高速列车铝合金车体焊接可靠性
铝合金动车车体焊接质量控制
铝合金动车车体焊接质量控制摘要：随着科学技术的不断进步，在各个行业中，焊接工艺越发显得重要了。
焊接的质量会直接影响到机械的质量和安全，尤其是在铝合金动车车体的焊接工作上更要做到完美，而能最大程度上保证焊接的质量就需要进行焊接的质量控制。
本文介绍了铝合金动车车体焊接时存在问题的原因及危害，并对这些问题进行分析和研究，并找出来一些解决问题的方法和焊接工艺，以此来保证铝合金动车车体焊接的质量控制。
关键词：铝合金动车；车体焊接；质量控制随着经济的发展，道路成为了经济发展的重要限制因素，人们日常的生活和工作也都离不开各种交通工具，而动车组这样的快捷通行就显得越来越重要。
为了保证动车组的质量，现如今采取了铝合金的动车车体设计，在动车强度上、抗疲劳性上都有很大的提升，但是在动车车体的焊接处还是需要重视起来，这关乎着整个动车的安全，因此对铝合金动车车体焊接质量控制就是必不可少的。
1 铝合金动车车体焊接问题的原因及危害现如今，在动车的设计和制造时，一直采用的是铝合金的材质，铝合金是由多种金属熔炼而成的混合体，它拥有着各种金属的属性，同时还发挥了各种各样的优点，且在车体的焊接上也比其他金属更易加固和焊接[1]。
当然，铝合金金属也有他自身的限制，铝合金和一般的合金相同，都拥有着较大的传导系数，这就导致在对铝合金动车车体进行焊接工作时，焊接产生的巨大热量都会快速的传导到动车车体的各个位置，很容易烧毁发动机、导线、计算机或者是一些精密的仪器。
除此之外，铝合金动车车体的焊接部分和其他没有进行焊接的部分颜色极其相似，很容易在焊接过程中发生不能区分的问题，从而导致多重焊接或者是在该焊接的部分没有正确的焊接完善，这也严重影响了铝合金动车车体的质量和安全。
下图为铝合金动车车体焊接的示意图。
2 铝合金动车车体焊接质量控制存在的问题2.1 铝合金动车车体焊接质量内部问题铝合金动车车体焊接质量问题的大部分问题就是内部问题，这种问题一般情况下都是出现在铝合金动车车体焊接的内部。
浅谈在CRH3、CRH5型动车车体制造中铝合金的应用
浅谈在CRH3、CRH5型动车车体制造中铝合金的应用发表时间：2020-08-11T09:51:49.210Z 来源：《科学与技术》2020年3月8期作者：齐文全吴桂兵[导读] 随着我国轨道客车的不断建设和发展，铁路的持续提速，内容摘要：随着我国轨道客车的不断建设和发展，铁路的持续提速，对车体结构轻量化有着很高的标准，对车体制造材料的要求不断提高。
铝合金材料耐腐蚀，强度高、塑性好，质量轻。
在车体制造上完全能满足以上的要求。
目前，在动车车体制造上，铝合金材料得到了广泛的应用。
下面我将分几个方面对铝合金在车体制造上的应用技术做以简单论证关键词：铝合金高速列车车体部件及总组成引言：铝合金材料在2001年开始在我国开始应用，长春客车厂建成了国内第一条铝合金车体自动化焊接生产线，并利用国产材料，开发制造了210km/h铝合金车体电动车组、270km/h高速试验列车，陆续逐步应用在城市轨道车辆上，先后生产广州地铁二号线，深圳地铁一号线，武汉轻轨等众城铁项目。
近年来，以铝合金为车体材料的350公里中国标准动车组以及京张智能高铁的研发和生产更是达到世界领先水平。
一、铝合金焊接特点1.铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。
阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。
2.铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。
铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。
在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，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、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。
3.铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。
铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。
铝合金焊接性能及焊接接头性能
铝合金焊接性能及焊接接头性能摘要：在高铁、地铁列车的制造中，铝合金材料是列车车体的主要材料之一，然而由于铝合金材料在焊接性能、焊接接头性能方面仍存在一定的不足，经常会出现气孔、裂纹等缺陷，因此高铁、地铁列车铝合金车体的焊接施工质量仍然很难保证。
本文对铝合金的焊接性能以及焊接接头性能进行了分析。
关键词：铝合金；焊接性能；焊接接头前言铝合金材料具有较强的化学活泼性及导热性，氧化膜密度则相对较低，这些特性使得铝合金在焊接过程中很容易出现问题，而要想对这些焊接问题进行有效处理，保证铝合金焊接质量，则需要明确铝合金焊接性能及其焊接接头性能，并在焊接过程中进行针对性地处理。
1铝合金焊接性能及焊接接头性能分析1.1高温强度低由于金属材料焊接通常都是在高温条件下进行，因此材料熔点对于焊接质量有着直接地影响，铝合金材料的熔点会因合金中纯铝含量不同而存在一定的差异，但通常都在600℃左右，这一熔点与铜等其他材料相对较高，但在进行高温焊接时，其强度与塑性却会迅速降低，这意味着焊接过程中铝合金材料很难支撑住液体金属，而焊缝也会因此而出现塌陷、烧穿等问题。
1.2膨胀系数高铝合金材料的膨胀系数普遍较高，大多都能达到铜、钢的两倍或以上，而收缩性最高则在75%左右，这意味着在焊接过程中，高温的影响很容易使铝材料因热胀冷缩而出现变形，并发生结晶裂纹、液化裂纹等现象。
另外，铝合金的导热性虽然比较高，但在高温影响下其内外部温度仍然会出现差异，温差的变化会使其内外部出现不同的膨胀，并产生较大的内应力，这同样是铝合金焊接容易出现热裂纹的主要原因。
同样，焊接完成后，随着焊接接头处温度的不断降低，如果收缩量较大且冷却速度较快，那么其收缩变速率就会随之提高，并使铝合金焊接接头处出现应力-应变状态，而这同样是焊接处产生裂纹的主要原因之一。
1.3氧化能力强铝材料的氧亲和力非常强，长期暴露在空气中很容易形成氧化铝薄膜，这种薄膜虽然厚度较低，且具有较高的密度与结实度，但熔点却高达2050℃，如果在未经处理的情况下直接进行焊接，铝材料就很难与其他金属材料有效结合起来，焊接接头出也会因氧化铝残渣的存在而出现气孔。
高速动车组用铝合金特种焊接技术
高速动车组用铝合金特种焊接技术摘要：铝合金是制造动车组车体的主要材料，其焊接主要以传统的熔化极惰性气体保护焊为主，随着技术的发展，搅拌摩擦焊、激光焊、激光-MIG复合焊等特种焊接技术也在轨道车辆铝合金车体生产制造过程中不断发展使用。
本文简要介绍特种焊接技术在高速动车组铝合金车体制造过程中的应用及展望。
关键词：动车组；铝合金；特种焊接；应用；发展1 前言随着轨道交通装备的不断发展，高速动车组已成为国内客运的主型轨道交通车辆。
近些年来高速动车轻量化生产制造是铁道运输发展的重要方向，经过大量的理论研究与试验证明，目前采用铝合金材料是实现车辆轻量化的最有效途径[1]，随着列车速度的不断提高，对列车减轻自重、提高接头强度及结构安全性的要求越来越高[2]。
目前高速动车组铝合金车体广泛使用中空大截面挤压铝型材结构，这种结构强度高且重量轻，具有其他材料不可比拟的优势。
高速动车组的车身采用全铝合金设计，其焊接以MIG焊为主，车身结构复杂，而铝合金焊接焊接过程中容易出现裂纹、气孔等焊接缺陷，焊接变形大，且工艺复杂，所以成为车辆制造中的工艺难点。
随着特种焊接技术的发展，搅拌摩擦焊、激光焊、激光-MIG复合焊接作为高能束流焊接方法以其优越的性能和特点在轨道交通行业得到广泛的应用。
2特种焊接技术在轨道交通车辆铝合金车体制造中的应用2.1 搅拌摩擦焊接技术搅拌摩擦焊（FSW）是英国焊接研究所（TWI）在1991年作为固相连接技术发明的一种焊接技术。
搅拌摩擦焊（FSW）属于摩擦焊，是一种固态焊接技术，在FSW过程中，高速旋转的搅拌头和工件摩擦产生的热量使被焊材料局部塑化，在旋转搅拌头的临近区域内，形成了一层充分的塑化金属层，当搅拌头沿着焊接界面移动时，塑化材料在搅拌头的转动摩擦力作用下由搅拌头的前部移向后部，搅拌头的前段不断形成热塑性金属并出现金属的挤压流动现象，进而填补搅拌头后部的空腔，并在搅拌头的挤压下形成致密的固相焊缝。
高速列车铝合金车体焊接质量控制
塑 Ｉ ｉＲ 堡 ｃ ｅ Ｔａ ｖ ｏｌ ｐ
２ 技术评审 ．
技 术评 审是指 焊接 监督 工程 师参加 技术评 审 ，审 地认识到工作试件在焊工技能考核 中的重要作用 ，还停 止在 只要资格考试合格就可以上 岗操作的理念上。
一
Hale Waihona Puke 查设计图样的产品结构焊接是否满足相应的焊接标准；
接头位置设计是否合理 ，接头焊接是否具有一定的可达
名焊 工通 过资 格考试 并取 得相 应的资 格证 书 ，
证 明该焊工的操作技能满足标准要求 ，但也经常存在这
性 ；所设计的焊接接头焊后是否易于进行检查和测试 ；
样的问题：一是焊工合格证有效期一般为两年，在两年
之 内从事 的工作通常是不 固定的 ，仅凭资格证书无法证 明焊工的技能水平是否稳定 ；二是如果从事标准资格考 试不能覆盖 的非标焊缝 ，就 无法证 明该焊工是否有能力 承担 此项工 作。Ｅ ５ ８标 准第４ Ｎ１０ ５ 部分的规 定使得上述 问题迎 刃而解 ，明确指 出焊工必须通过 与实际 工件 类似 的工作试件的技能水平考核 。 手工焊 的焊 工在 进入车 间正 式焊 接工件 之前 ，必 须按照 国际标准Ｉ Ｏ ５ １的要求接 受工作试 件考核 ， Ｓ １６ ３ 完成 所焊 部件需要 的所 有工作试 件 ，并根 据岗位调 整情 况及焊接 接头变更情况 （ 如焊接位置变更、坡 口形式 变 改等）随 时７做相应 的工作试件，工 作试 件合格后 方可 １ 、 进行 相应 的焊 接工作 ；采用 自动焊焊接 的工件 ，必须每
焊 接部 件供 应商 的评估 主要 分为两 大类 ：一类 是 整体外 购；另一类是带料委外加工 。焊接部件供应商的 焊接能 力直接关 系到产 品的焊接 质量和供货 周期 ，进而 影 响到整体 产品的质量 ，因此 ， 针对焊接部件供应商的 焊接体 系评估至关重要 。焊接部件供应商的评估主要是 从焊接技术文件 、焊接现场以及焊接专业人 员的业务能 力三方 面进行 。根 据评 估情况 判定焊 接部 件供应 商对 Ｅ ０５ Ｎ１ ８焊接体系的执行情况 ，同时也是衡量该供应商 ５
高速列车铝合金车体的焊缝检验
到灵敏度对比试块和工件的表面耦合问题，可另加２ｍｍ－４ｄＢ的耦合差，检测灵敏度调节到评定线灵敏度。
探头在法兰盘上、下表面垂直于焊缝进行锯齿型扫查。
２．４缺陷的确定当荧光屏出现反射波时，应根据焊缝的结构、荧光屏上反射波的深度位置和水平位置、探头的β值进行判断。
如反射体位于法兰盘的内、外２条焊缝中，则判为缺陷。
法兰盘与圆筒连接焊缝根部成形较好时，一般无反射波，当存在根部缺陷时，采用β＝４５°，６０°的探头在法兰盘的上、下表面均可以探测到，其波形特点与未焊透等根部缺陷的波形相似，且反射波的深度与法兰盘的厚度相对应。
３结论以上介绍了焊接法兰盘角焊缝的结构形式、超声波检测工艺的策划以及具体的检测工艺和缺陷的判定。
运用该检测工艺，使用折射角分别为４５°和６０°、前沿小于８ｍｍ的２只探头对法兰盘与圆筒连接的角焊缝进行超声波探伤，可大大提高缺陷的检出率和检测效率，降低了漏检率，同时解决了探头在圆筒表面耦合不良易产生漏检的问题，在实践中收到了较好的效果。
高速列车铝合金车体的焊缝检验刘志平，刘春宁，王立夫（中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司焊接中心，河北唐山０６３０３５）摘要：通过分析高速列车铝合金车体焊接过程中容易产生的缺陷，介绍了不同的焊接检验方法在ＣＲＨ３高速列车铝合金车体上的应用，指出了焊接检验对高速列车铝合金车体焊接质量提高、焊接工艺改进的重要性。
关键词：铝合金车体；焊缝；无损检测中图分类号：ＴＧ４５７．１４文献标识码：Ｂ文章编号：１００２－０２５Ｘ（２００８）０１－００４９－０４目前，在我国研制的时速２００ｋｍ／ｈ及３００ｋｍ／ｈ的高速列车，其车体普遍采用铝合金焊接结构，焊接质量的好坏至关重要。
诚然，迅速发展的现代焊接技术，在很大程度上已能保证产品质量，但由于焊接接头组织性能的不均匀性，焊接过程中难免会有缺陷产生。
为获得质量可靠的焊接结构，采用先进合理的焊接检验技术势在必行。
焊接技术在动车组铝合金车体焊接的应用及发展趋势
焊接技术在动车组铝合金车体焊接的应用及发展趋势摘要：铝合金是较为普遍的金属材料，与其它金属相比其具有多种特有的的物理特性和可加工性，最为突出的特点是铝合金虽然质量轻但强度却非常高，具有良好的可焊接性及可造性，这些特点十分符合动车组车辆的制造对金属材料特性的需求。
就近几年轨道动车发展的势头看，未来动车的发展趋势会越来越猛，同样对于材料的综合性能要求也会提高，所以研究铝合金车体焊接技术对于我国交通业的发展具有重要意义。
本文将对焊接技术在动车组铝合金车体焊接的应用及发展趋势进行浅谈，希望对有效提升铝合金焊接质量能够有帮助。
关键词：焊接技术；动车组铝合金车体；铝合金；应用；发展一、前言近年来，随着我国装备制造业的飞速发展，轨道车辆相关技术的质量也有所提升，在轨道车辆铝合金车体生产过程中涉及多项技术，其中焊接技术是关键技术，因为铝合金车体零部件及其它零件的生产都离不开焊接技术，由于轨道车辆的需求量越来越多，尤其是动车组，新的焊接技术将逐步被应用到铝合金车体的生产制造中，这可以缩短铝合金车体的生产周期。
为了确保该技术不被淘汰就必须借助科学技术的力量，对其进行不断的创新，因此研究铝合金焊接技术对于我国轨道车辆行业的发展具有重要的意义。
二、动车组铝合金车体焊接技术的应用（1）TIG 焊技术。
TIG 焊技术是动车组铝合金车体焊接技术中最基础焊接技术之一，其主要是通过使用钨电极，将非熔化极电极和焊件间的燃烧电弧作为热源，同时惰性气体会覆盖在电极和熔化金属周围，这样的焊接质量会有更坚实的效果。
该种焊接技术既可以即可以通过人力完成也可以通过机器完成，但就目前行业情况来看，动车组铝合金车体焊接领域所使用的焊接方式主要还是以人工焊接为主。
手工TIG焊接铝合金车体时，用纯氩气覆盖起来，由于钨极受高温极易熔化，会导致焊缝间会有钨的残留，钨极产生的热量和焊接的铝合金板厚度有关，越厚钨极产生的的热量就越多，钨极熔化的程度就越大，因此该种焊接技术在大多数情况下只是作为一种辅助焊接技术。
轨道车辆用铝合金焊接性能的国内外标准研究
轨道车辆用铝合金焊接性能的国内外标准研究（中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛 266111）摘要：轨道车辆运行安全很大程度上与车体的稳定性有关，而车体稳定性主要取决于各零部件间的焊接性能。
焊接材料、焊接工艺以及焊接方式的选择对焊接接头质量影响较大。
通过对比现行各主要焊接标准体系，发现在焊接材料、焊接工艺评定、焊接工艺规程、焊接检验、焊接修复等方面存在不同程度的差异，从而提出我国焊接标准完善方向。
关键词：轨道车辆焊接性能焊接标准1 前言随着轨道交通装备制造业的迅速发展，速度不断提高的轨道车辆在制造方面对材料及其焊接技术的要求亦越来越高。
相应地，对这些铝合金材料的焊接性能提出了更高的技术要求。
目前高速动车组、城际动车组车体使用的材料主要有5083等Al-Mg系和6A01、6005、6082等Al-Mg-Si系铝合金板材和型材。
轨道车辆焊接包括多种不同的焊接方法，其中主要的焊接方法为熔化极气体保护焊（MIG/MAG）、非熔化极气体保护焊（TIG）、电阻点焊及螺柱焊等。
近些年来，激光焊、等离子焊、搅拌摩擦焊等新型焊接工艺方法也在车体结构焊接中得到实际应用。
目前，对轨道车辆用各类焊接材料、焊前准备、焊接工艺评定、焊接生产、焊接质量检验及其焊后修复等，欧洲、日本等国已建立了完善的焊接技术标准体系，我国在轨道车辆焊接技术标准的研究与制定方面也已做了大量工作，但仍需进一步地加强技术标准的系统化和体系化建设。
为此，结合铝合金焊接标准的分布状况以及我国相关轨道车辆制造行业生产现状，铝合金焊接材料与辅助材料、焊接工艺评定、焊接工艺规程、焊接检验、焊接修复等几个方面对标准体系进行分析对比研究，促进我国轨道车辆焊接标准的进一步完善。
2 铝合金及其焊接缺陷2.1 铝合金分类铝合金材料按时效方式可分为时效硬化铝合金、非时效硬化铝合金、铸造铝合金三类。
时效硬化铝合金指的是含有镁、硅、锌或铜的铝合金通过退火、淬火和时效可以获得较高的抗拉强度的铝合金。
轨道车辆用铝合金焊接缺陷分析
轨道车辆用铝合金焊接缺陷分析发布时间：2021-01-21T07:53:34.167Z 来源：《中国科技人才》2021年第2期作者：孙茂东[导读] 全铝结构的铝合金轨道车辆已经广泛用于我国铁路车辆制造业和城市轨道交通装备制造业。
中车大连机车车辆有限公司辽宁大连 116000摘要：随着国内外轨道交通行业的发展，对轨道车辆也提出了越来越高的要求，轻量、高速已成为现代化轨道车辆的发展方向。
铝合金材料在工业上的应用极为广泛，轨道车辆，尤其近些年高速轨道车辆越来越多的使用铝合金。
车体铝合金焊接缺陷的控制十分关键，必须对铝合金焊接缺陷进行深入的分析，并采取有效的措施，对其缺陷进行有效的控制，提升铝合金焊接质量，从而推动铝合金焊接行业的发展。
关键词：铝合金车体；焊接缺陷；措施铝合金具有密度低、强度高、塑性好和优良的导电、导热性和抗蚀性等特点，逐渐成为工业上使用最多的结构材料，全铝结构的铝合金轨道车辆已经广泛用于我国铁路车辆制造业和城市轨道交通装备制造业。
高速、节能、安全、舒适、环保是交通运输业发展的大趋势。
轻量化是实现高速节能的首选条件，铝合金具有密度小、耐腐蚀性好、比强度高、加工性能好等特点，成为用途最广、用量最大的轻量化材料。
近年来．由于挤压技术的发展，各种高强度铝合金大断面型材和各种扁宽薄壁大断面大长度复杂的实心或蜂窝状空心铝合金型材的研制成功以及自动焊接技术的进步．铝合金在高速列车车体中应用越来越广泛。
为此，铝合金在高速列车及地铁城轨列车车体中的应用已成为当今世界各国研究的热点。
由于铝及铝合金独特的焊接特性，铝合金焊接过程中容易出现缺陷，因此，研究如何减少甚至避免铝合金焊接常见的缺陷具有重要的生产意义。
一、铝合金车体焊接材料与工艺1、铝合金的焊接性。
铝及铝合金的熔点低（纯铝6600℃），在空气中极易被氧化，生成氧化铝（A1203，）薄膜，熔点（20500℃）高，性能稳定，易受潮，不易去除，焊接时易产生气孔、氧化夹杂、未熔合等缺陷。
铝合金车体焊接缺陷及控制
铝合金车体焊接缺陷及控制作者：崔磊来源：《沿海企业与科技》2013年第02期[摘要] 铝合金密度低，强度大，大量应用于高速列车的车体制造。
但铝合金焊接时变形大，易产生气孔、裂纹等缺陷，因此需要采取相应的措施来有效地控制铝合金焊接缺陷，保证高速列车的制造质量。
[关键词] 铝合金；氧化膜；气孔；裂纹；变形[作者简介] 崔磊，南车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心助理设计师，山东青岛，266111[中图分类号] TG574 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2013）02-0020-0005目前铝合金作为大众化的金属材料被广泛地应用于各个行业，它具有密度低、强度高、挤压性及焊接性能良好、回收利用率高等多个优越特点，因此批量应用于铁道车辆制造业。
高速动车在速度提高的同时也要求车体具有更高的承载强度，因此，必须提高铝合金焊接质量，有效地控制缺陷的产生，达到设计要求。
一、铝合金的性能纯铝是银白色的轻金属，密度2.7g/cm3，约为钢的1/3（钢的密度为7.87 g/cm3），导电率较高，仅次于金、银、铜居第4位。
热导率比钢大2倍左右，熔点为658℃，加热溶化时无明显颜色变化，具有面心立方结构，无同素异构转变。
塑性和冷、热、压力加工性能好，但强度低（只有90 MPa左右）。
纯铝的化学活泼性强，与空气接触时，就会在其表面生成一层致密的氧化膜（主成分是Al2O3）薄膜，这层氧化膜可防止冷的硝酸及醋酸的腐蚀，但在碱类和含有氯离子的盐类溶液中被迅速破坏而引起强烈腐蚀。
纯铝中随着杂质的增加，其强度增加，而塑性、导电性和耐蚀性下降。
铝合金是在纯铝中加入合金元素如镁、锰、硅、铜、锌等后获得不同性能的金属材料。
二、铝合金的结构件应用目前应用于铁道车辆的铝合金主要有5000系列、6000系列、7000系列。
（一）Al- Mg合金-5000系由于Mg的增加直接影响其机械性能，能增加抗拉强度。
含有低Mg的合金主要利用于装饰材料、建筑材料。
铝合金厚板搅拌摩擦焊焊接工艺研究
铝合金厚板搅拌摩擦焊焊接工艺研究摘要：近年来我国高速铁路事业迅猛发展，并成功走向世界。
由于铝合金材料诸多优点，以及轨道交通车辆轻量化的设计需求，使得铝合金结构车体在城轨、地铁等城市轨道车辆上的应用逐步推广。
高速列车比较恶劣的环境，更高的速度，对于承载部件提出了更高的要求，焊接接头的抗疲劳性能很大程度上决定了高速列车车体运行的安全可靠性。
而车钩面板一类的厚板焊接，一直是铝合金焊接一个重要的技术难题，MIG手工焊或者MIG自动焊始终绕不过多层多道焊，焊接接头由于重复加热，导致接头性能不稳定。
关键词：铝合金厚板；搅拌由于搅拌摩擦焊(FSW)技术相比较于传统的熔化焊有较多的优势，已经在国内航天、军工等铝合金焊接领域得到了很好的应用，并取得了较好的效果。
而国内轨道车辆相关公司也开始逐步在城铁车辆的地板等薄板上进行了应用，厚板应用也在逐步验证使用。
搅拌摩擦焊的焊接工艺关键点是首先根据板材情况选用合适的搅拌头形状和搅拌针长度，其次通过调整焊接参数来避免S线、隧道等缺陷。
本文以高速列车常用材质6005A-T6的挤压型材车钩面板为研究对象，验证FSW焊接方式对厚板进行焊接，通过优化焊接工艺，可以完全避免类似“S”曲线的重大缺陷，获得更优的接头性能，为铝合金轨道列车关键部件生产提供参考。
1 试验材料及方法试验材料为18mm厚的6005A-T6的铝合金挤压型材，为Al-Mg-Si系合金。
型材长度为500mm。
焊丝为ER5087,规格为Φ1.2mm, 化学成分见表1。
搅拌摩擦焊所用搅拌头尺寸为17.8mm。
表1 铝合金型材及焊丝化学成分(质量分数,%)为常见车钩面板样式。
搅拌摩擦焊所用型材为无坡口形式，MIG焊接型材为单V型坡口形式，坡口角度为70°,钝边长度为2mm。
FSW焊接采用ESAB Gantry 4U搅拌摩擦焊接机器人进行焊接，MIG焊接采用IGM机器人配合Fronius焊接电源进行自动焊接。
(1)试验方法。
高速列车铝合金车体焊接技术其发展趋势论文
高速列车铝合金车体焊接技术及其发展趋势[摘要]：本文阐述了现代高速列车铝合金车体的焊接技术研究和应用现状，介绍了目前应用较多的焊接技术方法及其发展趋势。
[关键词]：高速列车铝合金车体焊接发展趋势中图分类号：u292.3+5 文献标识码：u 文章编号：1009-914x（2013）01- 0159-02随着轨道车辆速度的加快，车体轻量化变得越来越迫切。
不锈钢因其密封性较差且密度较高，一般适于制造准高速列车，而铝合金材料制造 200 km/h 以上的高速列车有着很大的优越性[1]。
铝合金密度小、耐蚀性好、比刚度高，可以大大降低列车的自重并提高其安全性。
在现代轨道车辆结构中大量采用高强度铝合金材料替代钢铁材料，铝合金车体约占世界份额95%[2，3]。
随着近几年中国高速列车技术的引进消化吸收和国内铝合金型材加工技术的日益成熟，国内的高速列车车体材料也都大量采用铝合金。
高速列车时速的进一步提高对列车车体材料及连接工艺尤其是焊接工艺提出了更高的要求。
一、高速列车铝合金车体焊接技术研究现状1.金属极惰性气体保护焊（mig焊）mig焊是目前世界上高速列车铝合金车体焊接应用最为广泛、经济、有效的焊接工艺。
在铁路车辆制造行业，传统mig焊接技术主要由自动或半自动mig焊、手工焊接技术构成。
为了适应高速列车的使用条件，近几年出现一些新的mig焊接技术[4]。
双丝脉冲mig 焊技术现在已成熟应用在高速列车车体的焊接中，如南车青岛四方机车车辆股份有限公司采用奥地利生产的rit330—s型双枪双臂龙门igm焊接机器人设备对铝合金车体侧墙进行焊接。
高速列车的车体侧墙、车顶所用的基本为6005a铝合金，端墙板所用的6082铝合金，国外铝合金车体常用的7020铝合金，国内外相关科研单位和轨道车辆生产制造厂家针对不同铝合金材料的双丝脉冲mig焊接技术都已展开相关研究[5，6]。
国外还发展了双头或多头双弧双丝共熔池焊接[4]。
mig焊容易产生裂纹、夹渣、气孔、未焊透等焊接缺陷，其热输入量高、变形大、飞溅等也无法避免；工作过程会产生大量烟尘、气体、弧光等造成工作环境恶劣，增加工人劳动强度。
铁道车辆用铝材的焊接特性
第6卷第2期
刘静安等: 铁道车辆用铝材的焊接特性
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的突出问题。对用4043合金焊丝M IG 焊接法 焊接6061、919及6061+ 919合金材料进行了比 较, 用160倍实体显微镜观察各种情况下气孔 平均数, 发现用该焊丝焊接919合金材料的气 孔倾向性最小 (22个) , 6061合金较大 (52个) , 6061 + 919合金最大 (63个)。如以不同焊丝焊 接6061合金材料, 用相当于2. 5mm ×3. 2mm 视场的显微镜观察表明, 4043合金焊丝的气孔 倾向性 (119个) 比5183合金焊丝的气孔倾向性 (160个) 小。 2. 2 铝合金中空型材的焊缝工作性能 2. 2. 1 6061合金中空型材焊接接头性能的不
氩气流 焊矩 量 Q L 高矩 m in- 1 H mm
指标 125 21
10
70
14
15
表3 不同母材焊接接头的强度与塑性的比较
母材 (焊丝)
6063 (5183)
6061 (5183)
919 (5183)
状态
人工 时效
焊后5 d
自然 时效 32 d
人工 时效
焊态
自然时 人工
效90 d
时效
焊态
(2) 西南铝加工厂125M N 卧式挤压机上 生产的宽度为340mm、厚度为3. 5mm、高度 为38mm 的6 0 6 1 七 孔 空 心 跑 道 板 型 材, 切 成 2 000mm 试件。
(3) 西南铝加工厂125M N 卧式挤压机上 生产的宽度为300m m 、厚度为3m m 、高度为25 mm 的6063六孔冷冻型材, 切成2 000mm 的试 件。
919
6061 + 919 6061+ 6061 919+
A6N01S-T5铝合金接头疲劳性能
A6N01S-T5铝合金接头疲劳性能周成候;夏宁;吴金津;李东风;曹兴华;张明月;陈辉【摘要】A6N01 S-T5铝合金在现代化高速列车中应用广泛,制造铝合金高速列车车体时,焊接是最主要的连接方式,据统计,铝合金结构件中90％的断裂是由承受重复性动载的焊接接头的疲劳破坏引起的,研究了A6N01S-T5铝合金焊接接头疲劳性能,结果显示,同种焊接接头带余高试件比平滑接头的疲劳强度低,机加工的方式和精度很大程度上影响试件的疲劳性能.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2015(045)009【总页数】4页(P171-174)【关键词】A6N01 S-T5铝合金;疲劳性能;S-N曲线;焊接接头【作者】周成候;夏宁;吴金津;李东风;曹兴华;张明月;陈辉【作者单位】南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;西南交通大学材料科学与工程学院,四川成都610031;西南交通大学材料科学与工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TG457.14铝合金比强度和比刚度高，易于成形，其焊接结构广泛应用于航空、航天、交通运输等工业，成为各类交通工具轻量化、现代化的有效途径[1]。
6N01铝合金以其优越的使用性能广泛应用于高速列车车体中，而焊接是高速列车车体连接的最主要方式。
据统计疲劳破坏是铝合金结构件焊接接头失效的主要方式，而构件的疲劳失效往往是突发的、灾难性的，是引发安全事故的重要原因[2-5]。
因此研究车体铝合金焊接接头的疲劳性能，在研究的基础上提出建议改善接头疲劳性能可以显著提高其使用寿命和安全可靠性，对高速铁路事业的发展具有十分重要的现实意义。
A6N01S-T5铝合金母材材料成分如表1所示。
采用QSN750火花直读光谱仪检测母材材料成分；使用MTS-8100疲劳试验机进行疲劳性能测试；采用JSM-6490LV型扫描电子显微镜（SEM）观察断口形貌，采用Genesis 2000 XMS能谱分析仪（EDS）进行能谱分析。
动车组头车铝合金车体焊接质量控制
动车组头车铝合金车体焊接质量控制摘要：高速动车组车体采用铝合金空心型材焊接而成，原有高速动车组车体铝合金型材均从日本进口，价格昂贵，为了促进高速动车组的国产化，现在全部采用国产铝合金型材。
中国高速动车组的运营时速达到300km/h，高速运行中的车体，承受重大的受气流压力，要求铝合金型材的焊缝具有较好的质量，以保证车辆的安全运行。
关键词：动车组；铝合金车体；焊接难点；工艺措施；动车组头车铝合金车体结构，通过对头车车体生产过程中出现的焊接难点问题进行分析，提出了切实可行的解决动车组头车铝合金车体焊接问题的方法和工艺措施，保证了动车组头车铝合金车体的焊接质量。
一、焊接缺陷产生的原因和危害铝合金型材以其比强大、密度小等优势在高速动车组的车身制造方面得到较为广泛的应用。
除车头的司机室为流线型的铝结构外，CRH2型动车组中间车的车体主要使用端墙、车顶、侧墙和底架几个部分焊接而成，因此铝合金焊接技术理所当然的成为了CRH2型动车组车身制造的核心。
因为较大的传导系数，在焊接铝合金的过程中热量很容易向四周传开。
此外，由于焊缝熔池的颜色与母材表面颜色相近，致使在焊接过程中难以区分，大大增加了焊接的难度。
焊接后，在焊缝内部容易产生以下缺陷：未焊透、气孔、夹杂以及未熔合等；而在焊缝表面则容易产生裂纹、咬边、气孔、焊瘤等缺陷。
上述缺陷可以和焊缝具有不同的质量等效。
焊接缺陷会导致应力向局部集中，特别是在焊根或焊趾的高应力区出现缺陷时，这些疲劳危险部位的应力将进一步集中，从而根焊接接头的疲劳强度造成严重的影响。
通常，焊趾是焊接件的疲劳裂缝最初形成的地方，进而导致穿透件壁厚的扩展，致使焊接件的最终失效。
二、焊接结构寿命的预测方法一直以来，预测铁路车辆产品焊接结构疲劳寿命的方法，普遍采用的是：基于产品有限元分析，采用传统名义应力法，但是，受到实际负载复杂性和结构多样性的影响，与焊接接头对应的数据通常难以找到。
另一方面，在进行有限元分析的过程中，区域内名义应力值在很大程度上受到焊接部位网格大小和网格划分方式的影响，这就在一定程度上导致采用名义应力法计算出的疲劳分析数据存在较大误差，结果可信度大大降低。
轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术_1
轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术发布时间：2021-05-28T09:19:55.569Z 来源：《电力设备》2021年第2期作者：李伟符济华杨柯刘骋昊[导读] 降低或避免后工序的调校对焊缝性能的影响，提高产品的质量和生产效率。
（太原科技大学山西省 030024）摘要：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。
关键词：铝合金；新型焊接技术；轨道交通车体引言铝合金导热系数大（是碳钢的5倍），焊接热输入相对大，且热膨胀系数是碳钢的2倍，焊接后变形相对较大。
铝合金地铁车辆端部采用承载结构，自身存在非常多的焊缝，且为大厚板焊缝，焊接变形非常大。
根据车辆端部结构特点采取合理的焊接控制工艺，可有效减少焊接变形，降低或避免后工序的调校对焊缝性能的影响，提高产品的质量和生产效率。
1焊接材料焊材的质量对铝合金焊接质量至关重要。
目前，轨道交通铝合金焊接材料多为进口产品，特别是在高速度等级的动车组上，焊丝全部采用进口。
国内轨道交通行业应用的主要铝合金焊丝进口品牌有SAFRA、ESAB、MTL、MIG等品牌近年来，随着国产化焊丝制造技术的提高，国产铝合金焊丝也表现出良好的力学性能和使用性能，并在地铁车辆上开始成功应用。
国内轨道交通车辆制造企业为促进国家焊接材料制造的发展，同时降低生产成本及进口供货风险，正在大力推进国产化铝焊丝的工程化应用。
焊丝的选择可依据ISO17671-4—2002标准进行，焊丝的成分及交货条件按ISO18273—2015标准执行。
目前，常用的铝焊丝为ER-5087、ER5356，这两种焊丝适用系、6系、7系铝合金焊接。
浅谈高速动车组铝合金车体焊接工艺控制
浅谈高速动车组铝合金车体焊接工艺控制作者：董振宝来源：《科技探索》2014年第04期中图分类号：TG457 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2014）04-0102-02摘要：铝合金材料具有良好的物理特性和力学性能，其焊接接头的力学性能、抗裂性及抗应力腐蚀性能，适用于制造轻轨车辆，在轨道车辆部件中的有着广泛的应用。
本文简要介绍高速动车组铝合金车体焊接工艺，总结出了一些解决现场问题的方法和思路，以更好的应用于指导生产、提高质量和效率。
关键词：铝合金车体焊接工艺控制一、前言高强铝合金具有很高的室温强度及良好的高温和超低温性能，广泛应用于航空、航天及铁路运载工具的结构材料，如：高速动车组铝合金车体等。
高速动车组铝合金车体代表着当今世界先进的铝合金焊接技术，从产品设计、工艺规划到生产制造，各环节都是高标准、严要求。
因车体结构复杂、尺寸长，焊缝种类多，对操作者技能要求高，这给生产者带来了新的挑战。
借鉴铝合金焊接生产的实际经验，通过在各种型号车体生产中逐步摸索、不断突破各个瓶颈难点，总结出一些新的经验方法，阐明了铝合金车体生产的工艺控制措施，逐步提高了生产质量和效率，满足了公司发展的需要。
二、铝合金焊接的特点1）铝及其合金导热性好、热容量和线胀系数大、熔点低、高温强度低，焊接困难；2）焊接时无颜色变化，难以确定焊接的坡口是否熔化，易焊穿、有裂纹，焊接操作难；3）Mg、Zn、Mn易蒸发，影响接头性能。
4）焊接热源必须集中，以保证熔合良好；5）要采用垫板和夹具，以保证装配质量，防止变形；6）焊接之前严格清理焊丝和母材表面的氧化膜；7）铝合金车体具有重量轻、节省能耗等优点，但是由于其尺寸大，焊缝长而且多，密集程度高，焊接变形较大，所以优良的焊接工艺决定了车体的整体质量。
三、铝合金车体焊接工艺现结合我公司铝合金车体焊接工艺的经验，对铝合金MIG焊接方法的基本要求讲解如下：1、焊接方法及原理目前公司铝合金车体除端墙采用电阻点焊、少数薄壁小件采用脉冲TIG外，其余工序全部采用脉冲MIG焊接方法，脉冲MIG焊是目前铝合金焊接技术应用最广泛、发展最成熟的方法。
高速列车用中强可焊Al_Zn_Mg合金材料
收稿日期：2010－09－26基金项目：国家高技术研究发展计划项目（2008AA030701）第一作者简介：金龙兵（1978－），男，辽宁沈阳人，工程师。
高速列车用中强可焊Al-Zn-Mg 合金材料金龙兵1，赵刚2，冯正海1，路丽英1（1．东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨150060；2．东北大学，辽宁沈阳110006）摘要：中强可焊Al-Zn-Mg 合金具有适中的强度、优良的焊接性能和良好的挤压工艺性能，是高速列车的主要材料之一。
随着现代工业的快速发展，用户对该类合金材料的强度、韧性和抗应力腐蚀性能提出了更高的要求。
本文简要介绍了国内外中强可焊Al-Zn-Mg 合金的发展状况。
论述了与进一步改善该类合金材料综合性能相关的技术内容，诸如优化合金成分，包括调整主合金元素含量、控制杂质含量和添加微量元素；研究热处理工艺，包括铸锭均匀化处理、加工材的固溶处理和时效处理工艺等技术内容。
关键词：高速列车；Al-Zn-Mg 铝合金；强度；焊接性能；抗应力腐蚀性能中图分类号：TG146．21文献标识码：A文章编号：1007－7235（2010）12－0047－05Weld-able moderate strength Al-Zn-Mg alloy used for high speed trainJIN Long-bing 1，ZHAO gang 2，FENG Zheng-hai 1，LU Li-ying 1（1．Northeast Light Alloy Co．，Ltd．，Harbin 150060China ；2．Northeastern University ，Shenyang 110006China ）Abstract ：The Al-Zn-Mg alloy possesses moderate strength ，excellent weld ability and fineextrusion property．It is one of the main materials used for high speed train．Along with thehigh speed industry development the customers set a still higher demand on the strength ，toughness and stress-corrosion resistance．The development situation of the weld-able moder-ate Al-Zn-Mg alloy both domestic and abroad has been introduced briefly．The technologiesfor improving the synthetic properties of the alloy ，such as optimizing the alloy components ，adjusting chemical contents ，reducing inclusions and adding trace elements have been dis-cussed．The thermal treatment technologies ，for instance the billet homogenization ，solid-heat treatment and aging process of the extrusions have been investigated．Key words ：high-speed train ；Al-Zn-Mg alloy ；strength ；stress-corrosion resistance随着铁路运输业的发展，对铁道车辆提出了越来越高的要求，轻质、高速已成为现代化铁道车辆的重要指标。
高速列车铝合金激光焊接技术研究
高速列车铝合金激光焊接技术研究邮编：014046省市：内蒙古包头市摘要：本文主要研究高速列车制造所需要的材料及焊接方法。
通过研究分析，铝合金材料质轻、密度小、耐腐蚀性能强、可延展性好、硬度高的特性相比不锈钢材料和复合形材料更加具备有高速列车所需条件；由于铝合金化学成分占比中铝元素占绝大部分，铝元素又比较活跃使铝合金表面产生一层致密的氧化膜，在焊接过程中容易产生化学反应，影响焊接质量。
因此，选用铝合金激光技术制造高速列车，使其降低燃油消耗，速度更快、更便捷、更安全为人们服务。
关键词：高速列车；铝合金；激光焊一、引言近年来，随着高速列车的快速地发展，为了减轻高速列车自身的重量从而其满足轻量化需求，当前高速列车车体外壳大多数都是采用铝合金材料来进行制造对其车体进行焊接。
焊接是一种以加热、高温或高压的方式方法对金属材料进行加工连接，是一种重要的材料连接工艺，是高速列车制造过程中必不少的环节。
目前，从国内外铝合金焊接状况来看，铝合金，主要采用的焊接方法是氩气保护熔化焊(MIG)。
但是，由于MIG焊的热输量不够,存在诸多问题如：焊接缺陷和应力集中、焊接变形和残余应力较大、焊接接头软化等。
所以20世纪70年代末英国著名工程师，瓦特恩(Wsteen)提出一项比传统熔焊焊接速度快、线热输入低、焊缝深宽比大、焊接变形小、焊接精度高、自动化程度高可以提高生产的效率和焊接质量的技术，这就是激光复合焊技术。
国内最早的高速列车生产制造时使用的6061系列铝合金主要使用在车架枕梁、端面梁、门槛、地板等车体结构件上，随着高速列车的服役年限的增加，近年来铝合金车体零部件的失效现象经常性发生，而现有技术难以满足实际工程制造时的应用需要。
因此，在研究高速列车铝合金焊接接头腐蚀疲劳开裂和应力腐蚀开裂，并对腐蚀损伤后的剩余寿命进行评估预算具有非常重要意义。
二、高速列车材料的选择（一）高速列车材料的种类1.不锈钢材料不锈钢材料：不锈钢的强度范围非常高，耐空气腐蚀、氯化物大气腐蚀、蒸汽腐蚀、水以及化学性酸、碱盐、等是一种弱腐蚀介质，装饰性好。