200 EMU铝合金车体电阻焊点焊工艺试验研究

作者:陶传琦;孟立春 刊名:机车车辆工艺 上传者:龚海琴

【摘要】为开发200 EMU铝合金车体端墙的电阻焊点焊工艺,试验研究了连续点焊和单点点焊在A5083P-O板材和A6N01S-T5型材焊接时宏观金相、硬度、抗拉强度上的区别及产生原因,提出了实际生产中应采取的措施,制定了端墙的点焊工艺。

全文阅读

1问题的提出200EMU铝合金车体为整体承载结构,与碳钢车体和不锈钢车体的不同之处在于车顶、侧墙、底架边梁均采用了通长、薄壁、双面挤压铝合金型材,而端墙采用了板梁结构。对于通长、薄壁、双面挤压铝合金型材,由于型材本身刚性较大,采用熔化极自动焊接能够满足产品技术要求。对于端墙的板梁结构,由于铝合金材料具有比较特殊的物理特性,线膨胀系数大、比热容大、熔点低、导热率高等,如果采用熔化极MIG氢弧焊会造成铝合金薄板焊后变形大,端墙的几何尺寸及平整度无法满足设计要求;如果采用非熔化极TIG焊,由于生产效率低不适合于大批量的工业化生产。因此在200EMU铝合金车体端墙结构中开发应用点焊工艺是非常必要的。点焊技术在碳钢车体、不锈钢车体制造中应用较广,但在铝合金车体中尚属首次应用。本工艺采用了先进的大规范的全自动点焊设备,根据200EMU端墙结构及所用材料进行了相应点焊试验,并根据试验结果,最终确定了产品的生产工艺。200EMU铝合金车体端墙主体结构由A5083P一O板材和A6N0lS一T5型材构成(焊接试验采用同一强度等级的A7NolP一T4板材替代),为了开发端墙点焊焊接工艺,确定最佳焊接规范,进行了系列点焊工艺试验。2试验材料与方法2.1试验材料试件:A7NOIP一T4(ts)+A5083P一O(t2.5)组合;试验材料的化学成分及力学性能参见文献[l;试验设备:焊接设备选用了实际生产的日本产三项整流式SPOT点焊机;试验项目:外观检验、断面试验、拉伸试验;试验条件、试验项目及试验数量见表l。表l试验条件.试验项目及试验数t试验条件试验项目及试验数觉材质板厚点焊宏观金相试验硬度试验拉伸试验上部试板A5083一02.5mm单点点焊下部试板A7N01一TS5.0mm连续点焊2.2取样方法试板形状及试件取样要领见图l。2.3点焊焊接工艺为了研究不同工艺对点焊质量的影响,点焊采用了2种不同工艺。工艺方法1:取试板5mm,A7NolP一料,150mmx50mm,5块;取试板2.5mm,A5083p一o,一50mmxsomm,105块,进行单点点焊;工艺方法2:取试板5mm,A7NolP一料,150mmx500mm,11块;取试板2.5mm,A5083p一O,150mmx500mm,11块,进行连续10点点焊:2种工艺试验的宏观金相图分别见图2、图3;硬度分布图分别见图4、图5。抗拉强度:单点焊接的拉脱力平均值为13.43kN,连续点焊的拉脱力平均值为7.75kN。3结果分析从图2及图3可看出,单点焊接的焊核呈半圆形,直径平均值为7.8mm,下部试板熔深为2mm;连续点焊的焊核呈碗形,直径平均为6.7mm,下部试板熔深为3.5mm。连续点焊较单点焊接焊核成形差,熔深过深。通过对图4和图5的硬度分布图(图中“O”表示的硬度为在ASO83P一O二分之一板厚位置处的硬度值;“”表示的硬度为在A7NOIP一T4二分之一板厚位置处的硬度值)分析得出结果见表2。表2硬度分布结果硬度曲线最小硬度/HV点焊接A:上板5083B:下板7N0lA:上板5083B:下板7N01单点焊接平缓平缓78~84109一116连续点焊有起伏较平缓75~7774~93由于连续点焊有预热作用,熔化范围会扩散且会产生软化点,因此导致了抗拉强度的降低。4结论通过系列工艺试验,确定了点焊工艺参数、工件在组装过程中间隙的控制要求及点焊的工艺顺序。特别是对所采用的连续点焊的工艺(见表3),在实际生产组装时必须保证待焊部位结合紧密,焊接时采用低于单点点焊时的规范进行点焊。通过试验证明,点焊工艺在焊接接头机械性能上能

参考文献

引证文献

问答

我要提问