合金車體變形及其控制策略探析

王峰 閆汝明 李繼寶

摘要：伴隨我國軌道車輛生產研發日益成熟，“合金車體變形”作為影響合金車體質量、穩定安全重要因素，其重要性不言而喻。通過近年來大多研究發現，“合金車體變形控制”的科學性與優化性對提升合車體結構穩固、安全保障、質量鞏固十分關鍵。本次研究將合金車體變形及其控制策略進行分析研究，為下一步工作開展提供依據參考。

關鍵詞：合金車體;變形;焊接工藝

前言：“合金車體變形”是當下我國軌道車輛制造面臨棘手問題之一，具有較大的意義影響。然而現階段有關我國合金車體變形及其控制策略研究相對較少，基于該問題現狀，要求行之有效的方法對其進行分析研究，如建立精細化管理模式、制定與實施發變形焊接技術、提高焊接人員專業技能、采用反變形方法等，等，本次研究對合金車體變形及其控制策略進行分析，有十分重要的理論意義。

一.合金車體特點概述

隨著我國科學技術不斷創新，新型交通軌道車體材料逐漸投入應用。其中，“合金”物質作為當下交通軌道車體主要材料，其重要性不言而喻。合金材料主要以鋁合金為主，其車體結構與自身重量較輕，極易適用于高速行駛與軌道運用。因此，鋁合金材料一度受到諸多交通軌道車體制造公司青睞。其特點如下：第一、相對于碳鋼材料而言，鋁合金型材密度較小，且重量較輕，這些都可以起到提升車體運行速度與穩定安全。第二、鋁合金材料導熱系數較大，這樣就造成在焊接過程中極易產生變形。通過相關數據對比得出，鋁合金車體在焊接中相對于碳鋼車體變形可能性頗大。第三、合金車體在成本方面相對于較為節約，對提升生產效應、降低成本起到一定作用。

二、合金車體變形的影響分析

合金車體變形不是單一片面的簡單流程，而是基于材料選擇與焊接弊端的必然產生。所以，針對合金車體變形的可能性，對其影響進行分析研究十分重要。合金車體變形影響如下：第一、一旦合金車體在焊接過程中發生變形，會直接對焊接結構尺寸造成影響，如形狀超差等。同時，也會對造成一定的裂縫出現，具體體現在焊接銜接處質量不牢靠等。第二、會對焊接接頭的承載能力與性能造成加大影響，導致焊接整體質量與車體結構安全指數下跌。所以，從上述兩點影響分析后發現，針對合金車體變形的可能性出現進行應對研究尤為重要，將焊接工藝與變形規律進行結合，進而為提升合金車體整體質量奠定堅實基礎。

三、造成合金車體變形的原因分析

通過對生產加工幾相關研究后發現，造成合金車體變形原因諸多，其中以下幾種較為常見。首先，在焊接過程中受其溫度不均勻、不規則影響，導致焊接應力與焊接變形出現。同時，該不規則溫度引起的局部塑性變形、比容不同組織也是造成變形的重要原因。其次，在焊接過程中造成的高溫區域、低溫區域的相互擠壓也是造成變形的主要原因。而在冷卻過程中冷卻快材料極易受到冷卻慢材料拉伸，這樣就使焊縫中形成差異性較大的收縮幾內應力，造成焊接變形出現。

四.合金車體變形控制具體措施

一.采用反變形方法

反變形方法時當下較為常見的變形控制措施之一，主要是針對鋁合金車體焊接件變形規律進行的有效控制。首先，在對其進行焊接前需要對焊件進行方向選擇，主要選擇方向是與可能變形方向相反，即進行人為變形。主要原理是反變形量與焊接變形量相等。進而將焊接變形進行互相抵消。例如：反變形方法主要應用在車頂大構件焊接作業中。在邊梁組件中預設一個反變形量。這樣就會讓車頂處在反變形條件下，然后對其進行焊接施工。并將該焊接可能出現的變形控制在規范標準條件之下。

（二）制定與實施發變形焊接技術

如何應用反變形焊接工藝，不是單一片面的簡單流程，而是更為科學、合理的系統布局。需要對其進行組織設計與步驟規劃。以開放式結構圓頂形狀板車頂組成焊接為主。其焊接工藝流程如下：1對圓頂板進行分組焊接、2對邊梁組件進行焊接、3對彎梁、相關組件、端板等進行加工、4對車頂總成部分進行安裝焊接、5對車頂總成進行反裝焊接、6對該焊接工藝進行檢測、調修。綜上所述，通過對開放式結構圓頂形狀板車頂組成焊接流程介紹，將其順序性進行闡明，而實際焊接作業中需要根據具體情況進行針對調整。

（三）提高焊接人員專業技能

鋁合金車體變形的主要因素是焊接人員工藝、技能薄弱，從焊接工藝角度出發，將人的能力進行提升十分重要。首先，應該建立焊接人才培養體系。根據軌道車輛大批生產現狀，將焊接質量與車輛產量進行同步提升尤為關鍵。可以采用校企合作方式，如與中職、技校進行學產合一聯合辦學，使優秀焊接人才進入企業。其次，加強對內部焊接人才進行培養，并建立考核機制，給予優秀人才經濟嘉獎。最后，可以針對焊接工藝進行大比武，定期、定時舉行相關學習，為優秀人才培養奠定堅實基礎。

（四）建立精細化管理模式

第一、焊接質量方面的精細化管理，合金車體焊接中質量管理應從前期設計階段入手，對作業現場進行認真考察，并結合設計圖紙提供相關作業方案，保證作業質量的可靠性及優質性。第一，企業應該采用“精細化管理方式”，對合金車體焊接作業質量進行全面控制，對作業各個環節流程進行精細化標準要求，通過利用質量檢測、監督小組，不定時對逐個作業環節進行質量抽查，保障其作業質量的合格性與標準性。第二，建立質量監督體系，并通過與研究方、技術機構等進行合作，將質量監督以規章流程進行方式管控，對出現質量問題的環節進行責任明確，并給予嚴格處罰，一旦發現質量問題必須讓其迅速返工，不能存在“差不多、無所謂”等消極管理態度。為合金車輛焊接作業的質量提升奠定堅實基礎。

第二、焊接技術方面的精細化管理，焊接技術的科學、合理應用對提升工程質量起到決定性影響作用。首先，企業應對合金車體變形進行深入了解，將作業中可能存在的技術隱患與變形風險進行排除，并結合作業現場實際情況不斷投入新技術、新設備。通過對焊接技術、焊接質量的精細化管理，可以為減少合金車體變形起到一定防范作用。

結論：綜上所述，通過對合金車體變形及其控制策略進行分析研究，主要包括：合金車體特點概述、合金車體變形的影響分析、造成合金車體變形的原因分析、合金車體變形控制具體措施，其包括建立精細化管理模式、制定與實施發變形焊接技術、提高焊接人員專業技能、采用反變形方法等，從多方面、多角度對合金車體變形及其控制策略進行闡明，為下一步工作開展奠定堅實基礎。

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