蔣百威　賴(lài)鷗

摘要 軌道車(chē)輛中采用了大量的6005A鋁合金作為車(chē)身焊接材料，但鋁合金焊接變形是生產(chǎn)中常見(jiàn)的問(wèn)題。尤其在軌道車(chē)輛中鋁合金車(chē)體的自動(dòng)化焊接中，焊接變形依然存在，焊后調(diào)修尤為重要。本文從工藝研究角度，分析6005A鋁合金材料采用自動(dòng)弧焊后的火焰調(diào)修工藝特性，對(duì)其焊接接頭的機(jī)械性能等方面進(jìn)行研究，并得出鋁合金火焰溫度對(duì)鋁合金焊接件的影響，為鋁合金自動(dòng)焊后的火焰調(diào)修的生產(chǎn)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 火焰調(diào)修；6005A鋁合金；MIG自動(dòng)焊

中圖分類(lèi)號(hào) U2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095—6363（2016）12—0107—02

軌道車(chē)輛鋁合金車(chē)體墻板的焊接，其弧焊工藝焊接后的產(chǎn)品一般采用手工機(jī)械調(diào)平方法，調(diào)整至要求的平面度相對(duì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。當(dāng)車(chē)輛中的鋁合金車(chē)體墻板的焊接變形較大時(shí)，多采用補(bǔ)焊工藝等來(lái)矯正產(chǎn)品平面度，它的缺點(diǎn)是對(duì)環(huán)境、焊工技能有要求，焊縫易出現(xiàn)氣孔、接頭軟化等缺陷，這些因素困擾了鋁合金車(chē)體焊接變形技術(shù)的提升。由于火焰矯優(yōu)于手工機(jī)械矯正方法，且無(wú)缺陷、效率高，對(duì)工人技能水平相對(duì)要求低，因此在軌道車(chē)輛鋁合金車(chē)體的制造中采用火焰矯正技術(shù)，已成為發(fā)展趨勢(shì)。

1背景意義

近年來(lái)，軌道車(chē)輛中鋁合金6005型材A的焊接已全面應(yīng)用MIG自動(dòng)焊接工藝，該方法相對(duì)手工焊接已大大提高了生產(chǎn)效率，但鋁合金焊接變形在生產(chǎn)中依然存在，局部變形量大小在4mm～8nun之間，難以滿足高要求的軌道車(chē)輛質(zhì)量要求。解決鋁合金6005A焊后變形的工藝研究尤其重要，也促使現(xiàn)場(chǎng)的工藝不斷細(xì)化與完善，所以通過(guò)本課題研究，火焰調(diào)修應(yīng)用至生產(chǎn)制造中去，將提升軌道交通鋁合金車(chē)體制造現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)。

2研究?jī)?nèi)容及分析

2.1研究?jī)?nèi)容

以軌道車(chē)輛車(chē)身的鋁合金6005A側(cè)墻板型材焊接件作為分析的對(duì)象，實(shí)施火焰調(diào)平在軌道車(chē)輛側(cè)墻板上的應(yīng)用分析，采用工裝及反變形對(duì)側(cè)墻板組型材固定，采用MIG自動(dòng)焊工藝焊接，焊縫形式為3V，焊縫分部均勻。焊接工藝參數(shù)選擇電流為205A，功率為55kW。組焊后變形量測(cè)量統(tǒng)計(jì)為4mm～8mm，不能滿足圖紙要求1000mm范圍內(nèi)平面度為1mm要求。通過(guò)氧乙炔火焰來(lái)加熱焊件，并沿著焊縫方向行走，采用點(diǎn)溫儀測(cè)量加熱溫度。

2.2影響鋁合金機(jī)械性能的變量分析

火焰加熱溫度：加熱溫度對(duì)鋁合金的焊接后的性能也有一定的影響，當(dāng)溫度超過(guò)一定值時(shí)，對(duì)焊接件的力學(xué)性能影響越大。加熱方式：采用線狀法進(jìn)行火焰加熱矯正，即沿著鋁合金6005A焊縫方向。氧氣與乙炔火焰燃燒比：為確保MIG自動(dòng)焊后的所有試驗(yàn)件的在一定參數(shù)下中進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，本次采用中性焰加熱，中性焰是氧與乙炔混合比約為1：1.2時(shí)燃燒所形成的火焰。

加熱速度和冷冷卻方式：在焊接產(chǎn)品進(jìn)行火焰矯正時(shí)，其加熱速度與變形量大小有關(guān)，針對(duì)本次鋁合金6005A型材焊接結(jié)構(gòu)以及焊接變形量，加熱速度定為16mm/s～20mm/s。針對(duì)本次鋁合金6005A型材自動(dòng)弧焊后的火焰調(diào)修的冷卻方式，采用空冷。

2.3試驗(yàn)試件加工

根據(jù)拉伸試驗(yàn)的要求對(duì)MIG自動(dòng)焊接的試驗(yàn)件進(jìn)行加工，樣件分別為火焰加熱120℃、160℃、200℃三組。彎曲試驗(yàn)試件的加工三組，試樣為火焰加熱溫度分別0℃、120℃、160℃。金屬材料硬度試驗(yàn)的樣件加工三組，試樣為火焰加熱溫度至120℃、160℃、200℃。

2.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2.4.1火焰加熱后焊接接頭的力學(xué)性能

為加工后的拉伸試件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中看出200 0C加熱后鋁合金材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度降低10%，火焰溫度越高抗拉強(qiáng)度呈明顯下降趨勢(shì)，160℃以內(nèi)無(wú)明顯變化。彎曲試件加工后，采用的彎曲壓頭直徑為33mm，從現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)看0℃～160℃三組試驗(yàn)件結(jié)果顯示正彎、背彎試樣均能達(dá)到180°并能滿足彎曲力學(xué)性能要求。

2.4.2火焰加熱后硬度情況分析

MIG自動(dòng)弧焊縫經(jīng)過(guò)氧乙炔火焰加熱后，試驗(yàn)試件為三組，120℃試件實(shí)測(cè)硬度值統(tǒng)計(jì)為70HB～85HB之間，160℃試件實(shí)測(cè)硬度值與120℃試件無(wú)明顯差異，200℃實(shí)測(cè)的硬度值明顯下降，最小值達(dá)65HB，與另外兩組試樣對(duì)比，在距離焊縫中心同一位置處接頭的硬度知下降，可見(jiàn)火焰加熱溫度越高并且超過(guò)200℃其硬度值將受到影響。

2.4.3火焰加熱后焊接接頭顯微組織

MIG自動(dòng)焊后采用火焰加熱調(diào)修的試樣的50倍和200倍的金相，圖3、圖4為120℃火焰調(diào)平后試樣，圖5、圖6為180℃火焰調(diào)平后試樣，如下圖所示。

結(jié)果表明火焰加熱過(guò)程的溫度控制在0℃～160℃時(shí)，其試樣件的顯微組織變化不大，加熱升高至180℃以上后，焊熱影響晶粒粗大，證明加熱過(guò)程溫度越高，對(duì)熱影響區(qū)的影響越大。因此鋁合金火焰調(diào)平的溫度區(qū)域選取為160℃以下較為合理。

3工藝研究分析

火焰調(diào)修在鋁合金型材焊接上面的應(yīng)用，只需要在變形部位焊縫周邊采用工藝要求適當(dāng)?shù)臏囟葘?duì)其進(jìn)行火焰調(diào)修，而不需要切焊縫以及一系列補(bǔ)焊之類(lèi)的熔化焊工序，大大加快了鋁合金車(chē)體平面度調(diào)修的速度和效率；采用火焰調(diào)平對(duì)焊縫的表面外有很好的保護(hù)，避免機(jī)械、焊接等工藝方法的外觀損壞；火焰調(diào)平的溫度控制得不到位，很容易造成鋁合金接頭組織軟化問(wèn)題；鋁合金火焰調(diào)修工藝手段還需要強(qiáng)調(diào)加熱的方式、氧氣與乙炔火焰燃燒比、加熱速度、冷卻等輔助手段，同時(shí)還應(yīng)考慮烤嘴的大小、烤嘴的傾斜角度，確?；鹧娴挠行Ю寐?。

4結(jié)論

1）從工藝上分析，火焰調(diào)平工藝應(yīng)用在鋁合金6005A型材MIG自動(dòng)焊后的調(diào)修是完全可行的，且能夠提高調(diào)平的效率；2）調(diào)平的火焰加熱溫度設(shè)置為120℃左右為較合理，在此溫度下火焰調(diào)修不會(huì)對(duì)產(chǎn)品焊縫接頭的機(jī)械性能產(chǎn)生的影響。endprint