城轨车辆铝合金车体焊接工艺
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺随着城市化进程的加速，地铁作为城市公共交通工具的重要组成部分，扮演着连接城市各个角落的重要角色。
而地铁车辆的制造与维护则显得尤为重要。
在地铁车辆的制造中，铝合金车体的铆接工艺是其中的重要部分之一。
本文将对地铁车辆铝合金车体的铆接工艺进行介绍。
一、铝合金车体的特点铝合金车体由于其重量轻、耐腐蚀性高、表面处理方便等优点，成为地铁车辆制造的首选材料之一。
它不仅可以有效地提高车辆的装载能力，同时还可以降低车辆的整体重量。
铝合金材料还具有很好的可塑性，便于制造各种形状的车体结构。
但是铝合金车体在制造和装配过程中，需要进行大量的铆接工艺，以确保车体的整体稳定性和安全性。
1. 防腐蚀处理铝合金车体在使用过程中极易受到氧化腐蚀的影响，因此在铆接之前，需要对铝合金材料进行防腐蚀处理。
一般来说，先将铝合金表面进行清洗和除漆处理，然后进行化学氧化处理，最后再进行喷漆处理。
这样可以有效地提高铝合金材料的抗腐蚀能力，延长其使用寿命。
2. 铆接工艺铆接是在连接两个或多个金属构件时，采用钉状铆钉或铆钉组的一种连接方式。
在铝合金车体的制造中，铆接工艺是不可或缺的一部分。
在进行铆接工艺时，需要注意以下几点：（1）钣金准备：在进行铆接之前，需要对车体的钣金部件进行准备工作。
包括清洗、打磨和调整钣金部件的形状和尺寸，确保其平整度和尺寸精确度。
（2）铆接工具选择：在进行铆接工艺时，需要选择适合的铆接工具。
通常使用的铆接工具包括气动铆接枪、液压铆接枪和手动铆接枪等。
根据具体的铆接要求和工件形状，选择合适的铆接工具进行铆接。
（3）铆接技术要求：在进行铆接工艺时，需要掌握一定的铆接技术。
包括铆接点的选择、铆接过程的控制和铆接质量的检查等。
特别是在进行车体的角部和弧形结构的铆接时，需要更加注意铆接的技术要求。
（4）质量控制：在进行铆接工艺时，需要对铆接质量进行严格的控制。
包括铆接点的平整度、铆接强度和铆接密封性等方面的检测和控制，确保铆接质量符合要求。
轨道车辆铝合金车体焊接工艺研究
轨道车辆铝合金车体焊接工艺研究摘要：轨道车辆车体采用铝合金进行焊接制造，在车体制造技术条件中要求极为严格，铝合金熔点低、导热系数及热膨胀系数较大，在焊接过程中需要进行大电流快速焊接的特点，加大了难度；通过在车体生产制造过程中不断探索、改进，逐步提高铝合金车体制造技术；减少焊接中出现的缺陷，从而提高焊接质量和工作效率。
关键词：轨道车辆；铝合金车体；焊接工艺；一般情况下，轨道车辆铝合金车体大部件采用挤压铝型材料焊接而成，由于焊缝都是规则的、纵向的、平直的，所以能够自动焊接。
不过铝合金的导热性较大，高出钢材的四倍，膨胀系数也刚出钢材的一倍，所以铝合金车体焊接时，有很大的变形，且这种变形不好控制。
一、轨道车辆铝合金车体焊接工艺研究1.工艺要求。
一是焊接方法的选择。
铝合金的焊接方法有很多种，铝合金车体焊共采用了熔化极惰性气体的保护焊（MIG）、钨极惰性气体的保护焊（TIG）和电阻点焊三种焊接方法。
二是焊接速度的选择。
在焊接时候，对于厚板的焊缝，为了能够保证焊接的质量在焊接的过程中使焊缝充分的融合，并且使焊缝内的气体充分的溢出，在进行焊接的过程中一般采用较慢的焊接速度和较大的电流进行焊接，对于薄板焊缝，为了避免焊缝过热，在焊接的过程中一般采用较快的焊接速度和较小的焊接电流，从而保证焊接的质量。
2.铝合金车体焊接工艺。
根据铝合金焊接技术的经验总结及铝合金车体焊接变形规律，对车体总组装焊接制定了焊接工艺流程：车体预组→焊前尺寸调整→焊前清理→自动焊接→焊后打磨。
通过上述的焊接工艺流程可以看出，要控制铝合金车体焊接质量及整体几何尺寸满足技术要求，减小车体的焊后调修量；必须加强过程控制，通过在预组及焊前尺寸调整过程中对铝合金车体几何尺寸进行预变形控制，减小车体焊接变形，提高焊接质量。
一是车体焊接几何尺寸控制。
铝合金车体焊接过程中，由于焊缝的中心线与结构截面的中性轴（通过重心的轴）不重合或不对称，导致了车体焊接完成后侧墙发生弯曲变形。
地铁铝合金车体焊接工艺
地铁铝合金车体焊接工艺从生产环境、焊前准备、规范参数等方面介绍了上海明珠二线地铁铝合金车体焊接的工艺特点,指出了铝合金车体焊接要注意的一些问题。
上海明珠二号线地铁车体在焊接作业过程中出现了一些焊接质量方面的问题,在研究和解决这些问题的过程中,发现了铝合金车体焊接作业的一些特点。
针对这些特点采取了相应的改进措施。
1 铝合金车体焊接概述上海明珠二线地铁车体全部采用铝合金材料,实现了地铁车辆强度和轻量化的结合。
车体焊接采用的主要焊接工艺为手工MIG焊和自动MIG焊,其母材、焊丝、保护气体、焊接设备见表1。
母材和焊丝的主要化学成分见表2。
表1 铝合金车体MIG焊焊接材料表2 母材和焊丝的主要化学成分%不同牌号母材及其化学成分焊丝化学成分2 生产储存环境和辅助材料使用的要求2. 1 生产储存温度湿度的要求铝合金的生产和储存环境必须防尘、防水、干燥。
环境温度通常控制在5 ℃以上, 湿度控制在70 %以下。
应尽量保证焊接环境的湿度不能太高,湿度过高会使焊缝中气孔的产生几率明显增加,从而影响焊接质量。
空气的剧烈流动会引起气体保护不充分,从而产生焊接气孔,可设置挡风板以避免室内穿堂风的影响。
2. 2 焊丝及送气软管的使用要求对焊材的使用应该注意:铝焊丝要与钢焊材分开储存,使用期不超过1a 。
焊接完成后,要在焊机中取出焊丝进行密封处理,防止污染。
不同材质的送气软管抵抗湿气进入的能力不同,尤其在送气压力高时,送气软管的影响更明显。
送气软管最好使用特富龙软管(Teflon) 。
2. 3 工装的选用铝合金焊接最好选用点接触形式的工装,以减小工装与工件的接触面积。
如果工装对工件是面接触,就会很快带走工件的热量,加速了熔池的凝固,不利于焊缝气孔的排除。
工装液压系统的压力最好控制在9～9. 5 MPa 。
压力过小达不到预设反变形的目的,但是压力过大,又会使铝合金结构的拘束度增大。
由于铝合金的线胀系数大,高温塑性差,焊接时易产生较大的热应力,可能会使铝合金结构产生裂纹。
轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术
1 序言为了减少能源消耗和提高运行速度，轻量化车体一直以来都是轨道交通车辆技术研发的方向，为此选用合适的材料对车体轻量化至关重要。
铝合金材料因密度小、强度适中、易成形等优点而成为新型轨道交通车辆车体用材料的首选。
轨道交通车辆车体制造有焊接、铆接、螺栓联接等多种工艺，但应用最广泛的还是焊接工艺。
焊接作为轨道车辆车体制造过程的特殊工序，对车体产品的质量、生产效率及制造成本影响巨大。
2 轨道交通车体用铝合金及焊接材料2.1 铝合金材料轨道交通车体目前常用的材料有碳素钢、不锈钢和铝合金三种，无论是从使用量，还是从应用产品的范围来看，使用最广的还是铝合金材料。
轨道交通车体用到的铝合金以型材为主、板材为辅，少量部件使用了锻件。
目前，轨道交通车体主要应用的铝合金为5系、6系和7系，按照ISO 15608—2017材料组别分别为22组、23.1组及23.2组。
相对而言，铝型材使用最多的是6系铝合金，且多为6005A和6082铝合金。
板材使用较多的为5083和6082铝合金。
铝合金优良的挤压性能为铝型材的大量使用打下了良好的基础，国内成熟稳定的挤压制造能力又助推了铝型材的应用[1]。
大型中空铝型材的使用，简化了车体的制造工艺。
国内外轨道车辆用铝合金材料及应用标准见表1。
由于铝合金焊接后接头强度会降低，而强度又是结构件最重要的性能指标，因而在铝合金材料标准中对母材焊接后最低强度进行了特别的规定。
欧洲标准EN 13981-1—2003及 EN 13981-2—2016对轨道交通铝合金材料对接接头采用熔化焊工艺焊接后的强度性能最低值规定见表2。
轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术吴志明，李金龙，彭章祝中车株洲电力机车有限公司 湖南株洲 412001摘要：介绍轨道交通车体用铝合金、铝合金焊接材料及其性能要求。
针对铝合金传统的MIG焊、TIG焊，以及新型的双丝MIG焊、搅拌摩擦焊、手持式激光焊和激光复合焊等焊接方法、设备及工艺特点，论述了各种焊接方法的优缺点、难点及应用的关键技术。
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺随着城市化进程的加快，地铁交通已成为人们出行的重要方式，因此地铁车辆的安全性和舒适度愈加重要。
地铁车辆的车体是其主要部件之一，也是保障乘客出行安全和舒适的关键节点。
而车体制造中最重要的工艺之一就是铆接工艺。
铆接工艺可以保证车体的整体性能和形状的保持，并可大大提高车体的强度和结构稳定性。
本文将从地铁车辆铝合金车体的铆接工艺方面进行探讨。
一、铆接工艺的定义和特点铆接是航空航天、汽车、工程机械等制造行业中常用的一种连接技术。
它是在钻孔的孔口处插入铆钉，利用一定的工具将铆钉的脑头和轴心挤压使其与被连接件有效地连接起来。
铆接工艺以其连接强度高、接头轻巧、不易脱落、不受振动和冲击的影响等优点，在地铁车辆车体制造中被广泛应用。
铆接工艺的一般步骤是：(1) 钻孔并清洗钻孔残留物；(2) 用铆机安装铆钉；(3) 切断铆钉轴杆；(4) 用工具将铆钉的头部挤压，形成接头。
由于铆接工艺能够在车体制造中使结构成型更符合设计规范，从而提升地铁车辆的舒适性和安全性。
地铁车辆铝合金车体的制造采用铆接工艺是由于其可以实现自动化和高效化的生产，同时保证制造质量和成本控制。
铆接工艺在地铁车辆铝合金车体制造中的应用有以下特点：(1) 车体铆接件的加工应经过多道工艺，并达到国际标准要求；(2) 铆接件采用铝合金锻压件，其密度达到2.7g/cm^3，强度高、韧性好、重量轻、易加工、防火等特点；(3) 铆接前进行适当的铣削、打磨、清洁处理，并采取严格的工艺控制，确保车体外观和结构的相对一致性；(4) 在铆接工艺中，应采用铆钉头平均分布和轮流铆接的方法，这样可以避免车体整体变形，保证车体的结构稳定性；(5) 铆钉的长度应合理选择，以保证铆接的牢固性和美观度。
三、铆接工艺应注意的问题在车体铆接过程中，需要注意以下问题：(1) 铆接前要提前对车体进行检查，确保能够顺利进行铆接工艺；(2) 铆接过程中需保证车体定位稳定，避免铆钉位置的偏移；(3) 铆接机器的精度和质量需要符合国际标准的要求，确保铆接质量；(4) 在铆接前需对铆钉进行清洁处理，保证铆接点的清洁度和牢固度；四、结论地铁车辆铝合金车体的铆接工艺是制造车体的重要工序，其具有铆接强度高、接头轻巧、不易脱落、不受振动和冲击的影响等优点。
铝合金车体氩弧焊焊接工艺
铝合金车体氩弧焊焊接工艺0 前言铝合金车体具有重量轻、耐腐蚀、外观平整度好和易于制造复杂美观曲面车体的优点,因而受到世界各城市交通公司和铁道运输部门的欢迎,在世界范围内,生产制造铝合金车体是铁路运输事业和城市轨道车辆发展的必然趋势。
1 铝合金的焊接特点铝合金材料具有活性强、热导率和比热容大（均约为碳素钢和低合金钢的两倍多）、线膨胀系数大、收缩率高等特点，决定了铝合金焊接有其自身的特点。
1）极易氧化。
铝与氧的亲和力极大，常温下极易氧化，在母材表面生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、组织致密、非常稳定。
焊接时该氧化膜阻碍母材的熔化和熔合，易出现未焊透、未融合缺陷；氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣缺欠；表面氧化膜（特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜）可吸附大量的水分而成为焊缝气孔形成的重要原因。
2）热导率和比热容大，导热快尽管铝合金的熔点远比钢低，但是在焊接过程中，大量的热量被迅速传导到基体金属内部，消耗于熔化金属熔池外，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著。
为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的热源，有时也可采用预热等工艺措施。
3）线膨胀系数大，收缩率高铝合金的线膨胀系数约为钢的两倍，凝固时体积收缩率达6.5%--6.6%，焊接时焊件的变形和应力较大，熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。
生产中可采用调整焊丝成分、选择合理的工艺参数和焊接顺序、适宜的焊接工装等措施防止热裂纹的产生。
4）氢的溶解度存在突变铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。
在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。
氢是铝合金焊接时产生气孔的主要原因。
弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。
因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。
5) 光、热的反射能力较强铝合金对光、热的放射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断较难。
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺随着城市轨道交通的不断发展和高速增长，地铁的运营规模也在不断地扩大。
目前，地铁车辆主要采用铝合金车体，由于其良好的轻量化和强度特性，能够有效地降低车辆重量和能耗，提高车辆的运行效率和经济效益。
而车体的铆接工艺则是影响车辆质量和安全的关键因素之一。
本文将就地铁车辆铝合金车体的铆接工艺进行介绍和分析。
一、铆接的定义铆接是指用铆钉连接两个或多个工件的机械连接方法。
铆接的作用是使多个薄板在一起形成一体，增加了连接的牢固性。
铆接方法主要分为冷铆和热铆两种。
铝合金车体一般采用冷铆的方法进行连接。
二、车体铆接的作用车体铆接是车辆制造的一项重要工艺。
车体经过大型剪板机裁切后，需要对其进行数百个工件的铆接加工，将各种异形工件进行拼装，然后再进行涂装和装配，制成整辆车体。
车体铆接作为连接车体构件的方式，对车体的安全性、运行性能和经济性等方面具有重要影响。
1.提高车体的牢固性铆接能够将多个薄板连接在一起形成一体，大大增强车体的整体强度和结构稳定性，防止车体在运行过程中出现松动和变形的现象。
铆接的密度也可以影响车体的牢固性，铆接越密集，车体的牢固性就会越高。
因此，在车体铆接时，要注意铆接的位置、数量和间距等要素，提高铆接的质量和密度。
2.提高车体的气密性和密封性铆接也能够起到防止车体进风、漏水和防尘等作用，保证车体的气密性和密封性。
地铁车辆需要适应各种复杂环境，如经过长期的运行，车体表面容易受到氧化、腐蚀和磨损等现象，这时车体铆接就显得尤为重要，它能够有效地维护车体的外观和防护。
3.提高车体的轻量化铝合金车体的轻量化设计，是目前地铁车辆制造的一个普遍趋势。
车体的减重，可以减小车辆的能耗和制造成本，提高车辆的经济效益。
铆接的设计，能够防止车体在运行过程中出现松动和变形现象，减轻车体的重量，并使车身保持平整、精密和紧密。
因此，车体铆接设计要合理，减小多余结构的设计，将板材的厚度控制在最大限度内，这样可以实现车体的轻量化设计。
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺随着城市的发展和人口的增加，地铁交通成为城市出行的重要方式。
地铁车辆作为城市轨道交通的重要组成部分，其制造工艺和材料选择对于车辆的性能和安全性起着至关重要的作用。
铝合金车体作为地铁车辆的重要材料，其铆接工艺对于车体的稳定性和可靠性至关重要。
本文将就地铁车辆铝合金车体的铆接工艺进行探讨和介绍。
一、铝合金车体在地铁车辆中的应用地铁车辆的车体材料一般选用铝合金，因为铝合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，能够满足地铁车辆的性能要求。
相比于传统的钢材，铝合金车体可以降低车辆的整体重量，减轻运输工作，提高了车辆的性能和节能效果。
铝合金车体的造型设计也更为灵活多变，能够满足不同城市环境和客户需求的定制要求。
二、铆接工艺在铝合金车体中的重要性铆接工艺是将铝合金板材通过铆接方式连接在一起，形成车体的承重结构。
铆接是常用的车体连接工艺，其具有连接牢固、寿命长、抗腐蚀、抗震等特点。
在地铁车辆中，铆接工艺对于车体的稳定性和可靠性至关重要，直接关系到车辆的安全和运行。
三、铆接工艺的步骤1. 钻孔：首先是对铝合金板材进行钻孔，形成连接孔。
2. 钻孔整形：对钻孔进行整形处理，使得连接孔边缘光滑，有利于铆接过程中的连接紧密。
3. 铆接：将需要连接的铝合金板材放置在一起，通过铆接枪将铆钉插入连接孔中，并通过铆接枪的压力和冲击力将铆钉与板材紧密连接在一起。
4. 铆接成型：最后对铆接好的部件进行成型处理，确保铆接部位的平整和紧密。
四、铆接工艺中的关键问题1. 材料选择：在铆接工艺中，铝合金板材的选择非常重要。
需要选择具有良好强度和韧性的铝合金板材，以确保铆接后的连接牢固和稳定。
2. 铆接点布局：铆接点的布局需要合理，不能过于密集或者过于稀疏，以保证连接的均匀性和牢固性。
3. 钻孔和整形：钻孔和整形的工艺需要严格控制，确保连接孔的形状和尺寸符合要求。
4. 铆接质量检测：铆接后需要进行质量检测，检查连接部位的牢固性和密封性。
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺随着城市化进程的不断加快，地铁成为越来越多城市的交通主力。
地铁车辆作为地铁运营的重要组成部分，其结构设计和制造工艺对地铁运营的安全和效率有着至关重要的影响。
而地铁车辆的车体结构往往采用铝合金材料，其铆接工艺在保证车体结构强度和密封性的也具有一定的难度和技术要求。
本文将介绍地铁车辆铝合金车体的铆接工艺，包括铆接工艺的原理、材料选用、工艺流程和质量控制等方面。
一、铆接工艺的原理铆接是一种常用的焊接方法，其原理是通过机械装置将铆钉推入已预先打孔的工件中，形成与其外形一致的固定端，然后把铆钉的另一端切断或锤敲成盘形，产生拉伸变形，使工件紧密连接。
铆接的原理是利用铆钉形成的固定端和盘形头部之间的挤压力，将被连接的工件牢固地连接在一起。
铆接在车体结构中的应用是为了保证车体的整体强度和密封性，以抵御车体在运营过程中受到的振动和外部环境的侵蚀。
二、材料选用铝合金是地铁车辆车体结构的常用材料，其具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点，非常适合用于制造车体结构。
在进行铆接工艺时，需要选择高强度、抗腐蚀的铆接材料。
通常情况下，铆接材料选用与铝合金相似的高强度铝合金，以确保铆接连接的坚固性和稳定性。
在选择铆钉时，需要考虑其直径、长度和材质等参数，以满足工件的连接需求。
三、工艺流程铆接工艺流程一般包括铆前准备、铆接操作和铆后处理三个主要步骤。
铆前准备主要包括工件清洁、打孔加工和铆钉安装等工序。
首先需要保证工件表面干净无污染，然后进行精确的打孔加工，确定好铆接位置和孔径大小。
接着将铆钉安装到预先打好的孔中，以备开始铆接操作。
铆接操作包括将铆钉放置到工件表面，使用铆接枪或压铆机进行铆接，保证铆接连接牢固。
铆接完成后，还需要进行铆后处理，主要是对延长铆接部位的寿命和提高外观质量有一定的影响。
铆后处理包括清洁、涂漆和外观检查等工序，以确保铆接连接的质量和美观。
四、质量控制在地铁车辆铝合金车体的铆接工艺中，质量控制是至关重要的环节。
上海明珠二号线地铁铝合金车体焊接工艺
上海明珠二号线地铁铝合金车体焊接工艺1 铝合金车体焊接概述上海明珠二线地铁车体全部采用铝合金材料,实现了地铁车辆强度和轻量化的结合。
车体焊接采用的主要焊接工艺为手工MIG焊和自动MIG焊,其母材、焊丝、保护气体、焊接设备见表1。
母材和焊丝的主要化学成分见表2。
表1 铝合金车体MIG焊焊接材料表2 母材和焊丝的主要化学成分%不同牌号母材及其化学成分焊丝化学成分2 生产储存环境和辅助材料使用的要求2. 1 生产储存温度湿度的要求铝合金的生产和储存环境必须防尘、防水、干燥。
环境温度通常控制在5 ℃以上, 湿度控制在70 %以下。
应尽量保证焊接环境的湿度不能太高,湿度过高会使焊缝中气孔的产生几率明显增加,从而影响焊接质量。
空气的剧烈流动会引起气体保护不充分,从而产生焊接气孔,可设置挡风板以避免室内穿堂风的影响。
2. 2 焊丝及送气软管的使用要求对焊材的使用应该注意:铝焊丝要与钢焊材分开储存,使用期不超过1a 。
焊接完成后,要在焊机中取出焊丝进行密封处理,防止污染。
不同材质的送气软管抵抗湿气进入的能力不同,尤其在送气压力高时,送气软管的影响更明显。
送气软管最好使用特富龙软管(Teflon) 。
2. 3 工装的选用铝合金焊接最好选用点接触形式的工装,以减小工装与工件的接触面积。
如果工装对工件是面接触,就会很快带走工件的热量,加速了熔池的凝固,不利于焊缝气孔的排除。
工装液压系统的压力最好控制在9～9. 5 MPa 。
压力过小达不到预设反变形的目的,但是压力过大,又会使铝合金结构的拘束度增大。
由于铝合金的线胀系数大,高温塑性差,焊接时易产生较大的热应力,可能会使铝合金结构产生裂纹。
3 焊丝及保护气体的选用3. 1 焊丝的选用对于6005A、6082、5083 母材来说,选择的焊丝牌号为5087/ AlMg4. 5MnZr ,5087 焊丝不仅抗裂性能好,抗气孔性能优越,而且强度性能也很好。
对于焊丝规格的选择,优先选择大直径规格的焊丝。
轨道车辆铝合金车体焊接工艺探究
Ｓ ＦＥ ５ ５ ， 于 Ａ— ％Ｍｇ 丝 ， 格 为 １２ １６ Ａ Ｒ ３６ 属 １５ 焊 规 ．、 ．
两种 。 这种焊丝 中添加了微量元素镉和钛 ， 不仅有利 于使焊缝金属 的晶粒细化 ，而且可 以有效 改善力学 的性能 ， 具有较好 的耐腐蚀性和力学性能。Ａ ３６ ５ ５ 焊 丝在母材为 ５０ ００系、００系、００系均可使用 。其 ６０ ７０ 中进 口 Ｅ ５ ５ 焊丝直径为 １ ｒ ， Ｒ ３６ ． ｍ化学成分为 ： ２ ａ
小车体 的焊后调修量 ； 必须加强过程控制 ， 通过在预 组及焊前尺寸调整过程 中对铝合金车体几何尺寸进 行预变形控制 ， 减小车体焊接变形 ， 提高焊接质量。 ２１ 车体 焊 接几 何 尺寸控 制 ． 铝合金车体焊接过程 中，由于焊缝的中心线与 结构截面的中性轴 （ 通过重心 的轴 ）不重合或不对 称， 导致了车体焊接完成后侧墙发生弯曲变形 。 这种 变形在车体 焊接 中主要表现在车体焊接后侧墙直线 度、 宽度 、 高度及对角线发生 变化 ， 不能满足技术要 求； 通过实践从焊接顺序 、 预变形控制等方面制定 了 相应 的工 艺 措施 ， 主要措 施如 下 ： （） １ 在车体焊接顺序方面 ，为尽量减小焊接不对 称引起的变形 ， 制定在焊接时 ， 焊接方向一致从一端向 另一端焊接 ； 焊接时要对称焊接 ， 一二位侧同时焊接。 （） ２ 在预变形控制方面主要是在焊接前通过专 用工艺装备及测量设备测量出车体侧墙直 线度 、 车 体宽度 、 高度及断面对 角线 ， 根据记录数据分析 ， 通 过手拉葫芦 、 工艺顶杆等工具对车体进行预制变形。 （ ）现从车体长度方 向上均匀 的选取 ５ ３ 个测量 点 ，下表为车体 ５ 个测量点尺寸在各个工艺流程中 变化情况。
３ 铝合金材料焊接易产 生的缺陷及 防止对策
轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术
轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术摘要：轻量化车体应用时能够有效优化能源消耗并提高车辆运行速度，因而备受人们青睐。
铝合金材料强度适中、密度较小，同时加工时成形简单，因而能够有效满足轨道交通车体的生产过程。
轨道交通车体生产时，铝合金材料的焊接技术主要包含铆接、焊接等工艺，但其中焊接工艺应用最为管饭，因而其技术应用效果对车体的生产质量、效益影响最鲜明。
关键词：轨道交通；铝合金材料；焊接技术引言：轨道交通车体生产过程中铝合金材料应用较为广泛，文章介绍了轨道交通车体用铝合金、焊接材料以及相应性能要求，并介绍常见的MIG焊、TIG焊、双丝MGI焊等焊接方法。
在此基础上评论各种焊接方法优势劣势，进一步给出轨道交通铝合金焊接工艺标准，以期为有关从业人员提供参考。
1、轨道交通车体用铝合金轨道交通车体生产过程中，常见的材料主要包含不锈钢、碳素钢以及铝合金，其中铝合金材料适用范围更加广泛、应用范围也更广，其具体应用时，车体以铝合金型材为主，少量部位应用锻件。
同时，轨道交通车体生产中应用的铝合金主要含5系、6系、7系，其中，型材中6系铝合金如6005A和6082铝合金应用较为广泛，而板材当中5083、6082铝合金应用更加广泛。
由于铝合金具有良好的挤压性能，能够充分满足型材的生产需求，因而得到广泛应用。
铝合金车体生产过程中，经过焊接后的接头强度会出现显著降低，如果强度低于一定程度则会导致其后续应用效果不佳，因而母材焊接后最低强度也须加以限制。
2、轨道交通车体铝合金焊接2.1焊接材料焊接工艺运行时，焊接质量也会直接决定焊接质量，目前常用轨道交通铝合金焊接材料主要为进口产品，一些高速动车组生产时使用的焊丝全部为进口产品，主要应用的品牌为MIG、MTL、SAFRA和ESAB等。
而近些年来国产焊丝制造工艺得到进一步发展，其性能也得到了了质的提升，逐渐得到进一步应用。
应用国产焊丝不仅能够降低生产风险、避免进口风险，同时也能够促进国家焊接材料生产相关行业的进一步发展。
轨道交通车辆用铝合金焊接工艺的开发
轨道交通车辆用铝合金焊接工艺的开发摘要地铁是当前国内最为常见的轨道交通工具。
轨道交通工具大大提高了交通的运输效率。
重视轨道交通事业的发展是非常必要的。
本文对轨道交通车辆用铝合金电焊技术做了简单介绍，提出了铝合金点焊工艺在轨道交通车辆生产中的应用策略。
关键词轨道交通；铝合金；焊接工艺随着国内经济发展，轨道交通在社会经济生活中扮演着极重要的角色。
地铁是轨道交通的重要组成部分。
随着经济发展，重视轨道交通技术革新是非常重要的。
轨道交通车辆用铝合金电焊技术是当前较为先进的生产工艺技术。
该技术具有不易变形，而且环保并且操作方便。
重视该技术的应用研究是非常必要的。
1 轨道交通车辆用铝合金焊接技术简介轨道交通主要包括地铁、轻轨、有轨电车和磁悬浮列车等等。
轨道交通是现代社会交通的重要组成部分。
地铁又被称为“重轨”，属于电气化铁路系统。
例如：上海地铁1号、2号线。
地铁具有运输量大的特点，因此备受现代化城市青睐。
轻轨也是一种电气化铁路系统，但机车重量和载客量都较小。
有轨电车的运量最小。
磁悬浮列车的最大的特点是速度快。
轨道交通是现代社会必不可少的交通方式。
国内各大城市也积极开展地铁交通的建设。
北京、天津、香港、上海、广州、深圳等城市都已经建立了完善的地铁交通线，许多城市也正紧锣密鼓的建设地铁。
轨道交通具有舒适、快捷、便利的特点，因此是现代社会重要的交通工具。
铝合金电焊技术在轨道交通车辆建设方面有重要意义。
现对相关技术做简单的介绍。
1.1 铝合金焊接技术的产生铝合金具有重量轻、高强度、耐锈蚀、热稳定、易成形、易再生性等一系优点。
因此铝合金是比较优良的建筑材料。
国内轨道交通在不断发展的同时也在不断追求速度的提升。
为了适应轨道交通发展的需要，铝合金是轨道交通车辆的最佳原材料。
在轨道交通车辆的制造和修理过程中都需要面临铝合金的焊接工作。
为了更好的做好轨道交通车辆用的铝合金焊接工作质量和效率，由此产生了相关的技术应用研究。
铝合金焊接技术在国外已经发展有一段的历史了，焊接技术发展的也较为成熟。
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺随着城市快速发展，地铁交通作为城市交通的重要组成部分，得到了广泛的应用。
地铁车辆的制造是地铁交通系统中关键的环节之一，而地铁车辆的车体结构又是其中的重要组成部分。
铝合金车体的使用已经成为地铁车辆制造的主流，其轻量化、耐腐蚀等优点使得铝合金成为地铁车体制造的不二选择。
而铆接作为铝合金车体的主要连接方式，其工艺水平和质量直接影响着地铁车辆的安全性和可靠性。
一、铝合金车体的制造二、铆接工艺概述三、铆接工艺的具体操作1. 材料准备铆接工艺首先需要准备好各种所需的材料和设备。
包括铆钉、板材等连接件，以及铆接枪、冷却液等工作设备。
同时还需要对铆接工艺的工艺要求和操作规范进行培训，以确保铆接工艺的质量。
2. 预处理在进行铆接之前，需要对连接件和被连接件进行预处理。
主要包括对铝合金板材进行打孔，确保每个连接位置都有足够的预留空间和预留孔洞，以确保铆接的质量。
同时还需要对连接部位进行清洁处理，以去除表面的污垢和氧化物，以确保铆接的牢固性。
3. 铆接操作铆接操作的关键在于对板材的力度和温度的控制。
在进行铆接时，需要根据连接件和被连接件的材料厚度和硬度进行选择合适的铆接钉和铆接枪。
还需要控制铆接枪的使用时间和力度，确保在连接件和被连接件之间形成合适的拉力。
而对于板材的温度控制也是一个重中之重。
高温会导致铝合金材料软化，影响其力学性能；而低温则容易导致铆接时的开裂和气泡，影响铆接质量。
在铆接过程中需要对板材的温度进行监控和控制，以确保最终的铆接质量。
4. 质检铆接完成后，需要对铆接的质量进行检测。
主要包括对铆接拉力的测试和对铆接部位的外观检查。
通过对拉力的测试可以检测铆接的牢固性和可靠性，而外观检查则可以检测铆接过程中是否出现了气泡、裂纹等质量问题。
只有通过了质检，铆接工艺才能算是顺利完成。
四、铆接工艺存在的问题及改进方案在实际的铆接工艺中，可能会遇到一些问题，主要包括以下几个方面：1. 铆接拉力不足铆接拉力不足将影响车体的整体稳定性和使用寿命。
城轨地铁所用6082铝合金的焊接工艺
4 2
1
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 弯曲角度/（°）
图 2 弯曲试验曲线
2．3 拉伸试验 在 WDW3300 微型电子试验机上进行力学性能试
验， 按 ISO 4136 进行拉伸试验。 试验包 括 2 个 拉 伸 试样， 试样均断裂在热影响区， 拉伸试验曲线如图 3 所示。
表 1 母材及焊丝的化学成分 （质量分数） （％）
牌号 Si Fe Cu Mn Mg
Cr Zn Ti 其他 其余
6082－T6 0．7～1．3 0．50 0．10 0．4～1．0 0．6～1．2 0．25 0．20 0．10 0．20 Al
ER5087 0．25 0．40 0．05 0．7～1．1 4．6～5．2 0．05～0．25 0．25 0．15 0．20 Al
32
·工 艺 与 新 技 术·
跑偏情况， 可以及时调整电弧电压和焊枪指向， 保证 焊接质量。 具体焊接工艺参数见表 3。
表 3 焊接工艺参数
焊层 打底 盖面
焊丝牌号及规格 /mm
5087， 准1．2
8057， 准1．2
弧长修正率 （％）
5
12
功率 （％）
73
75
焊接速度 v/（m·min－1）
90
·工 艺 与 新 技 术·
33
工艺可行性良好， 所使用的焊丝ER5087 具有良好的 焊缝成形和电弧稳定性。
从图 5 可以看出， 6082 铝 合 金 的 焊 接 接 头 焊 缝 区分为典型的铸态组织， 焊缝金属中心部位晶粒较细 小， 呈等轴树枝晶分布， 该组织具有良好的强度和韧 性， 使焊接接头具有很好的力学性能。 从图 6 可以看 出， 热影响区呈明显的柱状树枝晶组织分布， 在熔合 线处柱状晶生长很粗大， 说明铝合金焊接过程中， 由 于铝的热导率很大， 热量很快就传导开， 使得热影响 区晶粒生长过程中产生很大的过冷度， 导致树枝晶组 织的出现， 过冷度越大， 树枝晶生长越粗大， 从熔合 线向母材方向生长。 该组织硬度高而韧性较差， 使得 焊接接头力学性能较差， 是焊接接头最薄弱的区域。 这也是拉伸试验中， 试样焊接接头的断裂部位主要发 生在焊缝热影响区的主要原因。 从图 7 可以看出， 母 材区为再结晶组织， 晶粒非常细小， 晶界分布多而均 匀， 该组织强度高韧性较好， 表明 6082 铝合金具有 很好的力学性能。 在焊缝区和热影响区均没有发现焊 接热裂纹， 可证明该焊接工艺可行性良好， 所用焊丝 ER5087 焊接性良好。
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浅析城轨车辆铝合金车体焊接工艺
摘要：城轨车辆的车体是由铝合金材质焊接而成，本文对城轨车辆铝合金车体的焊接工艺、工装进行分析，探讨了铝合金车体焊接工艺的发展趋势。
关键词：城轨车辆；焊接；铝合金；分析
为了保证城轨车辆的高速行驶，城轨车辆采用的是轻量化的设计，车身采用铝合金的结构，降低整辆车的重量，减少了对轮轨的冲击。
但是铝合金的膨胀系数是钢的2倍，凝固的时候体积收缩也很大，因此，在焊接的过程中很容易变形。
特别是对于薄壁型的铝合金材质，不光焊接变形量大，而且在焊接的时候还会产生气孔、裂纹等现象，因此要提高铝合金的焊接工艺水平，尽量减少焊接过程中出现的问题，提高车体焊接的质量，就需要用专用的工装来保证车体焊接成型后的尺寸，为制造出高质量的城轨车辆奠定基础。
1 城轨车辆铝合金车体焊接的特点
1.1 焊接方法和速度的选择
铝合金的焊接方法有多种，包括惰性气体的保护焊（mig）、钨极惰性气体的保护焊（tig）两种焊接方法。
在焊接的时候，对于较厚夹板的焊接，为了能够保证焊接的质量要使焊缝从分均匀地融合，而且使焊缝中的气体顺畅溢出，采用较慢的环节速度和较大的电流配合焊接；对于较薄板的焊接，为了避免焊缝太热，在焊接的过程中要采用较快的焊接速度和较小的电流配合，从而确保焊接的质量，尽量避免气孔的形成[1]。
1.2 气孔的形成
铝合金表面氧化膜有很强的吸水性，当环境湿度很大时，吸收了很多水的氧化膜在电弧的作用下水分解出氢，而氢气在熔池中没有时间排除就形成了气孔[2]。
2 铝合金车体的焊接工艺
2.1 铝合金车体的焊接工艺流程
车体预组、焊接前尺寸的调整、焊接前的清理、自动焊接、焊接后的打磨。
组装过程中所有零部件的误差及变形全部汇集在一起，通过车体组焊来消化，如果要控制铝合金车体的焊接质量就要在焊接前定好尺寸，通过焊接前的尺寸调整对铝合金车体的变形进行预先估测，做好合理工艺放量。
加强焊接过程的控制，通过组焊工装及辅助撑拉杆减小车体在焊接时的变形程度，提高焊接质量[3]。
2.2 车体焊接时的尺寸控制
由于焊缝的中心线和结构截面的中心不对称或者不完全重合，导致车体在焊接完成后的容易发生弯曲变形。
这种变形主要表现在：侧面的直线度、高度、宽度和对角线会发生变化，出现车体扭曲。
2.3 工装的使用
车体焊接之前需要对其进行装配调整，为使焊接之后达到预想尺寸，就需要使用工装将焊接变形的影响减小到合理的公差范围内。
车体组焊工装包括车底拉紧工装，通过支撑工装预留的挠度实现车体挠度的控制；侧墙支撑工装，主要用于控制车体宽度；车体内部各个撑杆，主要用于控制车体内部各尺寸，如对角线、内高尺寸等，
使车体不出现扭曲。
合理调整和使用各个部分的工装能将焊接变形的影响减小到最小。
2.4 焊后检测
车体焊接后不可避免的会产生焊接缺陷，如融合不良、弧坑裂纹、焊接引弧成形不好、焊瘤、熔深不够、夹渣等。
进行焊缝检测，主要方法有目测（vt）、射线检测（rt）和渗透检测（pt），如不合格需要返修，剖开缺陷区域，继续施焊、检测直至焊缝合格为止。
3 铝合金车体的焊接工艺现状和发展趋势
3.1 铝合金材料制作的车体很轻、耐腐蚀，外观较平整，也环保，具有其他的金属材料无可比拟的优势，车体主要由底架、顶盖、侧墙、司机室、端墙五部分构成，材质主要使用的是6082、5083型的材质，焊接方法采用的是自动或者半自动的mig焊接方法。
现阶段，城轨车辆铝合金车体很多零部件如地板、侧墙等等都采用的是自动焊，单丝自动焊的焊接速度一般很快，可以达到820mm/min，双丝自动焊接的最高速度也可以达到1830mm/min，使用者的经验和部件对质量和焊接的效率都会产生一定的影响。
铝合金车体在焊接的过程中受到环境温度和空气湿度的影响很大，因为铝合金的热导率高，若是温度很低的情况下，会导致焊接的熔透性不好；焊接环境温度太高时，haz过热，强度下降的幅度较大[4]。
除此以外，铝合金表面氧化膜具有很强的吸水性，导致水分在焊接的过程中分解产生了氢气孔。
所以，在铝合金车体焊接的时候，环境的温度和空气湿度一定要达到焊接的工艺要求，空气相对湿度不大于60%，环
境温度保持在16-31度。
最后，如何解决在铝合金的焊接过程中产生的烟尘对车间工作人员健康的危害，有效地治理氮氧化物、铝粉尘等等，也是铝合金焊接不容忽视的问题。
3.2 发展趋势
搅拌摩擦焊，是一种纯热力锻造的连接方法，利用搅拌针、轴肩和工作台面的摩擦热量使接回面的金属塑料软化，热软化的金属在搅拌头和肩部的共同作用下向后转移，从而填充了锻造的焊缝（图1）。
在高速振动的焊丝把动能传递给焊接的热熔池的时候，对热熔池内的液态金属进行适量的搅动，改善熔池的冶炼效果，把熔池内的气体完全排出。
和传统的弧焊相比较，搅拌摩擦焊在焊接薄板的速度的时候比较快，对于厚板结构的，搅拌摩擦的焊接速度和mig 差不多，但是mig的焊接层数很厚，一次性成功的概率很小，综合的焊接速度还是较慢。
搅拌摩擦焊焊接接头的强度较高，如（图2）所示，抗拉强度完全超过mig焊接接头，而且产生的缺陷性很小，不需要焊丝和附带的保护气体以及不需要开坡口，降低了生成的成本，此外，在车间现场作业时不受车间温度和空气湿度的影响，保证了生产的进度。
因为搅拌摩擦的焊接热量输入程度小，焊接产生变形的可能性小于mig，在焊接后进行修整的工作量几乎没有，在很大程度上降低了操作者的劳动量，在焊接的过程中没有出现金属液体飞溅、烟尘等不良现象，使工作人员免受了不良气体的危害[5]。
目前我国一些城轨车辆企业对焊接工艺在铝合金车体上进行了
基础研究，并且取得了一定的成果，但是还存在着一些不足，焊接工艺规范流程、补焊、检测的质量评价方法、行业的系统标准都没有形成，需要专业技术人员的深入研究，建立起一套规范的行业制度和准则。
4 结束语
随着科学技术的发展，焊接技术也向着高效、节能、优质发展；焊接工装也发展的越来越成熟，在模块化、柔性化、人性化等都在高速发展；工艺流程也在变得数字化、智能化，随着新的焊接材料和结构的不断出现，更新改进现有的工艺方法，提高焊接过程的机械化、自动化水平。
而采用新技术，进一步提高焊接的质量，保证城轨车辆的生产质量，节能降耗，降低员工劳动强度、保证员工身心健康等方面都有着显著提升。
参考文献
[1]王俊玖.铝复合板材料的铝合金车体制造工艺分析[j].城轨车辆轨道交通研究，2010（5）.
[2]刘文斌.高速铁路客车铝合金车体制造工艺[j].铁道标准设计，2011（8）.
[3]唐许生.广州地铁三号线车辆门角焊接裂纹的防止[j].电力机车与城轨车辆，2009（3）.
[4]熊建武，周进.变形铝合金在轨道车辆中的应用[j].城轨车辆技术开发，2010（11）.
[5]李永军，孙秉和.高速动车铝合金体结构优化策略[j].计算机
力学学报，2010（5）.。