一種鐵路鋁合金貨車上漏斗脊及攪拌摩擦焊制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種鐵路貨車車輛的部件制作方法，具體涉及一種鐵路鋁合金貨車上漏斗脊及焊接制作方法，特別是一種利用攪拌摩擦焊制作鐵路鋁合金貨車上漏斗脊的方法，屬鐵路貨車制造技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
鐵路貨物運(yùn)輸是鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，鐵路上用于載運(yùn)貨物的車輛統(tǒng)稱為鐵路貨車。按其用途不同，可分為通用貨車和專用貨車。主要類型有棚車、敞車、罐車、平板車和漏斗車等。近來(lái)為了提高運(yùn)力，提出了采用鋁合金材料制作鐵路貨車，其中鋁合金鐵路漏斗車就是其中一種，但是現(xiàn)在的漏斗車都是采用的框架式結(jié)構(gòu)，即在轉(zhuǎn)向架上放置一個(gè)整體框架的車體，這些車體都是通過(guò)不同的型材組裝起來(lái)形成一個(gè)車體框架，再將鋼板或鋁合金板通過(guò)鉚接固定在框架的車體上。采用這樣的方法鐵路貨車制作出來(lái)的鐵路貨車，雖然采用了鋁合金材料可以減輕車體的重量，但是整體的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，施工難度大，而且外表由于框架都顯露在外面，所以不是顯得很整潔，很有必要對(duì)此加以改進(jìn)。
[0003]通過(guò)專利檢索沒(méi)發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同技術(shù)的專利文獻(xiàn)報(bào)道，與本發(fā)明有一定關(guān)系的專利主要有以下幾個(gè):
1、專利號(hào)為CN201320840086，名稱為“煤炭漏斗車上漏斗脊與側(cè)墻連接件”的發(fā)明專利，該專利公開(kāi)了一種煤炭漏斗車上漏斗脊與側(cè)墻連接件，該連接件呈鋁合金整體模壓成型結(jié)構(gòu)，它包括拱形側(cè)柱連接板和叉形下側(cè)梁連接板，所述拱形側(cè)柱連接板和叉形下側(cè)梁連接板均呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述拱形側(cè)柱連接板的兩側(cè)與叉形下側(cè)梁連接板的上端叉口兩側(cè)連為一體，所述拱形側(cè)柱連接板的下部與叉形下側(cè)梁連接板的上端叉口底部之間形成側(cè)柱安裝孔，所述叉形下側(cè)梁連接板的下端叉口形成上漏斗脊卡口。
[0004]2、專利號(hào)為CN201320843092，名稱為“鐵路煤炭漏斗車鋁合金斜撐板”的發(fā)明專利，該專利公開(kāi)了一種鐵路煤炭漏斗車鋁合金斜撐板，包括直角三角形板體，所述直角三角形板體呈整體模壓成型結(jié)構(gòu)，所述直角三角形板體上從短直角邊至小銳角方向設(shè)置有多個(gè)減重孔，所述直角三角形板體的斜邊上設(shè)置有斜邊卷邊，所述斜邊卷邊位于小銳角處的一端設(shè)置有角鋼安裝位，所述斜邊卷邊位于大銳角處的一端設(shè)置有漏斗脊加強(qiáng)板。
[0005]3、專利號(hào)為CN201320841576，名稱為“鐵路煤炭漏斗車下側(cè)梁連接結(jié)構(gòu)”的發(fā)明專利，該專利公開(kāi)了一種鐵路煤炭漏斗車下側(cè)梁連接結(jié)構(gòu)，其側(cè)梁具有型腔結(jié)構(gòu)的中空梁體，中空梁體的內(nèi)側(cè)面上部向外傾斜形成有斜坡面，斜坡面的頂部向上延伸形成有垂直翼，垂直翼與中空梁體的外側(cè)面之間形成有用于安裝上側(cè)墻退讓臺(tái)階；其下側(cè)墻與中空梁體的內(nèi)側(cè)面鉚接，其多根側(cè)柱垂直間隔布置并與中空梁體的外側(cè)面鉚接，其上側(cè)墻插入在中空梁體的垂直翼與多根側(cè)柱之間且三者鉚接為一體，其底架側(cè)梁位于中空梁體的一端、且也與中空梁體的內(nèi)側(cè)面鉚接。
[0006]所以上述這些專利雖然都涉及到鐵路漏斗車，也都提出了采用鋁合金對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些改進(jìn)，但都沒(méi)有從根本上改變現(xiàn)有的采用整體框架，再在上面鉚接鋁合金板的方式和結(jié)構(gòu)，因此現(xiàn)有鋁合金漏斗車裝貨口蓋開(kāi)啟的整體結(jié)構(gòu)制作復(fù)雜，外形不美觀的問(wèn)題仍然存在，仍有待進(jìn)一步加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有鐵路鋁合金漏斗車所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作難度大，外形不美觀的不足，提出一種新的鐵路鋁合金貨車上漏斗脊及其制作方法，該鐵路鋁合金貨車上漏斗脊具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，制作簡(jiǎn)便，外形美觀的特點(diǎn)。
[0008]為了達(dá)到這一目的，本發(fā)明提供了一種鐵路鋁合金貨車上漏斗脊，上漏斗脊整體由鋁合金型材拼接形成；根據(jù)車體上漏斗脊的形狀和要求，采用不同鋁合金型材，通過(guò)攪拌摩擦焊將鋁合金型材相互焊接起來(lái)，形成整塊鋁合金上漏斗脊。
[0009]進(jìn)一步地，所述的鋁合金型材包括2種型材，其中，“A”字形鋁合金型材I件，復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材2件，共計(jì)3件；所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材包括一個(gè)直邊，在直邊的內(nèi)面有兩個(gè)三角形的加強(qiáng)筋，直邊的下端頭垂直連接有一倒置的“F”形型材。
[0010]進(jìn)一步地，所述的鋁合金型材按照2塊復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材分別連接在“A”字形鋁合金型材的“A”字形鋁合金型材的兩個(gè)腳上，且復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材的直邊順著“A”字形鋁合金型材材的“A”字形鋁合金型材的“A”字形斜面連接，由2塊復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材材與“A”字形鋁合金型材材組合拼接焊接在一起，形成整體上漏斗脊。
[0011]進(jìn)一步地，所述的組合拼接焊接是攪拌摩擦焊，2塊復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材材與“A”字形鋁合金型材材通過(guò)攪拌摩擦焊連接在一起，形成整體上漏斗脊。
[0012]一種實(shí)現(xiàn)上述鐵路鋁合金漏斗車上漏斗脊的攪拌摩擦焊接方法，將組成鐵路鋁合金貨車上漏斗脊的鋁合金型材按照順序排列起來(lái)，并通過(guò)攪拌摩擦焊將各鋁合金型材相互之間焊接連接在一起，形成整塊的鐵路鋁合金漏斗車上漏斗脊。
[0013]進(jìn)一步地，所述的攪拌摩擦焊工藝過(guò)程為:
1)型材檢驗(yàn)；
2)焊前準(zhǔn)備；
3)型材裝配；
4)攪拌摩擦焊接一邊；
5)焊后去飛邊；
6)焊后滾壓校形；
7)攪拌摩擦焊接另一邊；
8)焊后去飛邊；
9)焊后滾壓校形；
10)焊縫背面打磨；
11)最終檢驗(yàn)。
[0014]進(jìn)一步地，所述的型材檢驗(yàn)是側(cè)墻在進(jìn)行攪拌摩擦焊接前按檢驗(yàn)規(guī)程對(duì)型材進(jìn)行抽檢，抽檢完后準(zhǔn)備型材三件(包括“A”字形鋁合金型材材一件，復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材材兩件)，用電動(dòng)鋼絲刷對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行機(jī)械打磨，要求去除表面氧化膜，打磨結(jié)束后，用酒精或丙酮擦拭待焊區(qū)域上下表面及對(duì)接面。
[0015]進(jìn)一步地，所述的焊前準(zhǔn)備是用千分尺測(cè)量焊接區(qū)域厚度，要求每500mm測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，并用記號(hào)筆將測(cè)量值標(biāo)于型材上；測(cè)量結(jié)束后，對(duì)“A”字形鋁合金型材材和復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材材進(jìn)行選擇裝配，裝配前檢查焊接墊板有無(wú)凹坑和鋁肩等異物，并對(duì)焊接墊板進(jìn)行清理。
[0016]進(jìn)一步地，所述的型材裝配是先選擇“A”字形鋁合金型材材和復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材各一件，裝入焊接設(shè)備工裝內(nèi)，壓緊上表面，要求墊板與型材焊接區(qū)域貼實(shí)，側(cè)頂頂緊，裝配間隙< 0.4_，錯(cuò)邊量< 0.4_;裝配完成后，選用攪拌頭，其中預(yù)焊攪拌頭規(guī)格為:軸肩?8mm，同心圓環(huán)；針長(zhǎng)1mm。錐形、帶螺紋；正式焊接攪拌頭規(guī)格為:針長(zhǎng)T-0.3mm ^ L ^ T-0.2mm，軸肩:Φ20πιπι ;軸肩形式:外凸螺旋線。攪拌針形式規(guī)格為:錐形、帶螺紋、三切面。
[0017]進(jìn)一步地，所述的攪拌摩擦焊接一邊是編輯第一條焊縫的焊接程序，并進(jìn)行模擬，要求對(duì)中偏差< 0.4mm，單條焊縫起始和結(jié)束端未焊長(zhǎng)度< 1mm ;預(yù)焊參數(shù):轉(zhuǎn)速1400rpm，焊速1000mm/min，正式焊參數(shù):轉(zhuǎn)速1400rpm，焊速1000mm/min，采用預(yù)焊攪拌頭和正式焊攪拌頭先后進(jìn)行焊接；焊接過(guò)程中要求壓入量0.1?0.3mm。
[0018]進(jìn)一步地，所述的焊后去飛邊是待全部焊接完后，用剔刀將焊接飛邊剔除，操作時(shí)保證焊縫表面與母材圓滑過(guò)渡。
[0019]進(jìn)一步地，所述的滾壓校形是清除飛邊后，用滾輪對(duì)焊縫進(jìn)行滾壓校形，滾壓前先檢查校形滾輪及滾輪架，如滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、滾輪軸及滾輪架磨出溝槽、滾輪體表面磨出凹坑等情況，均應(yīng)更換滾輪。滾輪寬度23mm，直徑彡40mm。滾壓校形參數(shù):壓力12KN，速度1000mm/mino
[0020]進(jìn)一步地，所述的攪拌摩擦焊接另一邊是滾壓校形完第一條焊縫后，將工件從焊接工裝上卸下，再將另一件復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材與對(duì)焊接后的型材材進(jìn)行裝配，重復(fù)第一條焊縫的工序，焊接第二條焊縫。
[0021]進(jìn)一步地，所述的焊縫背面打磨是焊接完后，將焊接好的上漏斗脊從焊接工裝上卸下，將千葉輪裝在電動(dòng)砂輪機(jī)上對(duì)焊縫背面進(jìn)行機(jī)械打磨。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明采取鋁合金型材拼接形成鐵路鋁合金漏斗車上漏斗脊，主要有以下特點(diǎn):
(1)采用鋁合金型材組成墻板，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度高，外形美觀的特點(diǎn)，相比原來(lái)的用板鉚接在框架上，整體強(qiáng)度要提高很多，而且外形十分美觀漂亮；
(2)焊接接頭熱影響區(qū)顯微組織變化小.殘余應(yīng)力比較低，焊接工件變形?。煌ㄟ^(guò)合理的排列型材可以使得整體結(jié)構(gòu)得到很好的優(yōu)化；
(3)能一次憲成較長(zhǎng)焊縫、大截面、不同位置的焊接，適用廣；
(4)操作過(guò)程方便實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗低，功效高；
(5)無(wú)需添加焊絲，焊鋁合金時(shí)不需焊前除氧化膜，不需要保護(hù)氣體，成本低；
(6)焊接過(guò)程安全、無(wú)缺陷、無(wú)飛濺、無(wú)污染、無(wú)煙塵、無(wú)輻射等；
(7)焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的鐵路鋁合金貨車上漏斗脊結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的鐵路鋁合金貨車上漏斗脊截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的“A”字形鋁合金型材結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0025]實(shí)施例一
通過(guò)附圖可以看出，本發(fā)明涉及一種鐵路鋁合金貨車上漏斗脊，上漏斗脊整體由鋁合金型材拼接形成；根據(jù)車體上漏斗脊的形狀和要求，采用不同鋁合金型材，通過(guò)攪拌摩擦焊將鋁合金型材相互焊接起來(lái)，形成整塊鋁合金上漏斗脊。
[0026]所述的鋁合金型材包括“A”字形鋁合金型材I和復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材2兩種型材，其中，“A”字形鋁合金型材I件，復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材2件，共計(jì)3件；所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材2包括一個(gè)直邊3，在直邊3的內(nèi)面有兩個(gè)三角形的加強(qiáng)筋，一個(gè)是小三角筋條4，一個(gè)是大三角筋條5 ;直邊3的下端頭垂直連接有一倒置的“F”形型材6。
[0027]所述的鋁合金型材按照2塊復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材分別連接在“A”字形鋁合金型材的“A”字形鋁合金型材的兩個(gè)腳上，且復(fù)合結(jié)構(gòu)鋁合金型材的直邊