一種鐵路鋁合金貨車端墻及其攪拌摩擦焊制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種鐵路貨車車輛的部件及其制作方法，具體涉及一種鐵路貨車端墻及其焊接制作方法，特別是一種利用攪拌摩擦焊制作鐵路鋁合金貨車端墻的方法及產(chǎn)品，屬鐵路貨車制造技術領域。
[0002]【背景技術】:
鐵路貨物運輸是鐵路運輸?shù)闹匾M成部分，鐵路上用于載運貨物的車輛統(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。近來為了提高運力，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構，即在轉向架上放置一個整體框架的車體，這些車體都是通過不同的型材組裝起來形成一個車體框架，再將鋼板或鋁合金板通過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，但是整體的結構很復雜，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，很有必要對此加以改進。
[0003]通過專利檢索沒發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同技術的專利文獻報道，與本發(fā)明有一定關系的專利主要有以下幾個:
1、專利號為CN201420574269，名稱為“一種鐵路貨車及其端墻”的實用新型專利，該專利公開了一種鐵路貨車及其端墻，其結構簡單，制造難度低，所需的零部件較少，且具有較高的強度和剛度，使用可靠性較好。所述端墻包括由左至右依次連接的若干分墻板，所述分墻板包括均在上下方向上延伸的內側板和外側板，所述內側板和外側板相互連接，且兩者之間具有中空腔，所述中空腔內設有加強筋。
[0004]2、專利號為CN201320893077，名稱為“一種鐵路貨車車體整體端墻板”的實用新型專利，該專利公開了一種鐵路貨車車體整體端墻板，包括鋁合金擠壓型材制成的橫帶和墻板，所述橫帶和墻板之間采用攪拌摩擦焊工藝焊接在一起。
[0005]3、專利號為CN201410787613，名稱為“一種端墻外凸式大容積煤炭漏斗車”的發(fā)明專利，該專利公開了一種端墻外凸式大容積煤炭漏斗車，其特征在于:它包括一車體，所述車體包括兩對稱向內傾斜設置的端墻，每一所述端的上段由一板結構經(jīng)過兩次彎折而成，形成一截面為梯形的槽體；所述端墻的下段由一板結構經(jīng)過五次彎折而成，形成一位于下段中部的矩形外凸槽，所述矩形外凸槽伸入靠近所述端墻一側的一車輪對之間。本發(fā)明能夠充分利用所述車輪對之間的空間體積；在不影響煤炭下卸的前提下增加所述車體容積，且所述端墻具有更高的剛度，不容易受力變形。
[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結構進行一些改進，但都沒有從根本上改變現(xiàn)有的采用整體框架，再在上面鉚接鋁合金板的方式和結構，因此現(xiàn)有鋁合金漏斗車的整體結構制作復雜，外形不美觀的問題仍然存在，仍有待進一步加以改進。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有鐵路鋁合金漏斗車所存在的結構復雜，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端墻及其制作方法，該鐵路鋁合金貨車端墻具有結構簡單，制作簡便，外形美觀的特點。
[0008]為了達到這一目的，本發(fā)明提供了一種鐵路鋁合金貨車端墻，端墻整體由鋁合金型材拼接形成；根據(jù)車體端墻的形狀和要求，采用不同鋁合金型材，通過攪拌摩擦焊將鋁合金型材相互焊接起來，形成整塊鐵路鋁合金貨車端墻。
[0009]進一步地，所述的鋁合金型材包括“7”字形型材I件，一字加小三角筋條型材4件，一字加大三角筋條型材3件，共計8件。
[0010]進一步地，所述的鋁合金型材按照一塊一字加小三角筋條型材，一塊一字加大三角筋條型材，交叉排列，末尾為“7”字形型材的順序組合選擇裝配在一起，組合拼接焊接在一起，形成整體端墻。
[0011]一種實現(xiàn)上述鐵路鋁合金漏斗車端墻的攪拌摩擦焊接方法，將組成鐵路鋁合金漏斗車端墻的三種鋁合金型材按照順序排列起來，并通過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端墻。
[0012]進一步地，所述的攪拌摩擦焊工藝過程為:
1)型材檢驗；
2)焊前準備；
3)型材裝配；
4)攪拌摩擦焊接；
5)焊后去飛邊；
6)焊后滾壓校形；
7)焊縫背面打磨；
8)最終檢驗。
[0013]進一步地，所述的型材檢驗是端墻在進行攪拌摩擦焊接前按檢驗規(guī)程對型材進行抽檢，抽檢完后準備型材8件，包括“7”字形型材I件，一字加小三角筋條型材4件，一字加大三角筋條型材3件，共計8件，用電動鋼絲刷對焊接區(qū)域進行機械打磨，要求去除表面氧化膜，打磨結束后，用酒精或丙酮擦拭待焊區(qū)域上下表面及對接面。
[0014]進一步地，所述的焊前準備是用千分尺測量焊接區(qū)域厚度，要求每500_測量一個點，并用記號筆將測量值標于型材上；測量結束后，對一字加小三角筋條型材與一字加大三角筋條型材之間共3組及一字加小三角筋條型材與“7”字形型材I組，進行型材之間選擇裝配，裝配前檢查焊接墊板有無凹坑和鋁肩等異物，并對焊接墊板進行清理。
[0015]進一步地，所述的型材裝配是壓緊上表面，要求墊板與型材焊接區(qū)域貼實，側頂頂緊，裝配間隙< 0.4mm,錯邊量< 0.4_。裝配完成后，選用攪拌頭，其中預焊攪拌頭規(guī)格為:軸肩?8mm，同心圓環(huán)；針長Imm ;錐形、帶螺紋；正式焊接攪拌頭規(guī)格為:針長T-0.3mm彡L彡T-0.2mm，軸肩:Φ20πιπι ;攪拌針形式規(guī)格為:錐形、帶螺紋、三切面。
[0016]進一步地，所述的攪拌摩擦焊接是編輯焊縫的焊接程序，并進行模擬，要求對中偏差< 0.4mm，單條焊縫起始和結束端未焊長度< 10mm。預焊參數(shù):轉速1400rpm，焊速1000mm/min,正式焊參數(shù):轉速1400rpm，焊速1000mm/min，采用預焊攪拌頭和正式焊攪拌頭先后進行焊接；焊接過程中要求壓入量0.1?0.3mm，注意觀察焊縫表面成形以及尾孔成形；焊接時，先焊接第一條焊縫，從一端開始往另一端焊接，焊接完第一條焊縫后，將焊接機頭移至第二條焊縫的起始位，開始焊接第二條焊縫，然后依次焊接第三條焊縫至第七條焊縫。
[0017]進一步地，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，操作時保證焊縫表面與母材圓滑過渡。
[0018]進一步地，所述的滾壓校形是清除飛邊后，用滾輪對第一條焊縫至第七條焊縫進行滾壓校形，滾壓前先檢查校形滾輪及滾輪架，如滾輪轉動不靈活、滾輪軸及滾輪架磨出溝槽、滾輪體表面磨出凹坑等情況，均應更換滾輪；滾輪寬度20-25mm，直徑多40mm ;滾壓校形參數(shù):壓力12KN，速度1000mm/min。
[0019]進一步地，所述的焊縫背面打磨是滾壓校形完后，將端墻從焊接工裝上卸下，將千葉輪裝在電動砂輪機上對焊縫背面進行機械打磨。
[0020]進一步地，所述的最終檢驗是打磨完畢后，對側墻進彳丁最終檢驗。檢驗合格后，運轉入庫房。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
本發(fā)明采取鋁合金型材拼接形成鐵路鋁合金漏斗車端墻，主要有以下特點:
(1)采用鋁合金型材組成墻板，具有結構穩(wěn)定，強度高，外形美觀的特點，相比原來的用板鉚接在框架上，整體強度要提高很多，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.殘余應力比較低，焊接工件變形?。煌ㄟ^合理的排列型材可以使得整體結構得到很好的優(yōu)化；
(3)能一次憲成較長焊縫、大截面、不同位置的焊接，適用廣；
(4)操作過程方便實現(xiàn)機械化、自動化，設備簡單，能耗低，功效高；
(5)無需添加焊絲，焊鋁合金時不需焊前除氧化膜，不需要保護氣體，成本低；
(6)焊接過程安全、無缺陷、無飛濺、無污染、無煙塵、無輻射等；
(7)焊接質量穩(wěn)定可靠。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的鐵路鋁合金漏斗車端墻結構示意圖；
圖2是本發(fā)明的鐵路鋁合金漏斗車端墻結構俯視示意圖；
圖3是本發(fā)明“7”字形型材結構示意圖；
圖4是本發(fā)明一字加小三角筋條型材結構示意圖；
圖5是本發(fā)明一字加大三角筋條型材結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體實施例來進一步闡述本發(fā)明。
[0024]實施例一
通過附圖可以看出，本發(fā)明涉及一種鐵路鋁合金貨車端墻，端墻整體由鋁合金型材拼接形成；根據(jù)車體端墻的形狀和要求，采用不同鋁合金型材，通過攪拌摩擦焊將鋁合金型材相互焊接起來，形成整塊鐵路鋁合金貨車端墻。
[0025]所述的鋁合金型材包括“7”字形型材1，一字加小三角筋條型材2，一字加大三角筋條型材3，其中，“7”字形型材I件，一字加小三角筋條型材4件，一字加大三角筋條型材3件，共計8件。
[0026]所述的鋁合金型材按照一塊一字加小三角筋條型材1、2、3和4，一塊一字加大三角筋條型材5、6和7，交叉排列，末尾為“7”字形型材8的順序組合選擇裝配在一起，組合拼接焊接在一起，形成整體端墻。
[0027]所述的組合拼接焊接為攪拌摩擦焊接，一字加小三角筋條型材與一字加大三角筋條型材的焊縫9、10、11、12