铝合金地铁牵枕缓焊接变形控制及组焊工艺研究

作     者：田有刚 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张忠典

授予年度：2015年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：铝合金车体 牵枕缓 组焊工艺 焊接变形控制 

摘      要：地铁车辆底架的牵枕缓作为整个车体结构的核心部件,具有承载力大并承受动载荷的特点。牵枕缓是由铝合金厚板组成的焊接结构,通过下料、折弯、焊接等工序生产而成,其结构具有焊缝密集、焊道大而多及焊缝结构复杂的特点,由于结构特点导致牵枕缓的焊接变形很大且难于控制,这成为牵枕缓工艺上的核心控制点。本文首先通过对牵枕缓根据接头进行分类,根据EN 15614-2标准,进行了5项接头的焊接工艺评定。结果表明,6000系铝合金材料的焊接性完全满足工艺要求,可用于制作城轨铝合金车辆牵枕缓的结构材料。从结构设计入手,根据底架的装配要求,考虑装配公差及工艺合理性,制定了牵枕缓各组成部件及总成的技术要求,并制定了技术要求中各控制项点的检测位置图。通过实验发现,在自由状态下,焊接变形将导致牵枕缓各部件和总成的尺寸和形位公差绝大多数出现超标,不满足技术要求。通过分析牵枕缓焊接变形的产生原因,提出了预留工艺放量、制作专用工装和采用整体翻转组焊夹具结合变位机保证绝大多数焊缝能在水平位置组焊等措施来控制焊接变形。结果表明,枕梁机加平面度控制在0.3mm,整体对称度控制在3mm内,整体平面度控制在2.5mm内,车钩座垂直度控制在2mm内,各装配尺寸均符合后续接口要求,焊缝质量满足质量标准。通过15列车牵枕缓的装车验证,牵枕缓的制造工艺是稳定有效的,并以良好的产品质量赢得客户的认可,提升了公司铝合金焊接的知名度,产生了巨大的广告效应。