反變形工藝在鋁合金車體平頂組焊中的應用研究

葛佳棋 萬升云 湯旭祥 曹興華 鄭小康 李廣立

(1.中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司 江蘇 常州 213011；2.中車南京浦鎮車輛有限公司 江蘇 南京 210031)

目前國內鋁合金地鐵車輛空調承載系統大多采用空調平頂結構，該結構具有自身強度大、空調噪聲小、乘客舒適度高的優點。同時，空調平頂板焊接采用先進的攪拌摩擦焊技術(FSW)，該方法焊接過程穩定、可靠，不需填充金屬和保護氣體，無弧光、煙塵等，符合軌道車輛“綠色交通”的發展方向[1-2]。

然而空調平頂的高強度模塊化結構，導致其焊后尺寸難以調修，故空調平頂組焊尺寸控制顯得尤為重要。下文從軌道車輛生產中常用的反變形工藝出發，研究不同反變形量對平頂組焊過程的影響，并尋求最佳工藝方案。

1 軌道車輛車頂及平頂結構介紹

圖1所示為鋁合金地鐵車輛車頂三維結構示意圖，是由2根車頂邊梁、2個空調平頂模塊、3個圓頂模塊組焊而成；圖2為空調平頂三維結構示意圖，是由2根平頂吊掛壁、3塊平頂板和2塊中頂板組焊而成。其中3塊平頂板采用攪拌摩擦焊焊接而成，平頂板與2根平頂吊掛臂進行平頂自動焊，最后進行兩端中頂板的手工焊接。空調平頂型材材質為6005A-T6，其化學成分(質量分數)如下：0.5%≤ω(Si)≤0.9%，ω(Fe)=0.35%，ω(Cu)=0.3%，ω(Mn)=0.5%，0.4%≤ω(Mg)≤0.7%，ω(Cr)=0.3%，ω(Zn)=0.2%。

圖1 車頂三維結構示意圖

圖2 平頂三維結構示意圖

2 攪拌摩擦焊平頂板反變形應用研究

2.1 攪拌摩擦焊平頂板結構簡介及工藝流程介紹

如圖3所示，攪拌摩擦焊平頂板是由3塊長度為3 800 mm型材拼焊而成，焊接接頭細節如圖4所示。……