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摘要：焊接是铝合金地铁车辆不可或缺的连接技术。焊接用于制造几乎所有的轧件。在传统轧件的钢主结构中，焊接用于将装饰的铝板墙和天花板粘合到框架上，将地板覆盖物粘合到底板上，以及将绝热材料固定到车体内部。最近的高速列车具有现代轻质结构，包括铝制空心挤压件，夹层板或碳纤维增强塑料。本文对铝合金地铁车辆底架结构焊接变形控制进行了分析，以进一步提高铝合金地铁车辆底架结构焊接的质量。
关键词：铝合金；地铁车辆；底价结构；焊接变形
1.焊接变形
对于结构，焊接作为结构连接方法起着重要作用。即使对于传统的轧件，焊接的使用也在增加。例如，现在通过实验将焊接接合应用于铝制车身结构。此外，焊接用于使每个车体的外侧以及车体和车窗的外表面之间平滑。火车内外的空气动力噪声和能量消耗大大减少。
焊接接头内和周围的结构的变形，残余应力和降低的强度问题是造船业和其他类似制造业中的主要问题。焊接是最常用的金属连接方法，焊接变形的复杂问题是必须克服的障碍。在焊接期间的加热和冷却循环期间，在焊缝附近的金属和基底金属区域中发生热应变。加热过程中产生的应变伴随着塑性镦粗。由应变产生的应力结合并反应产生内力，导致材料收缩。取决于收缩模式，发生各种结构变形，例如弯曲、弯曲和旋转。这些变形称为焊接变形。
在焊接过程的加热和冷却循环期间，许多因素影响金属的收缩，使得精确的预变形失真复杂。难以实现。影响变形程度的金属的物理和机械性能随着热量的变化而变化。随着焊接区域的温度增加，钢的屈服强度、弹性模量和导热率降低，而比热的比热和热膨胀系数降低。
2.铝合金地铁车辆底架结构焊接变形控制
由于焊接热源局部加热焊接件，其温度分布不均匀，随着焊接的进行而变化。在焊接热循环期间，焊缝金属和焊缝附近的基底金属区域出现复杂的应变。焊接过程中产生的应变伴随着塑性镦粗，因此焊接完成后残留应力仍然存在。这些应力和变形在焊接制造中引起许多问题。焊接过程中的热应力经常导致开裂。焊缝附近的高拉伸残余应力可能促进焊件的断裂。基板中的压缩残余应力通常与变形相结合，可降低抗弯强度。纠正不可接受的失真是非常昂贵的，并且在某些情况下是不可能的。
为了适应冷却时焊接接头的收缩，应力必须达到焊接金属的屈服强度。屈服强度越高，可能会使组件变形的残余应力越高。相反，较低强度材料的变形不太可能。弹性模量是材料刚度的量度。较高模量的材料更可能抵抗变形。导热率可以衡量热量流过材料的难易程度。具有低导热率的金属不会快速散热，并且导致陡峭的温度梯度。因此，焊缝和相邻板中的收缩效应增加。金属在愈合或冷却循环期间将经历的膨胀或混合量取决于热膨胀系数。在具有较高热膨胀系数的金属中，变形的可能性将更大，因为预期它们在焊接金属和相邻金属的冷却过程中经历更高的收缩。建议采用基于热致扭曲逻辑顺序的简化方法来估算焊接板的横向收缩。
通过假设近场和焦油场区域，已经开发了一种用于预测焊接引起的横向收缩的数学模型。假设近场从焊接线延伸到达到峰值温度为350℃的距离，并且板的其余部分被认为包括远场。预计塑性变形仅在近场中发生，而远场在整个加热和冷却循环中表现为弹性。通过假设准静止状态，并使用与温度相关的比热和热导率，解决了与移动焊接电弧相关的温度场。考虑到温度相关的热膨胀系数的残余收缩率是通过将近场细分为有限条带来计算的。
假设来自电弧的有效热量在两个板中均匀分布。因此，对于失真分析，仅考虑一个板。该数学模型基于以下假设：板由热弹塑性区和完全弹性区构成。前者靠近焊接接头，被称为近场，其余部分在加热和冷却阶段保持弹性，被称为远场。
收缩率测量是在对接焊接的低碳钢样品上进行的，使用埋弧焊，单面焊接。板材尺寸和焊接。板材经过组装，点焊和装配运行，打开并运行选项卡。凸片具有与板的边缘细节相同的边缘细节。焊接从一端到另一端进行。在焊接之前在板上绘制平行于焊接线的线，并且在板的中间部分的线上的一些预定位置被打孔标记。在焊接之前和之后测量这些线之间的距离。横向收缩是通过这些测量值在板的整个宽度上的差异获得的。该值的一半被视为每个板的收缩率。
从尺寸控制的角度来看，由于焊接引起的船板收缩程度的预测是非常重要的。一个简单易用的数学工具将对设计人员有很大帮助，以解决在制造各种平板面板时发生的收缩。结果表明，开发的基于PC的软件是非常可靠的，在实际情况下，是设计用于解决焊接收縮的工具。
随着现代计算机的发展，可以以合理的成本和时间分析焊接过程中的瞬态热应力和金属运动。Tall4于1961年首次尝试使用计算机分析焊接过程中的热应力。他在沿着钢带中心线的焊缝焊接过程中开发了一个简单的热应力程序。温度分布的确定被视为二维问题。对于应力分析，纵向应力O’x仅被视为横向距离y的函数，并且假设O’y和Txy为零。
3.结语
本文针对铝合金的结构特点，分析了铝合金地铁车辆底架结构焊接过程中变形的控制方法。这些控制手段的应用可以有效提高生产效率，减少返工次数，降低生产成本。
参考文献：
[1]乔辉.地铁列车的结构及构造原理[J].科技信息，2012（04）：37-38.
[2]王立夫，王金金，杨艳群，等.B型铝合金地铁底架制造工艺[J].金属加工（热加工），2012（22）：54-56.
关键词：铝合金；地铁车辆；底价结构；焊接变形
1.焊接变形
对于结构，焊接作为结构连接方法起着重要作用。即使对于传统的轧件，焊接的使用也在增加。例如，现在通过实验将焊接接合应用于铝制车身结构。此外，焊接用于使每个车体的外侧以及车体和车窗的外表面之间平滑。火车内外的空气动力噪声和能量消耗大大减少。
焊接接头内和周围的结构的变形，残余应力和降低的强度问题是造船业和其他类似制造业中的主要问题。焊接是最常用的金属连接方法，焊接变形的复杂问题是必须克服的障碍。在焊接期间的加热和冷却循环期间，在焊缝附近的金属和基底金属区域中发生热应变。加热过程中产生的应变伴随着塑性镦粗。由应变产生的应力结合并反应产生内力，导致材料收缩。取决于收缩模式，发生各种结构变形，例如弯曲、弯曲和旋转。这些变形称为焊接变形。
在焊接过程的加热和冷却循环期间，许多因素影响金属的收缩，使得精确的预变形失真复杂。难以实现。影响变形程度的金属的物理和机械性能随着热量的变化而变化。随着焊接区域的温度增加，钢的屈服强度、弹性模量和导热率降低，而比热的比热和热膨胀系数降低。
2.铝合金地铁车辆底架结构焊接变形控制
由于焊接热源局部加热焊接件，其温度分布不均匀，随着焊接的进行而变化。在焊接热循环期间，焊缝金属和焊缝附近的基底金属区域出现复杂的应变。焊接过程中产生的应变伴随着塑性镦粗，因此焊接完成后残留应力仍然存在。这些应力和变形在焊接制造中引起许多问题。焊接过程中的热应力经常导致开裂。焊缝附近的高拉伸残余应力可能促进焊件的断裂。基板中的压缩残余应力通常与变形相结合，可降低抗弯强度。纠正不可接受的失真是非常昂贵的，并且在某些情况下是不可能的。
为了适应冷却时焊接接头的收缩，应力必须达到焊接金属的屈服强度。屈服强度越高，可能会使组件变形的残余应力越高。相反，较低强度材料的变形不太可能。弹性模量是材料刚度的量度。较高模量的材料更可能抵抗变形。导热率可以衡量热量流过材料的难易程度。具有低导热率的金属不会快速散热，并且导致陡峭的温度梯度。因此，焊缝和相邻板中的收缩效应增加。金属在愈合或冷却循环期间将经历的膨胀或混合量取决于热膨胀系数。在具有较高热膨胀系数的金属中，变形的可能性将更大，因为预期它们在焊接金属和相邻金属的冷却过程中经历更高的收缩。建议采用基于热致扭曲逻辑顺序的简化方法来估算焊接板的横向收缩。
通过假设近场和焦油场区域，已经开发了一种用于预测焊接引起的横向收缩的数学模型。假设近场从焊接线延伸到达到峰值温度为350℃的距离，并且板的其余部分被认为包括远场。预计塑性变形仅在近场中发生，而远场在整个加热和冷却循环中表现为弹性。通过假设准静止状态，并使用与温度相关的比热和热导率，解决了与移动焊接电弧相关的温度场。考虑到温度相关的热膨胀系数的残余收缩率是通过将近场细分为有限条带来计算的。
假设来自电弧的有效热量在两个板中均匀分布。因此，对于失真分析，仅考虑一个板。该数学模型基于以下假设：板由热弹塑性区和完全弹性区构成。前者靠近焊接接头，被称为近场，其余部分在加热和冷却阶段保持弹性，被称为远场。
收缩率测量是在对接焊接的低碳钢样品上进行的，使用埋弧焊，单面焊接。板材尺寸和焊接。板材经过组装，点焊和装配运行，打开并运行选项卡。凸片具有与板的边缘细节相同的边缘细节。焊接从一端到另一端进行。在焊接之前在板上绘制平行于焊接线的线，并且在板的中间部分的线上的一些预定位置被打孔标记。在焊接之前和之后测量这些线之间的距离。横向收缩是通过这些测量值在板的整个宽度上的差异获得的。该值的一半被视为每个板的收缩率。
从尺寸控制的角度来看，由于焊接引起的船板收缩程度的预测是非常重要的。一个简单易用的数学工具将对设计人员有很大帮助，以解决在制造各种平板面板时发生的收缩。结果表明，开发的基于PC的软件是非常可靠的，在实际情况下，是设计用于解决焊接收縮的工具。
随着现代计算机的发展，可以以合理的成本和时间分析焊接过程中的瞬态热应力和金属运动。Tall4于1961年首次尝试使用计算机分析焊接过程中的热应力。他在沿着钢带中心线的焊缝焊接过程中开发了一个简单的热应力程序。温度分布的确定被视为二维问题。对于应力分析，纵向应力O’x仅被视为横向距离y的函数，并且假设O’y和Txy为零。
3.结语
本文针对铝合金的结构特点，分析了铝合金地铁车辆底架结构焊接过程中变形的控制方法。这些控制手段的应用可以有效提高生产效率，减少返工次数，降低生产成本。
参考文献：
[1]乔辉.地铁列车的结构及构造原理[J].科技信息，2012（04）：37-38.
[2]王立夫，王金金，杨艳群，等.B型铝合金地铁底架制造工艺[J].金属加工（热加工），2012（22）：54-56.