铝合金车体搭接塞焊结构有限元建模方法研究

为了建立一种适用于铝合金车体搭接塞焊结构的简化FE模型,基于ANSYS平台,建立了6种搭接塞焊结构的简化FE分析模型,并与全实体单元FE模型进行了比较分析。在此基础上提出了点焊集对塞焊结构进行离散的方法,结合ANSYS的APDL语言,给出点焊集自动化建模的源代码,并将其成功运用于某铝合金车体强度分析中。研究表明:使用该方法对搭接塞焊结构进行离散时,塞焊区域及远离塞焊孔区域的应力与全实体单元模型略有偏差,但相对误差不超过15%;在对大型搭接塞焊结构进行强度分析时,在保证其计算精度的前提下,采用文中方法可显著提高FE建模和仿真分析效率。     

焊接缺陷对转向架强度的影响

分析结构承载截面积、材料属性、外力、焊接缺陷的方向及分布位置对结构的影响,以焊接缺陷处应力集中系数作为评估焊接缺陷影响结构强度的标准,建立转向架构架的整体和局部有限元模型,计算构架的应力分布并判定薄弱区域。通过焊接缺陷仿真模型计算,研究焊接缺陷尺寸和分布位置对构架强度的影响。计算结果表明,在靠近横梁的焊趾处存在着应力集中;表面缺陷对构件强度的影响比内部缺陷大,尤其是高应力区的表面缺陷严重影响构架的强度;表面缺陷及个别类型的内部缺陷会改变构件高应力区的分布。     

高速列车薄壁型材激光-MIG复合焊对接焊缝检测

现有检测方法分析表明,高速列车车体薄壁型材激光-MIG复合焊焊接结构内部形状复杂,板厚度较薄,常规焊缝焊接质量无损检测方法不易实施。针对此问题,提出超声爬波检测工艺,通过设计型材结构试块和人工模拟缺陷试块,研究型材结构对超声爬波检测的影响。利用该检测工艺对实际焊接试块进行检测,并与X射线检测及有损试验(拉伸试验)结果对比,验证超声爬波检测结果的准确性。结果表明:X射线对于气孔和未焊透缺陷检测效果良好,但由于检测方式与防护特殊,检测速度缓慢,不能满足高速列车车体铝合金薄壁型材焊接结构现场检测需求,可作为辅助的检测手段,用于少量抽查检测;超声爬波可检测当量大于等于0.25mm的未焊透焊缝,爬波检测结果与实际未焊透缺陷对应良好,可用于铝合金薄壁型材复合焊接头焊接质量检验。建议以10mm×0.2mm×0.5mm刻痕的回波幅度作为焊缝是否合格的判据。     

铁路货车箱型中梁加垫板V型坡口焊接工艺

出口铁路货车箱型中梁为封闭结构,传统焊法容易出现未熔透和未融合缺陷,经过探索攻关,针对性地提出新的V型坡口全熔透焊接操作方法。     

钢管桁架焊接缺陷的补强措施

针对在钢管桁架施工中支管与主管、支管与支管相交的焊缝出现内凹及局部未焊透等质量缺陷状况 ,提出采用增加补强角焊缝的措施来增加焊缝强度 ,保证焊接质量。     

激光焊接技术在轨道交通车辆中的应用

为解决轨道交通车辆不锈钢车体电阻点焊的外观质量差、密封性差、效率低等缺点,对部分熔透激光焊接工艺在不锈钢车体焊接中的应用开展了研究。研究包括:部分熔透激光叠焊原理、参数优化试验、显微组织分析、疲劳性能分析,以及激光焊接不锈钢车辆侧墙的结构改进。研究结果表明,不锈钢车体焊接中采用部分熔透激光叠焊工艺,可以获得高质量的表面状态及疲劳强度,车体结构强度高于EN12663标准中的要求。     

轨道交通铝合金车体双轴肩搅拌摩擦焊研究现状与展望

双轴肩搅拌摩擦焊提高了复杂结构件焊接中搅拌摩擦焊的可操作性，同时节省搅拌摩擦焊夹具和垫板的设计、制造成本，另外从根本上消除了未焊透或根部缺陷等问题，在轨道交通车辆制造领域有着广泛的应用前景。近年来国内外研究人员对双轴肩搅拌摩擦焊的焊接工艺、接头微观组织及力学性能、搅拌头结构等进行了深入研究。如何进一步提高双轴肩搅拌摩擦焊接头力学性能成为后续实际应用于生产制造的重要课题。     

22MnB5热成形钢板TIG焊后淬火热处理试验研究

对4 mm厚22MnB5热成形钢板钨极氩弧焊后的微观缺陷件进行焊后淬火热处理试验研究。试验设备采用DL-LPM-Ⅲ激光数控加工机和SP-25AB高频焊机,分别对焊接样件进行焊后淬火热处理,分析不同热处理方法对材料微观组织和力学性能的影响,以选择最优方案。生产中通常采用的直流TIG焊(非熔化极惰性气体钨极保护焊)工艺,在无损检测时样件虽然没有明显宏观缺陷,但焊接过热会导致魏氏组织出现在焊缝金属中,接头严重软化。应用DL-LPM-Ⅲ激光数控加工机,对焊件接头表面进行焊后淬火热处理,虽然接头淬火区域分布均匀的马氏体组织,硬度良好,但激光淬火方式并不能将试件完全淬透,中心未淬火区域1.4～2.6 mm,铁素体和珠光体的混合组织以及魏氏组织仍然存在。应用SP-25AB高频焊机,对焊件表面进行高频感应热处理,淬火后焊件接头各处分布均匀的板条马氏体和下贝氏体组织,可以将试件完全淬透。高频淬火淬硬层深度1.7～2.5 mm,既可提高工件表面硬度和工件整体强度,又可避免对轨道车辆零部件整体加热所带来的不便,提高设备使用效率,节省成本。     

移动式钢轨气压焊接头缺陷分析与应对措施

移动式钢轨气压焊接头存在外观和内在缺陷。分析焊接接头外观缺陷高（低）接头及高低错位、旁弯及左右错位、轨角塌陷、局部凹陷、表面烧伤产生的原因，并提出应对措施；分析焊接接头内在缺陷光斑、未焊透、过烧、粗晶组织产生的原因，并提出应对措施。现场应用表明，钢轨气压焊接头具有较高的静弯、抗疲劳强度和良好的冲击韧性。     

铁路罐车罐体环缝埋弧焊操作工艺

铁路罐车罐体主要采用的焊接工艺是埋弧焊,由于罐体的结构为椭圆形,埋弧焊时可能会造成焊缝的偏移、虚焊、气孔及未焊透等焊接缺陷。通过多年实践摸索总结,文章所述的埋弧焊操作法,有效地提高了焊缝质量,使射线探伤合格率达到了100%,在实车运用和较长时间运用考核中,证明了该操作法在保证这类特种车辆的运行可靠性和安全性方面起到了较好的作用。     

焊接参数对轨道交通车辆不锈钢磁控电阻点焊的影响

以轨道车辆用2 mm厚的SUS301L-LDT不锈钢为研究对象,对比分析了熔核形貌和磁控电阻点焊的机械性能,以及不同焊接参数下磁控电阻点焊的剪切强度变化规律。结果表明,同等外加磁场强度条件下,当焊接参数增大或焊接周波增加时,点焊试件的拉剪强度和熔核宽高比变化更加明显。当焊接电流为10 kA、焊接周波为0.50 s时,在外加磁场的作用下,点焊的拉伸强度最大增加16.47%;当焊接电流增加、焊接周波缩短时,点焊的拉剪失效位移增加较为明显;当焊接电流为11 kA、焊接周波为0.44 s时,在外加磁场的作用下点焊的拉剪失效位移最大为4.98 mm。可见,影响电阻点焊磁控效果的主要因素为焊接电流和焊接周波。     

铁道行业标准《铁道车辆用耐大气腐蚀钢及不锈钢焊接材料》修订简介

TB/T2374—1999《铁道机车车辆用耐候钢焊条和焊丝》的内容已不能满足规范铁道车辆车体用钢焊接材料的需要,需要对其进行修订。TB/T2374—2008《铁道车辆用耐大气腐蚀钢及不锈钢焊接材料》代替了TB/T2374—1999,增加高强度耐大气腐蚀钢焊接材料及铁路货车车体用不锈钢气体保护焊丝的相关内容,取消部分小用量焊材,提高熔敷金属冲击功的指标,对J506NiCrCu焊条化学成分进行适当调整,取消熔敷金属横向冷弯性能要求和焊条焊缝射线探伤要求,规范了试验方法的相关要求。     

不锈钢车体等离子-MAG复合焊工艺优化

根据轨道交通车辆不锈钢车体结构及材料的特点,车体结构的连接工艺一般以电阻点焊为主.由于点焊焊点较多,且焊点处存在明显的压痕,影响了非涂装车体的美观性;此外,由于电阻点焊是间断焊接,密封性差,焊后需使用密封胶进行处理,工序繁琐,且限制了不锈钢车辆的运行速度.针对不锈钢车体点焊焊接过程中出现的这些问题,研究采用热输入小、不易引起焊接变形的等离子-MAG复合焊接方法,对不锈钢车体中某些通长组合结构进行焊接.     

高速动力车转向架构架焊接变形的数值分析研究

高速动力车转向架构架生产过程中的主要问题是如何控制焊接变形。本文基于焊接收缩力法采用有限元分析软件对高速动力车转向架构架总成及各组成梁进行焊接变形预测,根据所得焊接变形的有关数据,确定了焊接工艺设计时的预留变形量与焊接工艺参数等,保证了构架的焊接精度和质量,为控制构架的焊接质量提供了数值方法。     

预留打磨量和打磨温度对钢轨铝热焊接头平直度的影响

首先分析了铝热焊接头焊缝低塌的原因,然后通过现场试验测量初打磨后接头的最高温度、不同终打磨温度下焊缝中心低塌量以及接头冷却过程中温度的变化,分析初打磨轨顶焊筋的预留打磨量、终打磨温度对铝热焊接头焊后平直度的影响.结果表明:焊接60 kg/m钢轨铝热焊接头时,初打磨后轨顶焊筋应预留1.3 mm以上的打磨量;终打磨温度越低焊缝低塌量越小,随终打磨温度降低焊缝低塌量减小幅度逐渐变缓,终打磨温度为300℃时焊缝低塌量较小,终打磨温度低于200℃时焊缝无低塌现象;采用"初打磨+终打磨"的打磨方式可避免铝热焊接头焊缝低塌,提高打磨效率.     

钢轨焊接厂焊探伤伤损问题消除

基地钢轨焊接,在周期性检验中,多频次的出现探伤有伤现象,严重影响了焊轨生产的质量和进度,为稳定钢轨焊接质量,消除该类缺陷,对缺陷成分进行检验分析,结论是:探伤有伤缺项是钢轨焊接接头存在未焊合现象,设备的当前状态和工艺参数的匹配程度不良可能出现问题。广州工务大修段通过从设备状态、材料成分、工艺参数等方面综合分析原因,得出结论:完善焊机状态,优化工艺参数,可以很好地消除该缺陷;同时,焊接主要设备的状态对生产接头质量至关重要,应该在焊轨生产中密切注意设备状态和工艺参数的匹配性。     

沪通长江大桥112 m钢桁梁墩顶临时连接件焊接质量控制

沪通长江大桥北岸主桥中共有23跨112 m简支钢桁梁,采用"先连续后简支,悬臂拼装"的"1+1"、"2+1"和"3+1"模式进行安装架设,结构体系转换主要通过墩顶临时连接的焊接与解除来实现。因此,墩顶临时连接件的焊接质量是保证整个钢桁梁悬臂拼装安全的关键。根据112 m钢桁梁架设方案和墩顶临时连接设计特点,厘出墩顶桥位现场焊接工程控制重难点,结合工程实际做好焊接工艺评定,从焊接坡口组装、焊接顺序,到具体焊接工艺提出针对性的技术保障措施,确保墩顶临时连接件焊接质量,有力保障悬臂拼装安全顺利过墩顶,取得很好的工程效果。     

铁道车辆车体结构用的最新焊接技术

铁道车辆车体要求高安全性、高可靠性、高尺寸精度、外观精致及质量稳定,而焊接作业是生产的关键技术之一.本文从车体制造要求的新型焊接工艺入手,介绍了FSW(摩擦搅拌接合)、激光-MIG混合焊接法在铝合金车体上的应用,同时,就新型焊接工艺在难燃镁合金构件上的应用研究也做了评述.     

现代有轨电车槽型轨铝热焊接技术与应用

沈阳市浑南新区现代有轨电车项目是我国首次大规模建设的现代有轨电车轨道交通线网,线路轨道采用槽型钢轨铺设焊接,由于钢轨轨头存在凹槽,与常用钢轨差别较大,目前没有成熟应用的槽型钢轨焊接方法。依据钢轨铝热焊接技术原理,设计了一个与凹槽相吻合的砂块,将该砂块填充在槽型钢轨的凹槽内,解决了采用铝热焊接方法焊接槽型钢轨的难题。通过试验测试59R2槽型钢轨铝热焊接头静弯强度,疲劳性能,硬度,金相组织等指标,所有项目均能满足技术要求。槽型钢轨铝热焊接技术应用于沈阳现代有轨电车轨道焊接,施工速度快,焊接接头质量可靠。     

1Cr18Ni9Ti同种金属及其与16MnDR异种金属焊接接头抗腐蚀研究

通过对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢同种金属和1Cr18Ni9Ti/16MnDR异种金属的焊接接头抗晶间腐蚀试验研究,分析了焊缝金属的化学成分和金相组织形态;阐明了焊缝金属中C,Cr等主要合金元素以及组织形态对焊缝金属抗腐蚀性能的影响;确定了合理的焊接材料和焊接工艺规范。