本发明专利技术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。本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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；所述公爪比母爪长〇? 本专利技术的有益效果是：本专利技术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〇. 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°C _500°C的模具温度、510°C _530°C的 铝棒温度、3m/min-5m/min的挤压速度、175°C /min-200°C /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°C /min-200°C /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°C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。 采用上述进一步方案的有益效果是：在焊接时，采用压紧机构对焊接铝型材进行 压紧，压紧机构为压紧工装，包括底部支撑部和上压紧部，可有效限制材料在焊接过程中发 生形变，保证型材不受压紧力的损伤。【附图说明】 图1为本专利技术铝型材结构的公爪和母爪连接结构示意图； 图2为本专利技术铝型材焊接时压力分布图； 图3为现有技术中铝型材结构的公爪和母爪连接结构示意图； 附图中，各标号所代表的部件列表如下： 1、第一焊接铝型材；11、上公爪；12、下公爪；13、第一端面；2、第二焊接铝型材； 21、上母爪；22、下母爪；23、第二端面；3、焊接口。【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并 非用于限定本专利技术的范围。 本专利技术的，该防控方法包括 对铝型材的制备过程的防控和对铝型材焊接过程的防控；本实施例先从铝型材的生产制 备过程进行了改进，该铝型材在生产制备时，采用的制备方法包括熔炼、精炼、铸造、均质、 挤压、拉直和时效，其中，熔炼、精炼、铸造、均质、拉直和时效过程均采用行业标准进行，而 铝型材在生产挤压过程中，由于铝型材断面宽度处在300mm-350mm之间，选用56MN的挤压 机进行挤压生产，挤压过程采用480°C -500°C的模具温度、510°C -530°C的铝棒温度、3m/ min-5m/min的挤压速度、175°C /min_200°C /min的冷却速率进行在线风冷淬火，淬火后待 铝型材冷却至室温后施以1.5%的预拉伸量。采用上述挤压条件生产的铝型材进行焊接，主 要原因是：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；表1为不同冷却速率和拉直量条 件下铝型材的横向变形量、纵向变形量和弧度间隙，由表1可以看出，采用冷却速率175°C / min-200°C /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。 表1不同当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轨道车辆车体用长大铝型材焊接变形量防控方法，其特征在于，所述防控方法包括对铝型材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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，张培良，苏振佳，高安江，孙文超，张人杰，
申请(专利权)人：龙口市丛林铝材有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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