高速列车铝合金车体焊接缺陷分析及工艺研究.pdf

WeldingTechnologyVol．38No．3Mar．2009·工艺与新技术·31

文章编号：1002－025X(2009)03-0031-04
高速列车铝合金车体焊接缺陷分析及工艺研究

韩晓辉

（中国南车集团四方机车车辆股份有限公司技术工程部，山东青岛266031）

摘要：随着我国高速铁路的发展，研究开发高速列车铝合金车体制造工艺势在必行。三角补强板是高速列车铝合金车体上最重要的焊

接零件之一，其焊缝强度严重影响着行车安全，焊缝质量要求极高然而其工艺性较差。对现行生产的数据统计发现：三角补强板在焊

接过程中产生了4种焊接缺陷：气孔、裂纹、夹渣、熔合不良。本文结合实际生产分析了导致4种缺陷产生的原因，并制定了相应的
工艺措施，有效地减少了焊缝缺陷的再次产生，提高了焊缝射线探伤（RT）的一次合格率，减少了三角补强板焊缝的补修次数。

关键词：三角补强板；焊接缺陷；高速列车车体；铝合金

中图分类号：TG457.2文献标志码：B

高速列车的铝合金车体中牵引梁与枕梁、牵引梁
与端梁以及枕梁与边梁的连接部位都是极为重要的承1工艺要点
力部位，承受着来自车钩、转向架等巨大的冲击载为保证三角补强板的焊接质量，要制定严格的工
荷，因此该部位对强度尤其是疲劳强度要求很高，而艺措施。以图1中编号⑤的三角补强板焊接为例，采
应力集中是造成疲劳强度损失的重要因素之一。为保取的具体工艺措施如下。
证结构强度，避免应力集中，在这些重要部位连接了1.1焊缝形式
高强度铝合金的三角补强板，如图1中有6处。基于三角补强板材质为A7N01P-T4高强度铝合金板，
三角补强板的重要作用，保证该处的焊接质量十分重与枕梁、牵引梁（材质为A7N01S-T5）形成平焊对
要。该处为厚的7XXX系列高强铝合金板材与型材的接结构，为确保良好的焊接工艺性，设计焊缝坡口形
对接、角接结构形式，焊缝短、接头多、焊接层数式见图2。
多、施焊空间窄，焊接工艺性差；再加上因为采用国
°
产板，焊接性不稳定，造成该部位成为高速列车铝合55
0

金车体上焊接缺陷的易发多发区因此研究该部位1
、。4
1
6
1
的焊接工艺、保证稳定的焊接质量显得尤为重要。
5

2
5
5°
①②
A7N01P-T4三角补强板A7N01S-T5牵引梁（枕梁）

图2焊缝坡口形式示意图

1.2工艺资源配置
三角补强板接头焊接方法采用半自动脉冲MIG
焊，焊接电源选用KEMPPI4200水冷焊机；保护气体
④
③⑤⑥纯度为φ（Ar）99.999%，采用管道集中供气；焊丝采用

枕梁牵引梁边梁进口SAF焊丝，具有DB认证，焊丝牌号ER5356WY，
图1三角补强板焊缝分布示意图规格准1.6mm。
1.3工艺要点
焊前采用有机溶剂对待焊区域进行清洗清
收稿日期：2008-08-28（1），
32·工艺与新技术·焊接技术第38卷第3期2009年3月
除母材表面的杂质和油污弧电压较高清根焊层因每次清根深度不同焊接
。；S1
（2）采用干净的不锈钢丝轮打磨焊道，彻底清除条件变化较大；4层焊道的焊接速度由慢变快，再由
母材表面的氧化膜。快变慢；4层焊道的焊接热输入相差不大，其大小与
（3）采用多道焊进行焊接，焊接顺序见图3。4层焊道焊后的焊缝截面积大小呈线性关系。
表1三角补强板的焊接工艺参数
三角补强板牵引梁（枕梁）
F
2焊接电流电弧电压送丝速度焊接速度热输入气体流量
焊层
/A/V/（m·min-1）/（mm·min-1）/（J·cm-1）/（L·min-1）

F1
F126026.48.5480858024
S1
F227528.29.6520895024

S126026.28.4510800024
S2
S226527.58.6500874524
图3焊缝焊层示意图

先正面焊层打底焊再正面焊层盖面层缺陷统计
F1，F2，2
然后背面清根进行层层的焊接焊接顺序依通过对本公司现行生产的所有铝合金车体三角补
S1、S2，
次为焊缝焊缝焊缝焊缝强板焊缝探伤记录统计分析发现铝合金三角补
1-F1、2-F1、1-F2、2-F2、RT：
焊缝焊缝焊缝焊缝焊接强板出现的焊缝缺陷中气孔占裂纹占
1-S1、2-S1、1-S2、2-S2。，77%、7.7%、
过程中均应控制道间温度为60℃，焊接施工示意图夹渣占6.6%、熔合不良占8.8%。针对以上4种焊接
如图4所示。缺陷，结合生产实际情况，分析产生缺陷的原因并制
定相应的预防或解决措施，提高焊接质量。

焊缝1引弧点
枕梁
3气孔产生原因及防止措施
焊后切除部分
2
熄弧点气孔的危害

缝3.1
焊在三角补强板焊缝中气孔是出现最多的一种缺
焊接方向尖角过渡处，
陷。气孔的存在不但会降低焊缝的致密性，减小接头
牵引梁三角补强板
的承载面积，而