金属材料增材制造技术

随着近些年技术的不断创新与突破,3D打印技术已经在很多行业实现了成功的应用。本文将对金属3D打印技术当中的选择性激光熔化成形、激光直接沉积增材成形、电子束熔丝沉积技术和电子束选区熔化成形金属材料钛合金、镍合金、不锈钢合金、低熔点合金的成形工艺及其特点进行综述。

A6N01S-T5铝合金接头疲劳性能

A6N01S-T5铝合金在现代化高速列车中应用广泛,制造铝合金高速列车车体时,焊接式最主要的连接方式,据统计,铝合金结构件中90%的断裂是由承受重复性动载的焊接接头的疲劳破坏引起的,研究了A6N01S-T5铝合金焊接接头疲劳性能,结果显示,同种焊接接头带余高试件比平滑接头的疲劳强度低,机加工的方式和精度很大程度上影响试件的疲劳性能。

搅拌摩擦焊型材装配间隙容限试验研究

针对铝合金车体侧墙型材搅拌摩擦焊装配间隙容限进行了工艺研究。结果表明,在其他焊接条件不变的情况下,当型材装配间隙小于1.2 mm时,焊缝表面成型良好,焊缝内部也未出现缺陷;当型材装配间隙为1.2 mm时,焊缝表面出现了飞边及沟槽缺陷,焊缝内部产生隧道型缺陷;随着装配间隙的不断增大,焊缝接头的抗拉强度随之减小。为保证行车安全,型材装配间隙应控制在1.2 mm以下。

列车地板6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究

对4mm列车地板6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行高周疲劳性能研究。采用优化的工艺进行焊接，对试样进行轴向高周疲劳试验，得到了焊接接头疲劳性能的平均S-N，曲线和疲劳极限。用扫描电镜观察疲劳断口的微观形貌并分析了疲劳断裂机理。结果表明：列地板6005A-T6铝合金FSW接头疲劳试样，其起裂位置包括试样上、下表面及侧面区域，其断裂位置大部分在距离焊缝中心3-7mm的范围内，即接头的热机影响区及热影响区。接头疲劳断口的裂纹扩展区存在比较明显的疲劳裂纹，该区域主要以脆性解理断裂为主，瞬时断裂区主要为韧性断裂。

不同MIG焊方法对7N01-T4铝合金焊接接头力学性能的影响

采用硬度、拉伸和微型剪切试验研究了轨道列车用7N01-T4铝合金在单脉冲MIG焊、双脉冲MIG焊和超威弧MIG焊三种焊接工艺条件下焊接接头的力学性能。结果表明:双脉冲MIG焊焊接接头系数要高于单脉冲焊和超威弧焊;双脉冲焊和超威弧焊比单脉冲焊的热影响区宽度要窄;超威弧焊接接头的韧性和塑性均要优于双脉冲接头和单脉冲接头。超威弧MIG焊接方法可以改善铝合金焊接接头整体性能。

多次补焊对6061-T6铝合金T型接头疲劳性能的影响

对多次补焊下的高速列车用6061-T6铝合金T型接头进行三点弯曲疲劳性能试验,并对疲劳断口做了扫描观察与分析。结果表明:焊接接头指定寿命为1×107次的中值疲劳极限强度随着补焊次数的增加而下降,且补焊次数越多下降幅度越大。疲劳试验中的断裂试件均在焊趾处启裂,裂纹往母材方向延伸,其断口全貌呈纤维状;启裂区和扩展区疲劳纹清晰且较为粗大,但启裂源并不明显;终断区为浅韧窝型韧性断口。

不锈钢/碳钢异种金属螺柱焊工艺优化及接头性能分析

分别以碳钢为基板材料,不锈钢为螺柱材料进行电容储能式螺柱焊接。采用粗视及弯曲试验相结合的校验方法对焊接工艺的成形效果进行评价,确定优选的工艺参数,并对优化工艺下的焊接接头微观组织及抗拉强度进行了研究。研究结果表明,本试验中优选的工艺参数为焊接电压100 V,螺柱伸出长度5 mm。在该工艺参数下焊接接头的抗拉强度可达376 MPa。焊缝组织主要由奥氏体及弥散分布的碳化物组成,热影响区主要由铁素体及弥散分布的碳化物组成,并含有少量的珠光体。焊缝及两侧熔合区均发生了C、Cr等元素的扩散。

A5083P-O铝合金MIG焊接接头组织及疲劳性能研究

A5083铝合金为Al-Mg系防锈型铝合金,不可热处理强化,塑性较好,但强度较低,其耐蚀性和焊接性良好,退火状态时切削加工性较差。研究4 mm厚度A5083P-O MIG焊接接头的组织、硬度及其疲劳强度,发现接头的焊缝组织主要是以细小的枝晶为主,熔合线靠母材侧为垂直于熔合线的细长柱状晶粒。焊接接头各区域硬度值为70~80 HV,热影响区的软化现象不明显。接头的条件疲劳强度能够达到95 MPa。

A7N01S-T5铝合金焊接接头应力腐蚀性能

通过四点弯梁恒位移应力腐蚀实验方法对A7N01S-T5焊接接头进行应力腐蚀实验研究,通过失重研究焊接接头的腐蚀动力学变化趋势,通过激光共聚焦显微镜观察焊接接头的微观腐蚀形貌,并对热影响区、焊缝区和母材区的腐蚀面积率和腐蚀深度进行统计,比较各区的腐蚀程度。结果表明,在NaCl腐蚀介质中,A7N01S-T5焊接接头的失重呈对数增长趋势,微观形貌表明,热影响区的腐蚀程度最大,焊缝区腐蚀程度最小。

多次补焊对5083-H111铝合金焊接接头组织与性能的影响

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及金相显微组织分析，研究多次补焊对5083- H111铝合金焊接接头组织与性能的影响。结果表明：未补焊和一次补焊~四次补焊时拉伸试件均断于焊缝，接头抗拉强度随补焊次数增加变化不大，并且均满足相关标准要求；未补焊和一次补焊~四次补焊焊接接头均具有良好的弯曲性能；未补焊和一次补焊~四次补焊时熔合线接头各区域硬度值变化不大，均无明显软化现象；接头各个区域的显微组织在补焊前后无明显变化。

面向轨道交通车辆制造的焊接管理系统开发研究

针对轨道交通铝合金车体焊接的特点,开发了一套集成焊接工艺设计、焊接工艺免评判断、焊工管理及资质匹配、焊接材料消耗定额计算、焊接参数自动下达等功能的焊接专家系统。该系统根据变参数坡口模型和迭代计算法实现了复杂焊接过程焊接材料消耗定额计算功能和部件焊接材料消耗定额快速估算两项功能,其计算结果能为企业在准备生产原料、评估生产成本时提供有价值的参考。

地铁列车车顶结构焊接变形模拟

以地铁列车车顶结构为研究对象,应用数值模拟技术开展其焊接变形的研究。基于分段温度函数法的高效计算方法,建立了该焊接结构的三维有限元模型,得到了其准稳态温度场和焊后变形分布。同时对圆顶结构的实际变形情况进行测量,对模拟结果进行了验证。对比结果证明,模拟结果可以较好地符合实际,其趋势相同,最大变形量误差在20%以内,具有一定的参考性。说明了使用分段温度函数法对大型结构进行模拟具有较高的准确性,也为进一步控制车顶结构的变形提供了方法和依据。

制造业智能化发展进程及关键技术

新时代科学技术环境和经济发展环境对制造业提出了新的要求,在各行业都在追求核心技术发展和资源再分配的现实语境下,智能化创新对于加速制造业转型和促进其发展方面显得尤为重要。本文将从制造业智能化发展的进程以及关键技术(产品研发、生产制造等方面)梳理产业现状,我国将逐渐步入由智能化制造大国向智能化制造强国发展的战略机遇期。

铝合金多次焊补疲劳性能研究

铝合金在重复焊接之后,极易造成焊缝附近区域微观晶粒组织粗大和焊缝附近区域存在焊接缺陷而导致应力集中,使焊接接头的疲劳性能下降,影响结构的安全性。EN1090-3[1]标准中规定,铝合金焊接修补次数不宜超过2次,为了验证修补次数超过2次后对疲劳性能的影响,本文对列车结构当中的关键焊缝进行模拟试验。试验结果表明,在修补3次后,接头的疲劳性能下降,难以满足使用要求。

不锈钢与耐候钢MIG电弧钎焊工艺

采用手工MIG电弧钎焊工艺对SUS304不锈钢与Q355GNHD耐候钢薄板对接接头进行工艺试验,按照相关技术标准进行焊接工艺评定。结果表明,MIG电弧钎焊工艺能够成功用于SUS304不锈钢和Q355GNHD耐候钢薄板对接接头的钎焊,焊缝成形质量良好,经X射线探伤无缺陷;接头的抗拉强度平均值为339.58 MPa,接头强度系数为78.97%。采用光学显微镜观察SUS304不锈钢与铜基钎料间产生的渗透裂纹,讨论渗透裂纹的产生机理。

不锈钢地铁车顶典型焊接接头有限元分析

针对不锈钢地铁车顶结构中的四种类型MAG焊典型焊接接头进行试验和有限元模拟分析。基于热-力完全耦合理论和热弹塑性有限元方法,利用大型有限元分析软件ABAQUS求解焊接过程中和焊后的温度及应力,模拟研究不锈钢地铁车顶典型焊接接头的温度场、应力场的演化行为以及残余应力的分布规律,并进行相应的焊接试验。结果表明:熔池计算结果与试验结果吻合良好;平板对接形式的应力分布是不锈钢车顶各类典型接头应力分布的本质形式;对于T型接头和卷边接头形式,竖板的应力分布不同。该有限元分析为不锈钢地铁车顶焊接制造提供了参考。

X2CrNiN18-7不锈钢CMT焊与MIG焊对比试验

使用CMT,MIG这2种焊接方法对X2CrNiN18-7不锈钢焊接,对得到的焊缝进行了外观形貌、组织构成、力学性能等方面的对比分析。结果表明:2种焊接方法焊缝外观形貌相似,CMT焊所得焊缝熔宽小于MIG焊的熔宽,CMT焊所得焊缝先析出δ铁素体,以FA模式凝固。室温组织由γ奥氏体、少量δ铁素体构成。接头由母材、热影响区、部分熔化区、焊缝柱状晶区构成,熔合线在母材部分熔化区和焊缝柱状晶区之间,靠近部分熔化区的热影响区部分析出条状平行铁素体,可抑制此区域热影响区晶粒的长大。相比CMT焊所得焊缝,MIG焊的特征区域缺少了部分熔化区以及等轴晶区。CMT焊接所得接头力学性能明显优于MIG焊。

多次补焊对铝合金焊接接头的影响

1.概述 近年来铁路车辆上大量采用了铝合金材料,但由于铝合金的导热率和热膨胀系数大,且极易氧化等特点,焊接时容易产生气孔、裂纹、未熔合等缺陷,因此,需经常对铝合金结构的焊缝进行修复和补焊.本文研究了多次补焊对高速列车用6061-T6铝合金焊接接头组织和性能的影响,以确定其焊接接头的合理补焊次数,为6061-T6铝合金结构的实际生产提供依据.2.试验材料及试验方法6061-T6铝合金焊接试板为300mm × 300mm × 16mm.

不锈钢地铁车体TIG自动焊应用研究

采用TIG自动焊技术研究了不锈钢地铁车辆用X2Cr Ni N18-7薄板的焊接工艺。结果表明:在选用合适的焊接参数条件下,焊缝不仅外观成形美观、焊接变形小,而且接头横截面也显示接头熔合良好,无不良焊接缺陷。

铁路货车制造企业焊接烟尘治理探讨

随着交通运输业的快速发展,各类交通运输工具业随之发展起来,其中铁路货车作为非常重要的一种运输工具,其在给交通运输带来便利的同时,也引发了环保问题。铁路货车制造企业在焊接工艺中,所带来的污染问题十分严重,采用有效的措施解决这一污染问题十分迫切。基于此,本文对焊接烟尘的性质进行了分析,提出了几点治理的方法,以供参考。