某车型铝合金车体过渡边梁焊接裂纹分析

张 健 程石来 朴圣君 耿靖贺

(青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司 山东 青岛 266111)

在城市公共交通工具中，轨道车辆涵盖城区地下与地上，是具有高密度、高运量的轨道交通系统。从制造角度来说，车体质量安全对于地铁车辆的运行至关重要。目前车体制造过程中广泛使用铝合金材料，主要是因为铝合金具有质轻节能、比强度高、耐腐蚀等优点。在某些结构复杂应力比较集中的情况下，铝合金焊接接头出现失稳开裂的倾向较大。合理的结构设计，合适的材料选用可有效避免接头裂纹的产生[1]。下文基于某车型铝合金车体底架组成过渡边梁与其两端堵板焊接过程中接头区域出现裂纹的情况，通过一系列试验及模拟，最终消除接头区域的裂纹。

1 试验方法及过程

图1所示为该车型车体过渡边梁及堵板在底架组成结构中的位置。圆圈所圈定的即为裂纹发生区域。图2所示为现场发现的接头区域经PT探伤后的裂纹的线性显示。

图1 过渡边梁及堵板位置三维图

图2 经PT探伤后的裂纹线性显示

可以看出，裂纹位于过渡边梁与堵板焊接接头区域，且靠近堵板一侧，大致位于熔合线及热影响区内。同时过渡边梁与堵板连接焊缝中，有2条焊缝在PA位置焊接，2条焊缝在PF位置焊接。裂纹主要出现在PA位置的焊缝接头区域内。

过渡边梁材质为6082铝合金，材料形式为板材，热处理状态为T6，板厚为8 mm。堵板材质为6082铝合金，材料形式为板材，热处理状态为T6，板厚为20 mm。……