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

王睿刘明伟孙进发

中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266000

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。对这种问题进行控制需要一些仪器的使用，因为人的肉眼没有办法观测到问题的存在位置以及问题的大小，主要的问题有内部裂纹、气孔、夹渣等。其中，气孔的形成主要是由于在焊接车体时，在熔池中的液体总要有一部分留在熔池，从而在焊缝中形成残留；裂纹是由于在焊接过程中发生原子结合，从而导致新界面形成缝隙。

2.2铝合金动车车体焊接质量微观问题

在实际的焊接操作过程中，微观组织的正常运转需要良好的热循环，否则就会有过烧、偏析、过热等状况的出现[2]。但是，由于种种外部因素的影响，热循环会出现各种异常状况，从而导致出现微观问题。其中过热形成的原因是没有依据机械焊接结构的规范和标准进行焊接技术的应用，微观粒子在高温的作用下会出现粗大状况；过烧形成的原因是由于长时间在高温空气中停留，随着时间的推移，晶界出现熔化或者氧化情况；偏析形成的原因是由于循环受热，致使内部成分聚集在一方。

2.3铝合金动车车体焊接质量宏观问题

机械结构的宏观问题是指在不借助仪器的使用就能够发现的问题，其中主要有烧穿、焊瘤、咬边等。其中烧穿的形成是由于在实际焊接过程中出现较厚的熔深，致使焊缝的背面有熔化后的金属液流出，导致焊接结构问题的形成；焊瘤的形成是由于在实际焊接过程中加热不足，机械焊接受到良好的加热，致使焊缝根部有液态金属的流出，液态金属冷却之后就形成了焊瘤；咬边的形成是由于一些操作需要沿着机械焊缝，导致沟槽或凹陷在母线周围出现。

3铝合金动车车体焊接质量控制措施

3.1应用超声波控制技术以加强质量控制

超声波控制的原理是通过对机械振动声波在不同密度介质返回来的信号不同，在实际操作中要通过机械探头发送超声波，相应的超声波频率通常在20000Hz左右，然后再对反应回来的超声波数据进行充分分析，进行铝合金动车车体焊接中问题的明确。通过超声波控制方法可以有效、科学合理地分析铝合金动车车体焊接结构存在的问题，并且具备较强的可操作性以及较高的灵敏度，不需要耗费较多的时间，节约控制成本，现阶段在接卸焊接结构中被普遍应用，具有良好的控制效果[3]。

3.2应用渗透控制技术以加强质量控制

该方法需要将渗透液涂抹在铝合金动车车体焊接结构表面，然后才能开展相应的操作，需要铝合金动车车体具备良好的渗透性，可以在一定程度上保证合理使用和优化配置铝合金动车车体焊接结构。在实际焊接操作中，焊接结构表面会由于各种外界因素的影响，导致微型孔洞和微裂缝的出现，通过渗透液的应用，问题将会很好地显现出来，并且可以显现出问题形状。此外，通过控制结果的分析可以确定问题存在的位置，具备较高的准确性。不过，由于需要较多的人工以及耗费钱财较多不能得到普及应用，并且对于铝合金动车车体内部表面完好的情况不再适用。

3.3解决现存问题并分部进行质量控制

在进行焊接时，对焊接质量构成影响的主要有电极压力、焊接电流、焊接时间。在焊接动车车体的过程中要根据材质和材质厚度考虑焊接条件，第一步要先进行电极端面尺寸和形状的确定，然后进行焊接时间和电极压力的初步选定，再进行焊接电流的调节，通过调节电流观察焊接材质的状况，在确定熔核直径之后，再根据实际情况调节电极压力再度进行试点试验，直到焊点质量达到动车焊接的所有要求之后，记录相应的工艺参数以便以后工作需要。

4结束语

科学技术的进步推动了机械化的发展，在机械化的发展过程中离不开各种焊接技术的应用。焊接的方法和工艺在动车车体焊接中发挥着重要的作用，为了保证动车的稳定和安全，就要对铝合金动车车体焊接进行质量控制。此外，还要注意分析焊接出现问题的原因及危害并不断的探究相应的解决方法，以在不同的时间和环境下对动车的车体焊接进行严格的质量控制。

参考文献：

[1]张作仁，于龙.浅谈基于EN15085焊接体系下的新一代高速动车组铝合金车体焊接质量控制[J].工业，2017（1）：00037-00038.

[2]杨贤群，林礼筹，利建源，etal.CRH6型铝合金动车车体底架关键零部件焊接变形控制[J].金属加工（热加工），2016（16）：27-29.

[3]李晓峰，李晓峰，刘彩运，etal.动车组铝合金车体两种强度分析模型的一致性分析[J].大连交通大学学报，2016，37（2）：18-21.