分析c30地铁铝合金枕梁焊接变形控制

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1、学兔兔www.xuetutu.com痨!"q用c．tp广pl¨C30地铁铝合金枕梁焊接变形控制基沌l瑚i皿gm叭毗◎皿ControlC3⑩@佃。◎fB◎Ⅱs簖文／青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司王永刚张旭王钊罗春龙摘要：由于设计装配要求，C30地铁枕梁焊后加工时需要同时控制最小板厚以及最大板厚，因此枕梁焊接变形的控制尤为重要。本文针对此结构，通过工装优化、反变形控制、焊接顺序调整等措施，生产出合格的产品。此种控制枕梁变形的方法，对后续类似结构的焊接具有指导意义。关键词：铝合金；枕梁；焊接变形：焊接顺序；反变形刖青材与板材焊

2、接而成(图1)。两根长型材材质为C30地铁是庞巴迪公司为瑞典斯德哥尔摩设EN573—3ENAW--6005A，中间盖板材质为EN573计的新一代地铁，青岛B公司为此项目供应车—3ENAW一5083Hll1，两根型材以及与中盖板之体，客户要求30年质保期且在质保期内无大修，间通过对接焊缝进行连接，枕梁主体完成后在因此对产品的质量要求非常严格。铝合金由于两侧焊接加强梁及牵引梁连接板。重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成为了满足转向架安装接口要求，枕梁焊接形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于完成后需要加_『整体平面、空气弹

3、簧安装孔以各种焊接结构产品中”。本文中介绍的c3o~E铁车及牵引座安装孑L等。南于转向架设计时已经规体也采用铝合金材料，枕梁为铝合金型材与板材定了部件与枕梁加工面连接时使用铆钉的长度，因此枕梁加T时需要控制加lT面板厚为17mm焊接而成。由于设计装配要求，枕梁焊接}Jl-1]时(N2)。根据设计结构，加工前枕梁理论高度控制最小板厚的同时，还需要控制最大板厚，而铝的线膨胀系数和结晶收缩率比钢大约一倍，为223mm，加T前型材以及中盖板的设计厚度为易产生较大的焊接变形和应力，因此通过合理20mm，要求加工后枕梁总高度尺寸220±

4、1nlnrl的T艺措施控制枕梁焊接变形非常重要。(图2)。【大l此为了达到此板厚要求，枕梁焊接1枕梁结构介绍枕梁型材枕梁为轨道车辆中连接转向架与车体的重枕梁中盖板要部件，通过在枕梁上安装的牵引座将转向架01粱连接板动力传递给4三体。枕梁与车体底架的连接方式通常有铆接及焊接两种方式，C30枕梁与车体底图I枕梁结构示意图架连接采用的是焊接方式，其本身为铝合金型作者简介：j永刚(1984一)、男，同际焊接程师，主要从事轨道车辆车体制造栩关的I竹现代焊接2015年第12期总第156期J一47学兔兔www.xuetutu.com虚甩广

5、fdllll／~,tpp!后平面度误差必须控制存3ram以内。用，角变形相对较小。从枕梁主焊缝分布可以看Ⅲ，下部的焊接2枕梁变形分析及控制填充量是上部的6倍多，因此如果不采取针对性2．1焊接变形趋势分析的预防措施，焊接后在枕梁纵向会产生较大的C30枕梁结构设计时为了减少焊接量，摒弃弯曲变形。由于两侧的加强梁以及牵引梁连接了最初的上下盖板式的枕梁结构，而是将上盖板均为局部焊接，对整体的枕梁变形影响较小，板取消，集成在型材上．这样枕梁纵向主焊缝因此对C30枕梁的焊接变形控制，主要是控制纵由4条减少为3条，而且此种结构有效地制约了

6、向的弯曲变形。焊接时横向的角变形。参考图2枕梁截面图，枕2_2调整焊接顺序控制焊接变形梁下部为两道20V的对接焊缝，I部为一道IOV根据焊接变形的规律，通常情况下，第一的对接焊缝，坡口角度均为70。，由于受结构道焊缝的焊接收缩变形量最大，因此优先选择约束，枕梁焊接时横向压应力和拉应力相互作焊接IOV焊缝的打底焊。之后依次焊接20V焊缝的打底焊、填充焊等，最后一道焊接IOV焊缝的盖面焊，目的是反向矫正枕梁的弯曲变形。详细的焊接顺序参考图3，此顺序已应用于试件生产中，有效地减小了枕梁的焊接变形。2．3通过夹具控制焊接变形焊接残余

7、变形对焊接结构的质量及其性能均有较大影响，它不但影响了结构的外形尺寸及其精度，增加了矫正工作量，而且会降低结图2枕粱加工尺寸要求构的承载能力，焊接反变形是一种减少及矫正焊接变形的常用方法。。通过C30枕梁变形趋势．／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／分析，在纵向产生较大的弯f#i变形，因此在枕x47'／9梁组装时，可以在纵向预置反方向的弯曲变形，／7-／~‘以抵消焊接收缩变形。通过试验件制作得出经验，当中部反变形为lOmm~(图4)，焊接后枕梁纵向弯曲较小。如图4所示，预置反变形时，在枕梁下部增加不图3

8、枕梁焊接顺序示意【划同高度的垫片，上部通过压紧器压紧。基于此，设计了专门的枕梁焊接旋转丁装(图5)，配合IGM焊接机械手进行自动焊接。2．4其它控制措施图4枕粱反变形示意网焊缝截面积是指熔合线范嗣内的金属面积焊缝面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大。在板厚及坡口尺寸相同时，焊接间隙越大