铝合金车体焊接工艺

本书由六篇32章构成。第一篇是铝合金车体制造技术基础，主要叙述铝合金车体生产过程中的专业技术基础；第二篇是铝合金焊接质量体系和检验控制，主要介绍了铝合金车体焊接质量体系应该完成的工作、工作规则以及焊接质量检测和控制的方法；第三篇是铝合金车体制造模式，详细介绍了轨道装备制造企业中，世界各主要公司的铝合金车体生产模式，从各种模式的比较中，可以清楚地了解到世界上铝合金车体制造技术的发展情况；第四篇是工装夹具设计，通过对铝合金车体制造过程所需要的工装夹具的介绍，使读者详细了解工装夹具的设计原则和方法；第五篇是焊接培训，详细介绍了焊接培训的各种技巧和培训内容；第六篇是焊接环境保护，目的是让操作者和企业管理者意识到铝合金焊接烟尘对人体健康的危害，了解保护人体健康的方法和必要性。

第2版前言

铁路是国民经济的命脉，铁路运输事业的不断发展，给轨道交通运输车辆提出了越来越高的要求，轻量化和高速化已成为现代化铁道车辆运输的重要标志，要做到轻量、高速，最好的办法就是减轻车体自重，大力发展铝合金车辆。采用铝合金车体是铁路运输事业和城市轨道车辆发展的必然趋势。

我国开发铝合金车体的起步比较晚，1989年长春轨道客车股份公司开发了首辆铝合金地铁车体，1996年首次用进口大型铝型材开发了“中华之星”号铝合金车体，2001年长春轨道客车股份公司建成了国内第一条铝合金车体自动化生产线，并利用国产铝型材先后开发研制了国内第一列广州二号线地铁车辆、深圳一号线地铁车辆、长白山号动车组、武汉轻轨车辆和重庆单轨车辆。这些产品对推动中国铝合金车体制造技术和引导车辆消费市场起到了巨大推动作用。目前铝合金车体高速动车组已经大量运营在我国的各条铁路干线上，为缓解我国铁路运营压力起到了决定作用。由于铁路制造技术发展异常迅速，相关科研、教学资料明显滞后，没有一本系统的制造技术书可以借鉴，为此中国北车集团组织北车相关单位编写了一套《轨道车辆装备制造工艺系列》丛书，全面反映和介绍铁路车辆制造技术的发展，为人才培养、技术进步做好基础工作。

本书为铝合金车体焊接工艺部分，由中国北车集团美国华、王炎金组织编写，本书从铝合金材料、设备、焊接工艺、加工工艺、车辆制造工艺、质量控制、人员培训、环境保护与健康、工装夹具设计等方面全面介绍了铝合金车体生产所涉及的相关技术，是一本内容新、实用性强的高水平的专著，是理论和实践的高度总结。本书可以作为在校大学生、企业工程师、技术管理者、焊接培训机构、职业技术学院的参考用书。

序

前言

第一篇铝合金车体制造工艺基础第一章绪论

第一节铝合金车体的基本概念

第二节铝合金车体的优点和在我国的发展概况

第三节铝合金车体的典型结构和各自优缺点

第二章铝合金车体的设计工艺性技术

第一节铝型材设计工艺性技术

第二节铝合金车体结构设计精细化技术

第三节铝合金车体结构设计标准化技术

第四节接头设计和接头准备

第三章铝及铝合金材料

第一节铝及铝合金材料的应用领域

第二节铝及铝合金材料的物理特性

第三节铝及铝合金材料的分类

第四节铝及铝合金材料的焊接特性

第四章铝及铝合金焊接材料

第一节焊接保护气体

第二节焊接填充材料

第五章铝及铝合金焊接打磨工艺

第一节焊前清理

第二节焊缝修理

第三节焊缝磨平

第四节化学清洗

第六章铝及铝合金加热处理工艺

第一节焊前预热

第二节焊后火焰调修

第三节焊后热处理

第七章铝及铝合金常见焊接缺陷、原因分析和控制

第一节气孔

第二节裂纹

第三节夹渣

第四节根部未熔合和未焊透

第五节错边

第六节根部间隙

第七节咬边

第八节焊缝余高和宽度过大

第九节焊接背透和凸度过大

第八章铝及铝合金焊接变形和调修技术

第一节焊接变形产生的原因

第二节焊接变形的影响因素和解决措施

第三节焊接变形的调修方法

第九章铝及铝合金MIG焊设备和工艺

第一节MIG焊工艺的定义

第二节MIG焊设备

第三节MIG焊电弧形式

第四节铝合金MIG焊的引弧、收弧和焊接过程

第五节MIG焊的坡口设计

第六节手工MIG焊焊接参数参考值

第十章铝合金车体自动MIG焊技术

第一节铝合金车体自动焊接技术在铁路车辆行业的发展概况

第二节铝合金车体自动焊的方法

第三节铝合金车体自动焊实施的关键要点

第四节铝合金车体自动焊常见故障和处理办法

第十一章铝及铝合金TIG焊设备和工艺

第一节TIG焊工艺的定义

第二节TIG焊电源的种类

第三节TIG焊设备的构成

第四节TIG焊操作

第五节TIG脉冲焊接

第六节铝及铝合金TIG焊工艺

第十二章铝及铝合金搅拌摩擦焊技术

第一节搅拌摩擦焊发展概述

第二节搅拌摩擦焊原理

第三节搅拌摩擦焊术语定义

第四节搅拌摩擦焊技术特点

第五节搅拌摩擦焊参数

第六节搅拌摩擦焊设备

第七节搅拌摩擦焊在列车制造领域的应用

第十三章铝及铝合金激光-电弧复合热源焊接技术

第一节概述

第二节激光-MIG复合热源焊接设备

第三节激光与电弧的相互作用机理

第四节激光-MIG复合热源焊接工艺

第五节铝及铝合金激光-MIG复合热源焊接接头冶金性能

第六节铝及铝合金激光-MIG复合热源焊接常见的缺陷及原因

第七节铝及铝合金激光-MIG复合热源焊接技术的应用

第八节激光安全防护

第十四章铝及铝合金电阻点焊技术

第一节铝合金电阻点焊的工艺特点

第二节焊接参数设置的基本原理和步骤

第三节焊接操作步骤

第四节焊接过程的监控

第五节焊接设备常见的故障和处理方法

第六节实际焊接过程的操作指南（手工操作）

第十五章铝及铝合金火焰钎焊技术

第一节基本概念

第二节铝及铝合金火焰钎焊工艺特点

第三节钎焊铝合金结构工装要求

第四节铝钎焊接头力学性能、清洗和检验要求

第十六章铝及铝合金冲压技术

第一节冲压下料技术

第二节弯曲成形技术

第三节蒙皮成形技术

第四节成形工件调形技术

第十七章铝及铝合金机加工技术

第一节铝型材及车体小部件机加工技术

第二节铝合金车体大部件机加工技术

第二篇铝合金焊接质量体系及检验控制

第十八章铝合金车体焊接工艺评定的原则

第一节工艺评定的目的

第二节工艺评定内容的制定流程

第三节轨道车辆铝合金车体焊接工艺评定内容

第十九章铝及铝合金焊接工作试件的制定原则

第一节工作试件的制作目的

第二节工作试件的应用对象和方法

第二十章铝及铝合金产品的焊缝质量检验

第一节外观检验

第二节焊缝掰开试验

第三节宏观断口检测试验

第四节焊缝X射线探伤

第五节焊缝超声波探伤

第六节接头力学性能试验

第七节渗漏试验

第八节金相检验

第九节腐蚀试验

第十节硬度试验

第二十一章产品形位公差检验

第一节尺寸检验

第二节轮廓检验

第三节形位公差等综合检验

第三篇铝合金车体制造工艺模式

第二十二章侧墙制造工艺模式

第一节模块化侧墙制造工艺模式

第二节开式型材侧墙制造工艺模式

第三节闭式型材侧墙制造工艺模式

第二十三章车顶制造工艺模式

第一节板梁结构车顶制造工艺模式

第二节带有内嵌式空调机组座的车顶制造模式

第三节圆顶车顶制造模式

第二十四章底架制造工艺模式

第一节城市轨道车辆底架制造工艺模式

第二节高速车底架制造工艺模式

第二十五章铝合金车体总组成工艺模式

第四篇铝合金车体工装设计

第二十六章铝合金车体小部件工装设计

第一节可翻转工装设计方法

第二节多点过定位设计方法

第三节快速压紧设计方法

第二十七章铝合金车体大部件工装设计

第一节通用工装设计理念

第二节工装整体翻转设计理念

第三节在工装中设置工件挠度和焊接反变形方法

第四节大型工装设计实例

第五篇焊接培训

第二十八章铝及铝合金焊工培训内容

第一节焊接基本概念培训

第二节焊接基本技能培训

第三节铝合金焊工能力培训和考证规定

第四节组合内容培训

第五节工艺评定内容培训

第二十九章MIG焊焊工培训步骤

第一节MIG焊设备使用训练

第二节堆焊焊道基本功训练

第三节打底焊道训练

第四节平焊位置的单道角焊缝

第五节平焊位置的多道对接单面焊缝

第六节平焊位置的多道角焊缝

第七节铝合金管平焊位置的单道对接焊缝

第八节铝板平焊位置的多道双面对接焊缝

第九节横焊位置的多道角焊缝和对接焊缝

第十节向上立焊的多道角焊缝和对接焊缝

第十一节仰焊位置的多道角焊缝和对接焊缝

第十二节铝合金管水平固定位置的多道焊接

第三十章TIG焊焊工培训步骤

第一节TIG焊接设备使用训练

第二节建立电弧，形成熔池

第三节铝合金板的平焊堆焊

第四节平焊位置的单道角焊

第五节铝合金板平焊位置的单道对接焊

第六节铝合金板平焊位置的多道角焊

第七节铝合金管单道焊和多道平焊

第八节铝合金板多道对接平焊

第九节横焊位置多焊道角焊和对接焊

第十节立焊位置多焊道角焊和对接焊

第十一节仰焊位置多道角焊和对接焊

第十二节铝合金管水平固定位置多道焊

第六篇铝及铝合金焊接职业健康与安全环保

第三十一章铝及铝合金焊接的职业健康和烟尘危害

第一节铝及铝合金焊接的职业健康安全要求

第二节焊接烟尘的产生机理

第三节焊接烟尘的成分及危害

第三十二章铝合金焊接烟尘的治理

第一节劳动保护方法

第二节局部除尘治理方法

第三节焊接烟尘的整体厂房治理

第四节工程实例——CRH3高速列车焊接厂房除尘、除湿系统2100433B