与焊缝平行的平面内垂直于焊缝方向上不均匀分布的固有剪切应变分量引起的.     

搅拌摩擦焊工艺探索与研究

对铝合金薄板的对接、角接及圆筒纵缝进行了搅拌摩擦焊工艺实验。实验结果表明：搅拌焊头的结构形状、旋转速度及焊接速度是决定搅拌摩擦焊焊缝成型及接头组织、性能的重要因素。     

不锈钢冶金复合制动管系焊接工艺研究

本文主要针对铁路货车制动管系小批量采用不锈钢冶金复合制动管系焊接试验时,发现复合管与接头体焊接后焊接接头具有较强的热敏感性,较为突出的表现是在焊接接头热影响区部位产生裂纹、基层与覆层分离的问题．针对这些问题进行了详细的焊接工艺试验研究,通过对焊接裂纹形成原因进行分析,提出了不锈钢冶金复合管冶金材料的制造工艺的改进建议,并对改进后的不锈钢冶金复合管进行再次焊接工艺试验和工艺评定,确认改进后的不锈钢冶金复合管焊接接头热敏性良好,保证了不锈钢冶金复合制动管系焊接质量的安全可靠。     

不锈钢激光-MAG复合焊接头成型规律及性能

为了给新一代城轨列车的焊接制造提供技术支持,以列车用6 mm SUS301L-MT奥氏体不锈钢为研究对象,采用焊缝截面分析、金相观察、X射线衍射法、残余应力测试等手段,研究了激光-MAG(metal active gas welding)复合焊接头的成型规律及接头性能.结果表明:激光功率、离焦量增大能增加焊缝上表面熔宽;焊接速度增加后,焊缝中部熔宽和下表面熔宽明显减小;焊缝宽度比随离焦量的增大显著增加;焊缝组织为奥氏体+δ铁素体;接头纵向残余应力在接头中心位置存在极大值,约为330 MPa.     

热矫正对Q345E低合金钢角接接头疲劳性能的影响

通过三点弯曲疲劳试验对Q345E低合金钢T型角接接头的疲劳性能进行研究,并将700℃矫正、800℃矫正和1000℃矫正与不矫正的T型角接接头中值疲劳强度进行了对比.结果表明:随着矫正温度的升高,Q345E低合金钢T型角接接头疲劳性能呈上升趋势,700℃矫正、800℃矫正、1 000℃矫正的T型角接接头的疲劳强度与不矫正试件相比分别升高45、45和47.5 MPa,1 000℃矫正试件疲劳强度最高.试件的疲劳裂纹均从试件边缘(夹渣)处启裂,启裂区和扩展区均具有典型的疲劳断裂特征,疲劳纹清晰并很粗,终断区为韧窝型韧性断口.     

CW-200K转向架构架疲劳强度及模态分析研究

根据CW-200K转向架构架的结构和承载特点,运用Solidworks建立构架的实体模型,并将模型导入AN-SYS中进行有限元分析,依据分析结果并参照标准JIS E4207—2004和焊接材料的Goodman疲劳极限图对构架进行疲劳强度评估.此外,还对构架进行模态分析,分析构架在某一频域内的振动模态,从而评价构架的动态性能是否满足设计要求.分析结果表明:各关键点的等效应力均小于许用值,构架满足疲劳强度的要求;构架的最低自振频率为33.944 Hz,能够有效地避开激振频率.这为优化构架结构提供相关的参数依据.     

铁道车辆转向架构架多轴疲劳强度有限元分析方法

铁道车辆转向架构架在服役过程中承受复杂的多轴疲劳载荷,为构架结构的设计和分析带来困难.本文以某车辆转向架构架为研究对象,为获得构架在复杂多轴载荷作用状态下的应力分布状态,分别建立构架板壳有限元模型和实体有限元模型,并参照UIC 615-4、TB/T 2368-2005和TB/T1335-1996标准,确定计算工况,对该转向架构架强度进行分析计算,并根据ORE B12/RP17提供的钢材Goodman疲劳曲线图,编写后处理程序对构架进行疲劳强度评估.结果表明：两种有限元模型计算分析结果趋于一致;构架结构的应力分布状态呈现面内应力分布占优的状态;采用最大主应力对其进行疲劳强度评估是合理的;两种建模方法获得的构架静强度、疲劳强度评估结果的一致性说明：采用板壳模型代替实体模型对构架进行有限元强度分析是可行合理的,可节省计算资源.     

钢轨加压铝热焊的研究

为了提高钢轨常规铝热焊的接头质量,作者对钢轨加压铝热焊工艺进行了试验研究.结果表明,这种工艺使铸态焊缝变窄,母材产生一定塑性变形,接头韧性大幅度提高,是既能保证接头质量又便于现场生产使用的一种工艺.     

合金钢轨闪光焊灰斑缺陷研究

对攀钢６０ｋｇ／ｍＵ７１Ｍｎ重轨闪光焊接头灰斑缺陷进行了宏观和微观断口分析，研究了工艺参数对灰斑的影响，提出了改善接头性能的措施。     

埋弧自动堆焊工艺参数的确定

为提高焊接加工行业焊接效率,应用高效焊接工艺方法已成为行业的共识,文章主要研究了焊接工艺技术中的工艺参数对埋弧自动堆焊的影响规律。通过试验实现埋弧自动堆焊过程,采用逼近法优化了堆焊电流、电弧电压、堆焊速度等工艺参数,确定了合理选择堆焊工艺参数的原则和方法,从而对工业生产起到一定的指导作用。     

转向架焊接残余应力的测试及退火工艺

利用磁弹性法测量了材质为16MnR的CW-200型焊接转向架构架一定深度处的残余应力,分析了热处理前后构架中残余应力的分布及变化规律,并且研究了不同的退火工艺对焊后构架残余应力的影响．结果表明：构架焊接后存在较高的残余应力,在牵引杆座与横梁焊缝处最大值达到193MPa拉应力;而经过不同的去应力退火工艺处理后,残余应力的消除率不同．在630℃退火、保温3h工艺条件下试验用构架残余应力平均消除率最高,X、y方向的最大消除率分别为58．3％和54．6％．     

船舶大型构件焊接变形的分析与控制

船体大型结构件的焊接变形直接影响船舶制造的质量和精度．对船体大型结构件焊接变形产生的各种原因,以及影响因素进行分析;提出根据船舶结构的焊接特点,选择合理的焊接工艺措施和参数以减小焊接变形,从而提高船舶制造的质量和精度．     

用数值模拟方法优化列车转向架侧梁焊接工艺的研究

基于ANSYS平台热弹塑性有限元分析,利用APDL语言,采用单元生死技术模拟焊缝形成过程,对B型列车14t转向架侧梁的焊接残余应力与变形进行了模拟。结果显示,侧梁沿x方向（即焊缝方向）产生了收缩,两端向中心的收缩量大致相等,其值分别为0．846mm和-0．935mm;在Y方向上,上盖板沿Y的负方向产生了较大的变形,其值为-1．548mm,下盖板的位移较小,最大值仅为0．213mm;z方向上,由于约束较强,其变形值较其它方向相比大约小一个数量级。等效残余应力在焊缝上最大,其峰值约为270MPa,随着与焊缝中心距离的增加,其值迅速减小。总体而言,模拟结果符合焊接理论,且与实际情况吻合,证明了用数值模拟方法进行焊接工艺优化的可行性。     

铝合金货车侧墙多道焊变形预测

基于热弹塑性有限元法,对铝合金货车侧墙多道焊焊接变形进行仿真预测,仿真中充分考虑了材料热物理属性的影响．基于实体一壳单元混合模型,建立了侧墙有限元网格模型,应用3D高斯双椭球热源模型实现了焊接过程温度场分析．从工程实际出发设计了四种焊接顺序,通过对四种焊序下仿真结果的对比分析,讨论了不同焊接顺序对铝合金货车侧墙焊接成形的影响,为研究大型铝合金薄板焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据．     

陶瓷衬垫在铁路货车焊接生产中的应用

模拟40 t轴重矿石车的牵引梁下盖板与枕梁下盖板的对接焊缝形式,采用单面焊双面成型（加陶瓷衬垫）的工艺方法进行试验,并通过对焊接接头的力学性能检验、微观组织观察和分析,证明了该工艺的可行性,现已应用于出口澳大利亚铁路货车的批量生产中.