鋁合金車廂側(cè)墻焊接難點分析及焊接工藝優(yōu)化研究

葉瓊 魯靜 吳繼波

株洲中車特種裝備科技有限公司 湖南 株洲 412001

前言

隨著物流運輸發(fā)展，鋁合金車廂應用越來越多，提高車廂側(cè)墻焊接質(zhì)量，對目前焊接工藝進行優(yōu)化，具有重要意義。車廂焊接中存在的問題，主要表現(xiàn)在焊接技術達不到行業(yè)標準、質(zhì)量控制理念落后等。相關人員應對此強化重視程度，研究合理的焊接工藝，實現(xiàn)鋁合金車廂側(cè)墻焊接質(zhì)量提升，解決焊接難點問題。

1 鋁合金車廂側(cè)墻結(jié)構及焊接難點

1.1 側(cè)墻結(jié)構

本次焊接側(cè)墻的結(jié)構全長13000mm，高度為2500mm，側(cè)墻部分主要有上橫梁、側(cè)墻板和下橫梁組成。實踐操作中，為裝配方便，確保足夠平整度，將側(cè)墻板上梁部分設計為T型接頭形式。內(nèi)外結(jié)構使用滿焊工藝，薄板焊腳尺寸保持在2mm，厚板的焊腳尺寸4mm，一面焊接完成后，翻轉(zhuǎn)側(cè)墻,繼續(xù)焊接另一面，確保焊接過程連續(xù)性[1]。

焊接技術方案對側(cè)墻焊接標準進行嚴格要求，要求焊縫熔深達到1.5mm以上。針對該側(cè)墻的總成而言，采用了不承受載荷的連續(xù)焊縫工藝。實際工作中，對焊接縫的標準進行嚴格規(guī)范，相關標準應該滿足ISO10042-2019《鋁及鋁合金弧焊接頭-質(zhì)量等級》D級。側(cè)墻結(jié)構焊接中，平面度≤3mm，對角線誤差≤2mm，并且焊接車廂無明顯扭曲變形現(xiàn)象。

1.2 難點分析

側(cè)墻焊接難點問題主要來自產(chǎn)品尺寸數(shù)據(jù)。側(cè)墻的主要制作流程為裝配、焊接與傳送，焊接作為主要工序之一，其質(zhì)量和技術應用程度直接關系到車廂整體結(jié)構的穩(wěn)定性。實踐工作中，技術人員需要分析側(cè)墻焊接中存在的主要問題，對其中難點和重點進行分析，并且制定有效方案，提升焊接技術應用水平。焊接生產(chǎn)線采用的主要焊接方式為MIG焊法，在焊接技術應用環(huán)節(jié)，對于參數(shù)和順序進行有效控制至關重要。但是，在具體焊接過程中，經(jīng)常出現(xiàn)參數(shù)設計不合理，影響焊接連續(xù)性的問題。焊接工作人員應對此提高重視力度，研究針對性解決方案，對焊接中的對角差值與尺寸進行控制，確保車廂焊接質(zhì)量得到保證。

焊接過程中，應考慮鋁合金材料具有較高的導熱概率，并且膨脹系數(shù)較大，使得焊接能量急速增加，在此過程中，焊接頭應力增加，并且受力較為復雜，容易發(fā)生焊接質(zhì)量問題。例如，燒穿、焊接位置融合不佳和氣孔等。對焊接中出現(xiàn)的難點問題進行控制，是優(yōu)化焊接工藝的關鍵舉措。

2 鋁合金車廂側(cè)墻焊接工藝優(yōu)化措施

2.1 焊接工藝與材料

針對側(cè)墻焊接中存在的焊接缺陷問題，對焊接尺寸控制不合理、焊縫較大這一問題進行明確，提出加強焊接工藝應用，明確焊接材料應用標準這一對策。使用金屬材料焊接工藝流程和標準，對材料和技術進行升級，并且對焊接質(zhì)量做出全面控制，預防出現(xiàn)側(cè)墻結(jié)構焊接不合理問題。對鋁合金材料焊接進行標準化作業(yè)是控制質(zhì)量問題的關鍵，工作人員應對此加強重視，對焊接材料的選擇應是側(cè)墻原件，同時，對工藝技術進行優(yōu)化，有效提升焊接水平。

技術應用中，應確保試驗件的尺寸滿足實際焊接條件，并且需要使用夾具和固定裝置，對焊接件進行控制。實際中，側(cè)墻主要使用6082和6005鋁合金，因此，需要配備合適的焊接絲，通常情況下，為全面提升焊接技術應用能力，使用型號為ER5356的焊絲進行操作，并且對焊接接頭進行控制，具體焊接過程中，以T形接頭、搭接接頭和對接接頭為主。

2.2 優(yōu)化焊接過程

焊接工藝應用中，對工作流程進行優(yōu)化，注重開展試件焊接，當技術標準達到一定要求后，并且檢驗合格后，組織正常焊接作業(yè)。工作過程中，根據(jù)以往的經(jīng)驗，對焊接工藝流程進行規(guī)范。

首先，技術人員需要選擇合適的鋁合金材質(zhì)，使用丙酮擦拭的方式，對表面油污進行擦拭。

其次，對焊接技術進行應用，根據(jù)實際要求和焊接中的技術標準，優(yōu)化工作人員操作技巧，并且對焊接工藝應用的合理性進行觀察，防止在鋁合金車廂焊接中出現(xiàn)嚴重的氣孔、焊穿和焊接縫較大問題。

最后，對不同焊接參數(shù)下，焊接質(zhì)量進行驗證，對比項目焊接技術規(guī)范，使得焊接技術應用具有合理性。本次焊接實踐中，技術人員選擇MIG焊接專機進行操作，配合使用直流反接法，將焊接槍的傾斜角控制在70～80°，氬氣流量控制在15～18L/min，通過該種方式，對焊接過程進行優(yōu)化，控制鋁合金車廂側(cè)墻焊接質(zhì)量。

2.3 結(jié)果分析與改進

焊接技術應用中，對工藝技術應用效果進行評價，參考ISO15913:2018。相關人員首先對焊接件的整體外觀進行檢查，明確焊接過程中存在的主要問題，并且提出合理化建議。相關的檢測方式主要有宏觀金相測試、金屬探討和外觀檢查等。

由于側(cè)墻角的焊縫熔深直接影響整體質(zhì)量，因此，在焊接工藝結(jié)果分析中，對焊縫熔深問題做出重點監(jiān)督，觀察不同接口位置焊接縫的熔深問題。熔深不足的主要原因是焊接過程中，電弧對母材的作用時間較短。根據(jù)現(xiàn)行技術標準，鋁合金車廂側(cè)墻薄板的熔深應達到0.36mm，厚板熔深為0.80mm。焊接工藝技術優(yōu)化中，也需要加強技術升級，對最新焊接技術進行應用，在本質(zhì)上提升鋁合金車廂側(cè)墻焊接技術水平[2]。

3 結(jié)束語

綜上所述，在鋁合金車廂側(cè)墻焊接中，需要明確焊接工藝，對材料進行合理選擇，并且堅持優(yōu)化整個焊接工藝，使得焊接質(zhì)量得到有效控制。實踐中，應對鋁合金車廂側(cè)墻焊接技術難點和遇到的主要問題進行分析，增加焊接人員專業(yè)素養(yǎng)、提升技術應用能力，對鋁合金側(cè)墻車廂焊接工作進行全面指導，達到理想焊接效果。