表面不涂装不锈钢车体点焊试验技术研究

采用相同焊接参数完成1.5 mm厚SUS301L-DLT和1.0 mm厚SUS301L-ST不锈钢材料的电阻点焊试验,包括外观检测、剪切拉伸试验、凹坑检测试验、宏观金相试验及凿开试验。对点焊接头的焊核直径、拉伸剪切力、缩孔缺陷、试件表面凹坑尺寸等试验结果进行分析。试验和分析结果表明,电阻点焊技术在轨道交通车辆不锈钢材料中的应用良好,同时验证了点焊参数设定是合理的,可以满足车体焊接要求。     

冷轧奥氏体不锈钢的应变硬化行为及其焊接性能

研究了国产和进口301LN冷轧奥氏体不锈钢板的应变硬化行为和电阻点焊区域的组织,以及多种等厚、不等厚板点焊试样的拉伸强度和焊点区域的硬度分布。结果表明,冷轧奥氏体不锈钢板材中的马氏体量较少,其组织主要是奥氏体和大量增殖及发生滑移的位错、机械孪晶等。室温拉伸塑性变形在2种板断口处都诱发了80%以上的马氏体相变。奥氏体的氮含量高可在较低的轧制变形量下获得高的屈服强度;小预变形量,较高碳、氮含量有利于获得高延伸率和高流变应力。301LN冷轧板点焊接头中熔核、热影响区和应变硬化的母材三部分组织间性能差异很大,熔核组织为γ和8.4%的α(δ),热影响区最软。3 mm以上301LN冷轧板的焊接工艺性较差,焊点熔核的缩孔较大,剪切强度降低。     

SUS304不锈钢MAG焊工艺试验研究

对SUS304不锈钢NAG焊接工艺进行了试验研究。结果表明,选用实芯焊丝(保护气体98％Ar 2％O_2)和药芯焊丝(保护气体CO_2),按相应的焊接工艺参数进行焊接,可获得工艺性能优良的焊接接头。焊接空间位置对焊接成形质量影响较大。     

化学成分对亚稳态奥氏体不锈钢车体板材均匀变形及加工硬化行为的影响

基于化学成分对奥氏体不锈钢稳定性和层错能的影响,通过对2 mm厚的冷轧、退火态的304不锈钢板材试样及2种不同标准的301LN不锈钢板材试样在应变速率为3×10~(-4)/s的拉伸实验和应变诱导α′-马氏体转变量的分析测定,研究化学成分对奥氏体不锈钢应变诱导α′-马氏体相变及均匀塑性变形和加工硬化行为的影响,分析冷轧对稳定性和层错能不同的奥氏体不锈钢变形行为的影响.结果表明:随镍当量、层错能和稳定性的增加,拉伸过程中的应变诱导α′-马氏体转变开始的应变量增大,转变速度降低,转变量减小;两种化学成分不同、强度等级相同的301LN冷轧不锈钢板材试样的变形行为差异很大,冷轧预变形对其拉伸过程力学行为的影响也很大,304板材试样的亚稳态奥氏体不锈钢变形特征只在后期有所体现,但由于马氏体转变量少,流变应力相对较低.所得结论为制造不锈钢轻量车体选材和优化塑性成型工艺提供基础数据.     

冷轧301LN等厚和不等厚板电阻点焊接头的疲劳强度

研究2种强度等级的301LN冷轧奥氏体不锈钢等厚、不等厚板电阻点焊接头的疲劳性能,分析焊接工艺对疲劳性能的影响.由于301LN冷轧板点焊接头的组织性能差异较大,熔核和热影响区的屈服强度远远低于冷轧母材,并且热影响区存在结构应力集中,在低疲劳载荷作用下,热影响区仍有塑性应变发生,并积累位错滑移带,导致产生低应力疲劳裂纹.减少焊接热量输入保持热影响区晶粒细小,能提高热影响区的屈服强度并减小滑移带尺寸,有助于提高点焊试样的抗疲劳性能.本文5种冷轧板双面单点电阻点焊试样90%置信度、50%和99.9%存活率的疲劳极限与静拉伸载荷之比都低于15%,其中1.5 1.5 mm等厚薄板点焊试样的抗疲劳性能最好.     

不锈钢管自动非熔化极惰性气体钨极保护焊环焊工艺研究

针对不锈钢轨道客车空调冷凝水排水管与车顶及底架的焊接,以及底架制动管路之间的焊接问题,开发了自动非熔化极惰性气体钨极保护焊(TIG)环焊工艺,解决了焊接密封性问题。探索管-管自动TIG焊工艺在不锈钢轨道车辆管道连接中应用的可行性,开发了管-管对接夹具及机头,研究了不锈钢钢管对接焊接工艺参数选定,以及焊接接头组织特征及性能,为不锈钢轨道客车焊接新工艺的制定提供参考依据。     

印度新德里地铁机车双相不锈钢端部底架焊接工艺

介绍双相不锈钢焊接特点。通过选用合适的焊接工艺参数,完成双相不锈钢焊接工艺评定;采用端部底架焊接工装减少焊接变形;采用射线探伤（RT）、超声波探伤（uT）和铁素体含量检测（FT）对焊接进行探伤和检测。分析机车端部底架整体焊接性能,提出印度新德里地铁机车端部底架双相不锈钢焊接工艺,确定焊接方法、焊机及气体的比例。     

发电车轻量化与不锈钢车体结构研究

针对既有发电车总重大、车体强度弱和耐腐蚀能力差等问题,提出通过选用耐腐蚀性车体材料改进车体结构,实现车体结构轻量化的解决办法。从耐腐蚀性、强度性能、焊接工艺等方面比较碳钢车体材料和不锈钢车体材料,分析不锈钢车体材料的适用性和减重空间,指出设计要求和设计难点,提出设计方案。     

基于有限元的车体材料301L-DLT冷轧不锈钢断裂分析

以轨道车辆车体的主要材料301L-DLT冷轧不锈钢为研究对象,设计无缺口及2和4 mm缺口3种拉伸断裂试样,对其进行不同应力状态下的拉伸断裂试验,并进行断口形貌观察;依据试验结果,采用有限元方法研究301L-DLT冷轧不锈钢在不同应力状态下的损伤和断裂机制;分别建立基于G-T-N (Gurson-Needleman-Tvergaard)与J-C (Johnson-Cook)断裂理论的断裂模型,对断裂试验过程进行数值模拟,并将其结果与试验结果进行对比。结果表明:尽管试样缺口处的宽度相同,但由于缺口处形状的不同,301L-DLT冷轧不锈钢的断裂塑性应变随着应力三轴度的增大从1.41下降至0.78;基于G-T-N断裂理论与J-C断裂理论的301L-DLT冷轧不锈钢断裂模型,均较好地重现了韧性断裂过程,为准确预测车体碰撞断裂的过程提供基础。     

经济型不锈钢在铁路客车的应用

介绍日本各类不锈钢客车投入运营后的经济效益，及日本ＳＵＳ３０１奥氏体不锈钢的化学成份、机械性能、加工性能和工艺性能，对我国制造不锈钢客车提出一些建议。     

国内外不锈钢车体点焊、弧焊缝疲劳机理与评估研究

基于不锈钢车体的研发生产过程,分析阐述了疲劳中最为关键的点焊、弧焊缝的疲劳机理。对比分析了国外相关标准中点焊、弧焊缝疲劳评估方法,并依据标准阐述了具体接头类型的评估。     

激光焊接技术在轨道交通车辆中的应用

为解决轨道交通车辆不锈钢车体电阻点焊的外观质量差、密封性差、效率低等缺点,对部分熔透激光焊接工艺在不锈钢车体焊接中的应用开展了研究。研究包括:部分熔透激光叠焊原理、参数优化试验、显微组织分析、疲劳性能分析,以及激光焊接不锈钢车辆侧墙的结构改进。研究结果表明,不锈钢车体焊接中采用部分熔透激光叠焊工艺,可以获得高质量的表面状态及疲劳强度,车体结构强度高于EN12663标准中的要求。     

基于机器视觉的激光焊缝余高检测技术

激光焊技术的应用促进了轨道车辆产品的档次提升,而在搭接接头焊接过程中,由于间隙影响会出现焊缝表面余高不足,直接影响焊缝质量。传统的表面余高测量方法无法满足检测精度及交检节拍要求。针对这一检测需求,研究开发了基于机器视觉的激光焊缝余高检测技术。该技术通过重建焊缝表面点云,进行图像校正与分析,获取特征点并计算余高。通过试验验证了该方法的可靠性及检测精度。所测余高值与破坏性金相检测方法测量余高值之间的差异对比结果表明,其检测精度优于0.05 mm,能够满足激光焊质量评估要求。     

轨道车辆用国产化不锈钢材料焊接工艺性研究

利用轨道车辆不锈钢车体制造中最常用的3种焊接工艺方法对厚2mm的进口和国产不锈钢板EN1.4318+2B进行了焊接工艺性比对试验,研究了国产不诱钢材料的焊接工艺性.结果表明:国产不锈钢板焊接性良好,与进口不锈钠板一样可获得符合相关标准要求的焊接接头.     

不锈钢车体无氩气保护激光搭接焊工艺优化

为考察焊接环境对焊接性能的影响,进行了有、无气体保护条件下不锈钢激光搭接焊接头微观分析、腐蚀分析、静强度分析及疲劳强度分析,结果表明有、无保护气体对不锈钢激光搭接焊接头的焊缝组织与性能无明显影响。分析结果为轨道车辆不锈钢车体激光搭接焊生产工艺中取消气体保护提供了理论依据,为节省焊接设备支出及气体消耗提供了技术支持。     

薄板点焊结构有限元建模方法研究

点焊是铁路不锈钢车体广泛采用的焊接技术,用于连接金属薄板结构或帽型结构。一个典型不锈钢车体包含约三万个点焊,在车体结构分析中详细创建每个点焊的有限元模型是不现实的,需要用简单的模型代替。文章介绍了薄板点焊结构有限元模型的七种创建方法,从动力学角度分析了试样各种有限元模型的振动特性,并与试验结果进行对比,旨在得出一种适合不锈钢点焊车体结构振动分析的点焊模型。     

铁道行业标准《铁道车辆用耐大气腐蚀钢及不锈钢焊接材料》修订简介

TB/T2374—1999《铁道机车车辆用耐候钢焊条和焊丝》的内容已不能满足规范铁道车辆车体用钢焊接材料的需要,需要对其进行修订。TB/T2374—2008《铁道车辆用耐大气腐蚀钢及不锈钢焊接材料》代替了TB/T2374—1999,增加高强度耐大气腐蚀钢焊接材料及铁路货车车体用不锈钢气体保护焊丝的相关内容,取消部分小用量焊材,提高熔敷金属冲击功的指标,对J506NiCrCu焊条化学成分进行适当调整,取消熔敷金属横向冷弯性能要求和焊条焊缝射线探伤要求,规范了试验方法的相关要求。     

跨座式单轨关节型道岔静载试验研究

对某厂跨座式单轨关节型五开道岔梁系统进行静载试验,测试道岔梁在弯曲与扭转工况下的应力与挠度大小,结合理论计算对数据进行了分析。根据相关数学公式对采集到的数据进行处理,获得单轨车辆运行时道岔梁的应力及变形。静载试验与理论计算表明,道岔梁系统强度、刚度和工作性能符合设计、使用要求以及相关标准规范要求。     

钢材层状撕裂及抗层状撕裂焊接接头的设计

钢材层状撕裂是焊接钢桥中一种非常危险的缺陷,通常发生在角焊接头处。钢材中夹杂物的数量、分布和形态以及基体金属的塑性和韧性是影响层状撕裂的钢材因素。钢材中含硫量越多,夹杂物以片状形态大量密集于同一平面,发生层状撕裂的倾向就越大。钢材的刚度越大、板越厚,越容易产生层状撕裂。相同板厚、相同焊接方法条件下,焊缝断面越大,越易产生层状撕裂。角焊缝接头中选择贯通板,T型或十字型焊接接头中选择不熔透或部分熔透角焊缝,热加工时避开蓝脆温度和红脆温度,冷加工时确保一定的曲率半径(大于15倍板厚),改善隅角焊的坡口形式,用小线能量焊接取代大能量焊接,采用低强度焊道打底、焊前预热等,均可抑制层状撕裂的发生。同时,给出日本和Eurocode3的层状撕裂评定方法和Z向钢的选材标准,以便设计和制造人士准确把握。