搅拌摩擦焊技术在铝合金车体焊接中的应用与开发——《不锈钢、铝合金在车体焊接技术上的应用与开发》专题系列之六

本文从搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，简称FSW)的工艺过程和技术特点出发，结合铝合金车体的设计结构和技术要求，展望了搅拌摩擦焊在铝合金车体中的应用。文章概括论述了用FSW焊接铝合金车体的技术难点，分析了用搅拌摩擦焊焊接铝合金车体的技术可行性，同时展望了新兴的搅拌摩擦焊技术在铝合金车体制造中广阔的应用前景。     

高速动车组车体搅拌摩擦焊工艺研究

简要介绍了搅拌摩擦焊技术的焊接原理及特点,并针对其工作原理,对高速动车组铝合金车体进行了适应性改进设计,开发了搅拌摩擦焊焊接接头形式和车体型材,并对焊接接头的静强度及疲劳强度进行了验证,完成了铝合金车体的试制。最后对搅拌摩擦焊技术在高速动车组铝合金车体上的应用提出了建议。     

搅拌摩擦焊在铝合金地铁长地板上的应用

文章针对铝合金地铁长地板组焊,介绍了搅拌摩擦焊设备及焊接工装的设计方案,对长地板型材搅拌摩擦焊焊接接头及焊接工艺进行了试验验证,设计了适用于较高速度搅拌摩擦焊的长地板型材焊接结构,并完成了焊接工艺参数优化。     

铝合金搅拌摩擦焊工艺研究及在城轨车辆上的应用

简要介绍了搅拌摩擦焊的原理和技术特点,重点研究了铝合金搅拌摩擦焊接头的强度性能和焊接工艺,通过对搅拌摩擦焊(FSW)与熔化极惰性气体保护焊(MIG)的比较,表明搅拌摩擦焊接头抗拉强度明显优于MIG焊.另外还提出了铝合金搅拌摩擦焊质量检验控制标准.     

铝合金车体焊接新工艺——搅拌摩擦焊

简要介绍了铝合金车体的应用前景，提出了一种比较适合铝合金车体焊接的焊接工艺搅拌摩擦焊，并论证了技术上的可行性。     

分段温度函数法在车体焊接变形预测中的应用

以搅拌摩擦焊制造的铝合金车体侧墙为对象,应用数值模拟技术开展焊接变形的研究。基于分段温度函数法的高效计算方法,实现了对4m长结构搅拌摩擦焊过程的模拟。将模拟结果与实际测量结果进行对比,最大变形量误差在10%以内,吻合较好。一定程度上说明了分段函数法在大型结构搅拌摩擦焊中具有一定的适用性,并通过预测结果进行了搅拌摩擦焊焊接工艺的优化,克服了侧墙边梁长直焊缝平面度难以控制等技术难点,最终顺利地达到控制侧墙的目的。     

铝合金对接焊焊接接头的性能

本文测定了牌号为1565чM的Al-Mg系铝合金机械性能和在矿物肥料中的耐腐蚀性。业已确定,在伸长率相同的情况下,在抗拉力试验时1565чM的屈服极限要比大家已知的AMг6高。测定了用三种方法（氩弧焊,等离子焊和摩擦搅拌焊）获得的1565чM合金焊接接头在静力、冲击和循环载荷作用下的性能。铝合金强度的绝对值要比在车辆制造中使用的低合金钢的低。但是,铝合金的比强度要比钢的高1倍。通过试验已经确定,1565чM合金板材,就其基本金属和焊接接头的性能水平而言,能满足俄标ΓOCT32.153-2000标准的规定。制作对接接头的较好的工艺是摩擦搅拌焊。在使用这种焊接工艺时,焊接接头的冲击韧性要比同种合金用熔焊方法获得的接头高2倍。使用摩擦混合焊进行车体组装的工艺是一种可以同借助插接法（ШОΓ）组装铝合金货车车体工艺相媲美的工艺。在货车车体结构件中使用铝合金材料,同时提高车辆的轴重可以增加车辆的载重量至35-40t,降低因运输谷物和矿物肥料需要保护车体内表面受腐蚀而产生的费用。     

反变形工艺在铝合金车体平顶组焊中的应用研究

文中针对铝合金车体空调平顶结构特点,对平顶板搅拌摩擦焊及平顶组焊过程中的工艺难点进行了分析,设计了不同种类的反变形对比工艺试验,通过试验最终制定了合理的反变形工艺参数,确保铝合金车体平顶组焊后的产品质量满足要求。     

搅拌摩擦焊在地铁车辆制造中的应用

通过研究搅拌摩擦焊的技术特点,对比分析采用搅拌摩擦焊与熔化极气体保护焊进行地铁车辆铝型材焊接的质量、成本和效率,并对搅拌摩擦焊在地铁车辆制造中应用的前景进行简要阐述。     

轨道车辆铝合金厚板搅拌摩擦焊焊接工艺研究

文章介绍采用熔化极惰性气体保护焊和搅拌摩擦焊不同工艺所对应的城轨车辆枕梁及车钩板的接头设计,并对这两种焊接工艺及其对应接头的机械性能作了对比研究,指出了厚板搅拌摩擦焊中易出现的问题及注意事项,为搅拌摩擦焊在轨道车辆铝合金厚板的工程化应用奠定了基础。     

铝合金铁道车辆的发展

文章介绍了随着铝合金等材料技术的发展,车体结构与焊接技术取得的新进展。具体阐述了车体结构从外板与骨架构成的单壳车体结构,向用空心挤压型材制成的全外壳车体结构发展的过程,以及接合技术从MIG点焊发展到摩擦搅拌焊的过程。     

地铁车辆玻璃钢头罩与铝合金车体粘接工艺

论述了地铁车辆玻璃钢头罩与铝合金车体粘接工艺方法,以及制造过程控制,对施工过程中的一些关键项点进行了详细的分析。实践证明,该套粘接工艺方法应用在地铁车辆玻璃钢头罩与铝合金车体粘接是合理的。     

轨道不平顺激励下铝合金地铁车体振动分析

轻量化地铁车辆多为以型材铆焊成型的铝合金车体结构,必须具有良好的振动特性,以保证旅客的乘坐舒适性。轨道随机不平顺是引起车辆强迫振动的主要原因,有必要分析轨道不平顺激励下铝合金地铁车辆车体的振动响应,为车体优化设计提供理论参考。详细分析了铝合金A型地铁车辆车体结构特点,经过合理简化几何模型,建立了符合车体结构力学特性的白车身有限元模型。以德国高干扰线路作为激励源,运用多体系统动力学分析软件ADMAS/Rail建立了铝合金地铁动车系统动力学分析模型并计算获得车体在转向架支撑处的动载荷。将所求动载荷施加于车体相应位置,在ANSYS软件中进行车体谐响应分析,计算了车体在轨道不平顺激励下的振动响应。结果显示,车体振动最大峰值频率与车体一阶扭转和一阶弯曲模态频率基本一致。     

宁波轨道交通1号线车辆车体结构优化设计

文章介绍了宁波轨道交通1号线车辆车体的主要结构,通过对侧墙板搅拌摩擦焊焊接接头、悬挂安装座结构及头车前端耐碰撞结构进行优化设计,最终得到的车体结构满足相关标准和技术规格书的要求。     

轨道交通车辆铝合金地板FSW与MIG焊残余应力对比分析

运用超声波残余应力无损检测技术,对轨道交通车辆6005A-T6铝合金地板典型部位搅拌摩擦焊(FSW)与熔化极氩弧焊(MIG)的焊后残余应力情况进行对比分析。分析结果表明:FSW焊后地板比MIG焊后地板纵向残余应力平均下降64 MPa,横向残余应力平均下降42 MPa;MIG与FSW焊缝位置残余应力分布趋势基本相同,残余应力最大值出现在焊趾附近。     

B120型地铁铝合金车体疲劳寿命预测

B120型地铁铝合金车体为整体承载全焊接结构,主要采用大型中空铝合金型材组焊而成。通过有限元方法对B120型地铁铝合金车体结构进行强度计算;选取典型线路的载荷谱,根据静强度计算的结果,折算出对应评估点应力幅;基于IIW标准,运用麦因纳疲劳累积损伤理论,对B120型地铁铝合金车体的关键点进行了疲劳寿命预测。     

武汉轨道交通1号线铝合金车体焊接工艺

文章分析了全焊接铝合金鼓形车体的结构、焊接工艺,针对制造过程中的焊接缺陷提出了解决措施,并阐述了焊接标准体系的重要性.     

B型地铁铝合金车体模态优化设计

文章利用HyperMesh软件建立了B型地铁铝合金车体有限元模型,并利用ANSYS软件对车体结构进行了模态计算,得到了4种方案下车体的前六阶固有频率及相应振型。根据计算结果提出了改进车体结构的建议。