浅谈轨道车辆铝合金车体焊接变形控制

曹丽颖

中车长春轨道客车股份有限公司 吉林 长春  130062

摘要：在近年来我国轨道运输 不断发展的背景下，各种新设备和新材料都投入到使用中，大容量高温高压机组不断涌现，并且新材料的使用对于铝合金车体的焊接造成了一定的影响，相关工作人员需要了解，在新的铝合金车体应用的环境下，不同设备和材料的焊接特点并分析其无损检测技术，只有这样才能够使我国铝合金车体快速发展，使未来的铝合金车体建设质量得到提升。

关键词：铝合金车体；焊接；质量；无损检测技术

在近年来经济的不断发展的背景下，铝合金车体也面临着诸多的挑战和机遇，例如新材料新设备的使用[1]，导致在进行焊接时相关工艺过于复杂，尤其是我国所生产的铝合金质量参差不齐，这就导致焊接工作的开展受到一定的影响。而铝合金车体的发展对于焊接工艺的质量要求在不断提升，不仅需要焊接美观，同时需要具备耐高温和耐高压的优势，所以在面对这样的挑战和困难的环境下，工程焊接质量和无损检测技术成为了相关工作人员研究的一项重要内容。相关工作人员需要针对电力焊接质量和无损检测技术进行优化，针对焊接全过程进行优化，通过这种方式尽量提高铝合金车体焊接质量，进而保障我国的铝合金车体建设后，各种设备器材能够更好的应用。

一、现场焊接的质量控制

1. 焊接前合理准备

在进行焊接前需进行相关准备工作，首先，对焊接坡口加工和清理、焊材的烘干以及焊接设备的准备和设备预热。焊接前是否准备充分对于最终的焊接质量会产生极为明显的影响，同时有经验的焊接操作者往往在进行焊接前会对焊接坡口做出相应的清理、打磨，其主要目的也是为了保障焊接的质量，坡口的形状以及粗糙程度会对焊接的质量产生影响，设计人员需要正确选择坡口形式及角度，这样能够在完成焊接后减小变形，以保障焊接的质量[2]。其次，在焊接前对工件进行预热处理，对焊接部位进行预热，可降低厚大件的应力峰值，补充由于材料导热性好造成的热量损失，使之更好融合。最后，在焊接前利用工装及夹具预制出反变形，防止焊后变形。

2. 焊接过程的工艺控制

合理的焊接顺序，能够使每条焊缝都尽可能的保持良好的自由收缩状态，进而使焊接的整体质量得到提升，因此在制定焊接顺序方案时，应遵循将焊接内应力和变形降到最小的原则。例如焊接操作者在进行焊接前需要对不同的设备和材料进行分析收缩，量较大的材料和设备应当首先焊接，而工作受力最大的也需要尽可能早期焊接，以密封环为例，在进行焊接时，焊接操作者需要选择分段焊接的工艺方式，这样才能够保证焊缝在焊接后不会出现变形的情况，保障工件的使用质量[3]。近年来推出的电子束焊接方式具有焊接速度快，工件变形小，所焊材料范围广等优点，在焊接过程中的应用并不广泛，主要是由于电子束焊接设备复杂价格昂贵，对工件焊前清理、加工及装夹要求较高，所以一般应用于精加工的焊件的处理中。

3. 焊接完成后的处理

焊接则必然会导致焊接应力的产生，消除残余应力最常用的一种方式就是热处理，也就是将焊接工件加热到一定的温度，对于较大工件可进行局部加热，保温一段的时间，使材料能够在高温下屈服极限逐渐降低，进而使内应力较高的地方产生塑性流动，进而减少焊缝出现的弹性病变，所以在进行焊后的处理时，一般情况下需要针对焊接件作出一定的加热和保温。除此之外还可以进行机械消除应力法，对于厚大件对每道焊缝冷却后进行锤击。通过这两种方法可避免由于应力而出现变形的情况。

二、焊接的无损检测方式与技术

无损检测方式简单来说是在保障被检测对象不会出现任何损害的前提下，应用专业的无损检测技术和设备针对铝合金车体的材料和设备进行技术性检测。在进行无损检测时，常见的检测内容包括化学成分、机械性能以及材料内部是否存在缝隙或者缺陷等[4]。在目前的检测过程中，常见的检测手段包含射线检测、超声检测和电磁检测等。据不完全统计，目前我国能够使用的无损检测方式大约有70余种，但能够应用于铝合金车体检测并且常用的检测方式只有几种常见的，包括射线检测技术、超声波检测技术以及液体渗透检测等方式。

1. 超声检测技术

超声检测技术主要是利用超声波在传播时能够穿透物质的特点，通过获取到的回声来判断物质的内部状况。通过回声能够帮助工作人员测定固体之间存在的问题以及位置变化，超声波本身就具有极强的灵敏性和反应速度，其设备也极为轻便，尤其是在近年来便携式超声设备的推广的背景下，超声波检测技术也变得更加方便快捷，所以超声检测技术是目前我国在进行各种元器件检测中最为常用的一种无损检测技术。但值得注意的是，超声检测技术在应用时依旧存在一定的局限性，例如在面对一些较为复杂的被检部件时，检测可能会受到部件设备形态的影响，尤其是在检测中材料的质量和精密度等多方面的问题，都可能会对最终的检测结果产生影响。除此之外，超声检测技术虽然应用较为便捷，但在针对超声回声图像进行判断时，可能由于操作人员操作不成熟或者缺乏判断经验，对于最终的检测结果也会产生一定的影响。

2. 射线检测技术

射线检测是多种射线检测技术的统称，射线检测在目前工业生产中应用极为广泛，尤其是X射线的应用最为广泛。X射线属于一种光子，是较为特殊的电磁波。射线检测具有极强的穿透性，并且在检测时还能够获得明显的电污效果，主要应用影像形成的原理，帮助工作人员进行内部缺陷检测。但射线检测虽然效果良好，使用广泛，而在实际使用时依旧容易出现一定的问题，例如操作工艺过于复杂，导致其普及度较为困难，或者设备摆放不当会对检测的质量产生影响，这些问题的存在必然会影响后续的检测工作的开展。所以工作人员在应用射线检测技术开展焊接炉损检测时，应当注意现场的聚焦问题和条件问题，尽可能避免散射线出现干扰的情况，使检测准确度得到提升。

三、焊接管理与无损检测的工作优化方式

首先对于无损检测的相关工作和焊接工作的操作者，都需要引起工作人员的高度重视。目前铝合金车体的焊接技术和无损检测技术并不存在孰轻孰重的问题，都需要引起工作人员产生同等重视，两者需要互相协调并共同完成项目，在重视基础上需要制定完整的规章制度，一方面保障焊接工作的设立开展，另一方面也需要尽可能提高无损检测的便捷度和准确度。其次对于焊接操作者及无损检验人员，都需要通过理论学习和实际操作取得相关资质，使工作人员能够熟练掌握各种材料和设备的焊接方式以及在焊接完成后的无损检验操作技术。

虽然无损检测技术在近年来无论是设备还是检测精度都得到了极大的提升，但目前针对这一内容的研究依然在不断进行强化，这一方面的研究能够使我无损检测的工作效率得到提升，使检测工作能够顺利开展。

总结

在交通运输不断发展的背景下，对于焊接技术以及无损检测技术有了新的要求，所以相关工作人员需要不断对焊接质量进行优化，才能够满足交通运输的发展需求。目前提高铝合金车体焊接质量和无损检测的精准性成为了各大交通运输工作中的一项重点内容，而除此之外保障无损检测技术与焊接工作的同步发展和互相协调也是极为重要的，需要相关工作人员引起重视，并对其进行优化。

参考文献

[1]陈程. 铝合金车体质量与无损检测管理应用探究[J]. 中国设备工程,2019,(22):68-69.

[2]刘超超,牛家建. 铝合金车体焊接质量及其无损检测技术浅析[J]. 城市建设理论研究(电子版),2018,(26):2.

[3]王于亭. 探究铝合金车体焊接质量与无损检测的管理与应用[J]. 门窗,2018,(02):247.

[4]孙克青,徐兴芝. 铝合金车体焊接质量与无损检测的管理与应用探究[J]. 城市建设理论研究(电子版),2018,(02):175.