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

任欢 王可欢  李 暖  支盛林

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266111

摘要：随着社会经济的快速发展，城市轨道交通得到了迅猛地发展，其在交通运输中的占比逐渐上升。对此，加强城市轨道交通动车制造技术优化，提升动车头车铝合金车体焊接质量，确保动车运行的安全性，是城市轨道交通运输发展的重中之重。本文对动车组头车铝合金车体焊接质量控制问题进行了探索分析，注重对焊接问题进行把握，针对性地做好工艺改进及优化，以确保头车车体焊接质量，满足城市轨道交通运行的实际需要。

关键词：城市轨道交通；动车组头车；铝合金车体；焊接质量

引言：结合当前城市轨道交通动车组头车的材质来看，主要以铝合金为主，这种材质能够有效地保证车体结构的强度，并且该材质具有较好的力学性能，能够保证车辆运行安全性和稳定性。从动车组头车铝合金车体的焊接工作来看，列车在高速运行下，车上的焊缝处于动态状态下作业，这就要求在焊接过程中，保证焊接质量，以应对列车的运行需要。在开展焊接过程中，要结合动车组头车铝合金车体焊接工作的实际情况，对其中存在的问题、不足做好针对性的应对，对焊接工艺、方法进行有效优化，提升车体的焊接质量，保证其运行过程中的稳定性及可靠性。

一、动车组头车铝合金车体焊接存在的缺陷及危害分析

    在对动车组头车铝合金车体焊接质量控制时，要注重对车体焊接存在的缺陷及危害问题做好把握，从而为焊接质量控制提供一定的参考及借鉴。关于焊接存在的缺陷及问题，具体内容如下：

（一）焊接存在的缺陷分析

在对动车组头车铝合金车体进行焊接过程中，由于铝合金材质的运用存在一定的特殊性，该材质密度小、性质稳定，在高速动车组的车身制造中得到了广泛地运用。动车组头车制造过程中，其车头采用了流线型的铝合金结构，并且其车身、端墙、车顶、侧墙等位置，也采用了该材质[1]。铝合金材质在运用时，有着较大的传导系数，这给焊接工作开展带来了一定的挑战。这一过程中，开展车体焊接时，热量容易向周围散开，导致焊接不牢靠，或是对周围车身的稳定性产生不良的影响。同时，铝合金的颜色与焊缝熔池的颜色相近，这就导致在焊接中难以对二者进行有效地区分，加大了焊接的难度，容易导致出错，影响到焊接的质量。此外，在对车体焊接后，在焊缝的内部容易出现气孔、夹杂、未融合等问题，并且在焊缝的表面，会出现裂纹、焊瘤等缺陷，影响到动车组运行的安全性和稳定性。

（二）铝合金车体焊接缺陷产生的危害分析

在动车组头车铝合金车体焊接工作开展时，由于焊接缺陷问题的存在，这可能给动车运行的安全性和稳定性产生不利影响。头车焊接缺陷问题容易导致应力向外部集中，导致焊接接头位置的疲劳强度减弱，从而导致头车出现破损的问题。此外，由于疲劳裂缝的存在，穿透件壁厚扩展受到影响，造成焊接件失败问题的产生。受到焊接缺陷问题的影响，焊接结构的寿命降低，并且会对动车组的安全运行产生较大的危害。

二、动车组头车铝合金车体焊接质量控制策略分析

针对于动车组铝合金车体焊接存在的缺陷问题，在进行实际焊接工作开展时，要注重对缺陷产生的原因做好把握，加强质量控制，减少缺陷问题的发生，以保证焊接的质量，进而提升动车组运行的安全性及可靠性。关于动车组头车铝合金车体焊接质量控制工作开展，应注重从以下几个方面入手：

（一）加强焊前清理工作，降低缺陷发生率

为了提升动车组头车铝合金车体的焊接质量，要在焊前对车体的杂物、灰尘、油污、水分等做好清理，以保证焊接工作顺利开展，减少其对焊接质量产生的不利影响。在焊接开展过程中，焊丝表面以及车体表面的杂物、水分、油污等物质存在，这可能导致焊缝处产生气泡，焊接不牢固，影响车体的性能。在开展焊前清理工作时，要注重做好去污处理[2]。这一过程中，可以利用有机溶解剂，将其涂在焊接的位置，之后利用白色无毛的抹布进行擦拭清洁，对车体表面进行去污处理。在擦洗过程中，要从上到下，不留死角地进行擦拭，擦拭2—3次，以做好去污工作。在擦拭之后，对焊缝及其两侧位置做好焊前的打磨工作。这一过程中，利用钢丝刷进行打磨处理，打磨焊缝及其两侧20mm范围内的截面，将车体表面的氧化膜处理干净。在打磨时，直到表面出现金属光泽为止。在打磨过程中，若是车体表面存在裂纹，必须做好针对性的处置，将裂纹清理干净，避免其对焊接质量产生不利的影响。

（二）做好焊接位置选择，提升焊接工作质量

在对铝合金车体进行焊接处理时，要注重对焊接位置做好选择，以保证焊接工作开展的效果及质量。这一过程中，铝合金焊接过程中，其熔池中存在气体，会对焊接质量产生不利的影响。从气体产生的原理来看，主要是由于金属液粘度较大，并且这些金属液难以溢出，从而导致气泡的产生。在对气泡问题进行处理时，应注重选择平焊的位置，从而使其中的气体溢出。同时，对于平焊方法的选择，还考虑到了该方法操作简单，方便工人的操作。在焊接位置选择时，当面对车体上非平焊位置时，应注重对焊接的角度做好调整，将其转化为平焊的方式，以提升焊接的质量。

（三）重视焊接变形控制，强化焊接质量控制

铝合金车体焊接过程中会产生焊接变形的问题，若不对这一因素做好控制，会对焊接质量产生不利影响。在焊接变形控制时，要注重加强焊接工艺的把控，有效地应对焊接变形问题。在焊接中，采用工艺支撑的方式，能够提升焊接变形控制的质量。该方法主要运用于车体部件当中，如焊接补强板的时候，运用工艺撑对引梁两翼位置进行支撑，以避免焊接变形问题的发生。车体焊接过程中，运用工艺支撑时，注重对头车端部的边梁位置进行支撑，以提升边梁的刚性，做好变形的控制[3]。同时，在焊接变形控制过程中，还需要考虑到焊接顺序的把握问题。从动车组动车的车体情况来看，铝合金材质的焊缝分布相对复杂，并且焊缝较多，这就需要对焊接顺序做好控制。在焊接顺序选择时，应先从边梁和枕梁位置入手，这两个部位的刚性较大。接下来对枕梁和引梁的焊缝进行连接。最后处理喊边梁和缓冲梁的焊缝。

（四）加强质量检测，做好问题的改进

    在对动车组头车铝合金车体焊接质量控制时，要注重对质量检测工作的开展予以高度重视，在质量检测过程中，及时地发现问题，并对问题做好针对性的处置，以消除问题隐患，确保动车组的稳定运行。在开展质量检测时，一是要成立专门的质量检测小组，在焊接完成之后，对焊接质量进行检测分析，把握焊接存在的缺陷及问题，做好及时的改进。二是对技术手段做好运用，针对焊缝进行检测分析，并注重结合焊缝等级，采取不同的检测手段，以做好问题的检查及改善工作。三是做好问题的归纳及总结，对焊接中存在的质量问题做好反馈，对问题进行改进及优化，做好经验的推广，提升铝合金车体焊接的质量。

结束语：综合上述分析来看，随着城市轨道交通的快速发展，动车组头车的焊接工作开展，成为人们关注的一个重要议题。在对铝合金车体焊接时，要对焊接技术、焊接顺序、焊接方法等做好针对性把握，对可能影响到焊接质量的因素做好针对性的应对，并及时地做好改进及优化，以确保动车组头车铝合金车体焊接的质量，确保动车组的稳定运行。在质量控制过程中，还需要对焊接后的质量检测问题予以重视，成立专门的质量检测小组，对焊接中存在的问题及不足做好反馈，及时地改进，以保证铝合金车体的焊接质量、使用寿命，满足轨道交通发展的现实需要。

参考文献：

[1]唐衡郴, 张立杰, 葛少平, 聂丽丽, 刘伟洁. 地铁车辆车体铝合金底架焊接变形及工艺研究[J]. 焊接技术, 2023, 52 (11): 61-64.

[2]董净泉. 铝合金车体焊接变形原因及控制措施[J]. 设备管理与维修, 2023, (16): 122-123.

[3]孔佳麟, 宗志祥. 地铁车辆铝合金车体服役寿命评估方法研究[J]. 城市轨道交通研究, 2023, (S1): 46-50.