铝合金车辆车体的焊接接头疲劳设计线

[日本]以制作铝合金车辆车体的疲劳设计线为目的实施了疲劳试验。作为具有代表性的焊接接头,选定了双壳车体的空心挤压型材焊接部,单壳车体中的车顶椽子,与长横梁的补强焊接部及侧柱、侧梁的2种补强焊接部(见图1)。图1双壳车体的小型疲劳试样及实物大小的试件利用模拟空心挤压型材焊接接头实物大小的试件,进行的疲劳试验结果,与小型试样的S-N曲线基本一致,根据该S-N曲线,实施了统计处理,制作了疲劳设计线。此外,模拟了2种补强焊接接头实物大小试样的疲劳试验,由于其结果基本一致,与空心挤压型材焊接接头一样,根据所得到的S-N曲线,制作两…     

机车车体典型焊接接头应力分析

为解决近年来在采用壳单元的重载机车车体结构强度分析中,牵引梁与中梁过渡区域焊接接头的理论分析结果与试验结果存在较大差异这一问题,提出将车体主体结构离散为壳单元,分别采用壳单元和实体单元离散牵引梁与中梁的过渡区域。基于机车的运用工况,确定车体在纵向压缩和拉伸载荷作用下的理论应力分布并与试验结果进行对比,研究壳单元和实体单元对典型焊接接头应力分布的影响,并对该区域的局部结构进行优化。分析结果表明:在典型焊接接头区域,实体单元比壳单元具有更高的计算精度,且与试验结果吻合度较高;采用实体单元能更准确地模拟存在较高应力集中效应的焊接接头的应力分布。     

日立公司高速铁道车辆制造技术的新进展

本文介绍了3个阶段日本新干线电动车组的技术进步:一:在上世纪70～80年代前半期,日本新干线提速到200 km/h。解决了许多提速相应的技术课题,如X立柱薄板车体、分散式换气空调装置、气密结构、FEM解析技术等。二:在80年代～本世纪初,新干线电车进一步高速化,其运营时速达到270 km。作为其轻量化技术,开发了铝合金挤压型材的轻量化车体,工艺上经历了从点焊到各种弧焊,提高了生产技术水平,开发了车辆气密疲劳试验装置,对车辆设计和车体补强验证发挥了重要作用。三:新世纪的新干线电动车组,其时速提高到300km。出现了许多新式电车,开发了可以进行噪声源分离测定的装置。对于现在大量生产的铝双壳车体结构,已经采用FSW(摩擦搅拌结合)技术广为生产。这些新干线电车的高速、轻量化技术,也将对欧洲高速铁路的发展产生重要影响。     

摩擦搅拌接合工具的开发及在车辆车体上的应用

日本车辆制造有限公司为提高铁道车辆车体焊接区的质量,对于以往MIG(金属极惰性气体保护焊)焊接产生的缺陷及变形采取措施.近年来,地铁车辆、常规线路车辆、新干线车辆均广泛采用摩擦搅拌接合(FSW).并且,对FSW技术开发进行了研究与探求.本文对该公司开发的FSW接合用新型工具以及在铁道车辆车体上的应用效果进行了论述.     

高速不锈钢车体结构设计

基于不锈钢材料强度高、无涂装、免维修、耐腐蚀能力强及使用寿命长,但只适宜采用点焊工艺的特点,研究了高速不锈钢车体结构设计的关键问题是骨架连接接头的设计和侧墙外板的优化。参考日本轻型不锈钢车辆的技术设计了高速不锈钢车体结构,车体骨架的连接采用通用型连接接头,侧墙外板采用双薄板,并对其进行结构静力和模态分析。     

搅拌摩擦焊接接头表面犁沟缺陷修复工艺研究

搅拌摩擦焊焊接过程中,因焊接参数选取不当或设备稳定性不足等原因,焊接接头会产生表面犁沟等缺陷。文章选用6005A-T6铝合金材料,采用不同工艺对表面犁沟进行补焊,并对补焊后接头的组织性能进行分析。结果表明,对于小尺寸的犁沟缺陷,直接采用FSW修复,对于大尺寸的犁沟缺陷,采用MIG+FSW和CMT+FSW进行补焊修复,可以得到焊接变形小、强度高、塑性良好的接头。     

MIG焊修复铝合金搅拌摩擦焊接缺欠工艺

搅拌摩擦焊(FSW)以其焊接变形小、焊接接头质量好的优势在机车车辆制造中的使用越来越广泛,但如何对FSW焊接缺欠进行修复这一问题亟待解决.文章主要介绍了铝合金厚板FSW焊缝的检查手段和焊接缺欠在宏观、电镜扫描检测下的状态,针对局部缺欠采用MIG焊进行修复的工艺进行了探讨研究.通过试验找出了一种采用MIG焊修复FSW焊接缺欠的工艺流程,这一工艺可作为FSW在铁路装备制造应用中的一种补充,对充分拓宽其在机车车辆制造中的应用具有重要理论意义和生产价值.     

高速动车组铝合金车体设计

根据高速动车组铝合金车体设计概念的要求,利用头车的空气动力学外形,以动车组动态包络线为约束条件,进行车体断面设计和整车三维设计.铝合金车体焊接结构的设计符合EN 15085焊接标准,按照标准要求选择车体母材、焊接材料和设计车体的焊接接头形式.通过对头车车体静强度计算和试验数据分析,验证头车试验车体的强度符合欧洲标准EN 12663,能够满足产品的安全可靠性需求.     

焊后热处理对7075铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

使用搅拌摩擦焊(FSW)设备对厚度为6 mm的7075高强铝合金平板进行对接试验。采用不同热处理工艺(固溶温度、时效时间)对接头进行热处理,并对不同热处理工艺下的接头进行微观组织观察和显微硬度测试。研究结果表明:7075铝合金FSW接头由焊核区(WNZ)、热机影响区(TMAZ)及热影响区(HAZ)组成,WNZ为细小均匀的等轴晶组织;热处理后接头WNZ部分晶粒发生粗化;随着固溶温度的升高,晶粒粗化程度增大;随着时效时间的延长,WNZ晶粒粗化程度变化不明显;FSW接头显微硬度分布呈"W"型,热处理后接头显微硬度均有不同程度的升高,随着时效时间的延长,接头的显微硬度先增大后减小;固溶温度490℃、时效温度120℃、时效时间24 h是厚度为6 mm的7075铝合金FSW接头的最佳热处理工艺参数。     

摩擦搅拌接合在铁道车辆上的应用

摩擦搅拌接合(FSW)已被各国广泛用于铝合金等轻金属的接合.近年来,FSW工艺在铁道车辆上的应用正迅速扩展,从当初用于车体侧墙板的焊接现已发展到用于车顶板、车门框架、侧墙板与车体底架的结合等诸多方面;焊缝长度也从3 m发展到20 m以上.本文着重描述了FSW工艺近几年在铁道车辆上的应用实例以及应用时的注意事项,对FSW...     

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。     

难燃性镁合金的大型焊接构件技术

文章介绍利用开发的难燃镁合金挤压型材制作大型焊接构件的技术研究，已制成了构成地效列车（飞行列车）模型车体用难燃镁合金型材，并采用激光焊和FSW技术制作了实验用地效列车模型的车体。     

摩擦搅拌焊接工艺在铁道车辆上的应用(二)

介绍了日立制作所以实用为目的,致力于摩擦搅拌焊接(FSW)的基础研究,并开发出应用于铁道车辆产品的关键技术。阐述了通过改进FSW工艺,逐步扩大应用范围,已将FSW工艺实际应用于车体侧墙、车顶、门框、侧墙与底架的接合上,并取得了良好的经济技术效益。     

G205型地铁双源电动轨道车车体

介绍了G205型双源制电动轨道车车体的结构参数、特点,详述了其模块化、轻量化设计及噪声控制所采取的措施。有限元计算分析及试验结果表明该车体强度满足设计要求。     

不锈钢车体结构件用激光焊接技术

本文介绍了适合铁道车辆车体接合的FSW技术和激光MIG混合焊技术。这两项工艺在铝合金车体制造上具有应用前景的新技术。     

铁道车辆车体结构的新接合方法

本文介绍适合铁道车辆车体结合的FSW技术、激光MIG混合焊技术。这2项技术在铝合金车体制造上很有应用前景。     

新加坡电力蓄电池双能源工程车车体

文章主要介绍了新加坡电力蓄电池双能源工程车车体的结构形式、主要技术参数及各主要部件的结构设计,并对车体的结构强度计算及试验进行了简要分析和总结.     

新型出口地铁车体结构分析与试验研究

介绍了在新型出口地铁设计过程中采用的车体结构分析方法，以及有关的车体钢结构静强度试验情况。     

激光焊接技术在不锈钢车体材料焊接中的试验研究

对城轨车辆不锈钢车体材料EN 1.4318和00Cr17Ni7的母材及其激光焊接接头的力学性能和疲劳性能进行试验研究,试验结果表明采用光纤激光焊接制备的焊接接头常规力学性能优于MIG焊焊接接头,疲劳性能接近母材,并且随着搭接焊缝的长度增加,焊接接头表现出的单位长度剪切强度越高。     

铝合金车体及最新焊接技术

叙述了车辆车体结构的演变、应满足的性能和焊接方法，着重介绍了具有划时代意义的铝合金新的连接技术的摩擦搅拌连接(FSW)法及其特点和应用于最新车体技术的实例。