[发明专利]一种轨道车辆车体用长大铝型材焊接变形量防控方法

说明书

本发明涉及一种轨道车辆车体用长大铝型材焊接变形量防控方法，所述防控方法包括对铝型材的制备过程的防控和对铝型材焊接过程的防控；所述铝型材的制备过程依次包括熔炼、精炼、铸造、均质、挤压、拉直、锯切和时效，经过锯切的铝型材结构包括第一焊接铝型材和第二焊接铝型材，所述第一焊接铝型材一端的第一端面上垂直延伸出公爪，所述第二焊接铝型材一端的第二端面上垂直延伸出母爪，所述公爪卡接在母爪的内表面；所述公爪比母爪长0.4mm‑1mm。本发明的铝型材采用公爪长度略长于母爪长度，即插口外有间隙的形式，使型材拼接后插口外部留有0.4mm‑1mm的间隙，可有效阻碍焊接过程中热输入造成的型材收缩变形，释放残留的热应力。

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆车体用长大铝型材焊接变形量防控方法，，特别是针对弧面、平板状6N01长大铝型材在MIG自动焊接工艺拼焊过程中产生超出工艺尺寸要求的收缩及变形加以防控。

背景技术

目前，轨道车辆一般采用MIG自动焊接工艺对铝型材进行焊接，而轨道车辆对型材要求很高，MIG自动焊接工艺拼焊超大超宽的铝合金型材时，由于焊接热循环作用，容易使铝型材发生横向变形(包括角变形)和纵向收缩，影响产品的轮廓度和长度。现有技术中，一方面依靠工装夹具来限制焊接过程中的变形，该措施效果不理想；另一方面依靠焊后校正来使整体尺寸满足公差要求，但超大超宽铝合金型材拼焊后校正难度大，费时费力，严重影响生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提一种轨道车辆车体用长大铝型材焊接变形量防控方法，所述防控方法包括对铝型材的制备过程的防控和对铝型材焊接过程的防控；

所述铝型材的制备过程依次包括熔炼、精炼、铸造、均质、挤压、拉直、锯切和时效，经过锯切的铝型材结构包括第一焊接铝型材和第二焊接铝型材，所述第一焊接铝型材一端的第一端面上垂直延伸出公爪，所述第二焊接铝型材一端的第二端面上垂直延伸出母爪，所述公爪卡接在母爪的内表面，且所述公爪的前端与第二焊接铝型材形成的第二端面接触连接；所述公爪比母爪长0.4mm-1mm。

本发明的有益效果是：本发明的铝型材结构采用公爪长度略长于母爪长度，即插口外有间隙的形式，使型材拼接后插口外部留有0.4mm-1mm的间隙，该结构可有效阻碍焊接过程中热输入造成的型材收缩变形，释放残留的热应力；且公爪的尾端与第二焊接铝型材形成的端面接触连接，可有效限制两种型材在焊接热输入影响下发生的位移，从而避免了焊接变形。

进一步，所述公爪包括上公爪和下公爪，所述上公爪和下公爪相互平行设置在第一端面的上下两端；所述母爪包括上母爪和下母爪，所述上母爪和下母爪相互平行设置在第二端面的上下两端；所述上公爪卡接在上母爪的内表面，所述下公爪卡接在下母爪的内表面。

进一步，所述铝型材在挤压过程中采用480℃-500℃的模具温度、510℃-530℃的铝棒温度、3m/min-5m/min的挤压速度、175℃/min-200℃/min的冷却速率挤压铝型材。

采用上述进一步方案的有益效果是：铝型材在挤压淬火过程中，如果淬火速度过快，会导致大量的残余热应力，淬火速度过慢，会导致型材晶粒粗大；在微观尺度上，较小应力的最直接表现为晶格畸变，较大应力表现为位错缠结(高密度位错、位错胞、位错墙等)或微裂纹；由于位错可以通过晶界释放，因此，不同晶粒尺寸的材料对位错(应力)的容纳能力不一样，晶粒越大，位错越容易在晶内缠结，晶粒越细，位错越容易穿过晶粒消失在晶界；采用冷却速率175℃/min-200℃/min可有效防止材料在焊接的残余热应力作用下的形变程度。

进一步，所述时效过程为：将锯切成型的铝型材在165℃条件下保持8h。

进一步，所述焊接过程为：所述公爪和母爪之间压接形成焊接口，每隔六个焊接口在焊接铝型材上表面施加17对压紧机构，每两个17对压紧机构之间的焊接铝型材上表面施加4对压紧机构，每对压紧机构的压力均为0.7Mpa；对组装压紧后的铝型材焊接口先采用段焊，再采用MIG焊接。