摘 要：电阻点焊的组织决定焊接接头熔核的性能，熔核的性能决定焊接的质量。通过模拟 点焊接头的组织，可预测在不同点焊参数下接头的组织形态和力学性能等，从而实现通过寻 求最佳焊接工艺来改善焊件性能的目的。研究铝合金点焊相变组织的分布规律，对优化点焊 设计和工艺参数有重要的指导作用，本文通过应用有限元模拟软件进行数值模拟，对6082 铝合金电阻点焊过程中的组织转变进行模拟与研究，并通过实验进行验证，从而得出电阻点 焊对6082铝合金的组织转变的影响。试验验证表明，数值模拟与试验结果吻合良好，为铝合 金点焊基础理论研究提供了一种有效的分析手段。 关键词：数值模拟；金相组织 ；铝合金；电阻点焊 Abstract Te microstructure of resistance spot welding decide performance of nuclear fusion in welded joint, the performance of nuclear fusion decide welding quality. By simulation, we can predict microstructure and mechanical properties of spot welding in different parameters, so as to achieve the best welding performance by seeking to improve the welding processes. Research on the distribution of microstructure in aluminum spot welding, have an important role in on the design and optimization of process parameters of spot welding. The paper through the application of finite element simulation software to simulate and research the resistance spot welding of aluminum alloy of 6082, and verify it through experiments, so as to know affection resistance spot welding to aluminum alloy of 6082. Experiments show that numerical simulation and experimental results are consistent, providing an effective analysis for spot welding on aluminum alloy. Key words: Numerical simulation; Microstructure; Aluminum alloy; Resistance spot welding 1、铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用 铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右，能显著降低燃料消耗和减少 环境污染。但是，铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用，铝合金 点焊的熔核形状不规则，尺寸大小不一，熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔，由于冷 却速度较快，熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面，吉林工业大学 的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究，将柱状晶组织变为等轴晶组 织，取得了良好的效果[1]。但是，该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊 的相变组织进行有限元模拟计算，得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，从微 观上改变焊接质量，对提高和稳定点焊质量具有重要意义。 铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程，随着焊接研究的深入， 温度，相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。 等人曾提出温度，相 变，热应力之间的耦合关系式， 等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。 Ronda 等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性，建立了相容的 TMM 模型，并形成了系 统理论。Yang 等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循 环以及熔池形状时,采用瞬时、3 维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。 本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程，进行数值模拟时，考虑了材 料热物理性能与温度的非线性关系，以及相变潜热对温度场的影响，实现温度场和应力应变 场的耦合计算，揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，其结果有助于更好地 了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参 数等提供理论指导。 2 点焊相变原理熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件 下，接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。 （1）预压阶段：在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理触点，为焊接电 流的顺利通过及表面原子的键合作准备。（2）通电加热阶段：在热与机械力作用下形成塑性环、熔核，并 随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始，由于边缘效应，使焊件接触面边缘 处温度首先升高，接着由于金属加热膨胀，接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象，而靠近电极的焊接区 金属散热较有利，从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区，其周围产生了较大的塑性变形。随着通电 加热的持续，电极与工件接触表面增加，表面金属的冷却增强，而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高，形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间，塑性环和熔核不断长大。当焊接温 度场进入准稳态时，最终获得椭圆形液态熔核，周围是将熔核紧紧包围的塑性环。（3）冷却结晶阶段：使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同，熔核的凝固组织可有三种：柱状组织、 等轴组织、“柱状+等轴”组织。 由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快，若焊接参数选用不当，在结晶过程中会出现 裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷，可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。 3 点焊熔核有限元仿真点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时，考虑其可作为轴对称问题，对等厚 板的焊接取l／4平面进行分析。为简化计算，本文假定电极压力恒定。 本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的，假设上下两块铝 板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的，假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无 滑动接触。焊接电流为恒流，材料的热物理性能随温度变化，忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和 接触热阻[4,5]。模型的网格采取自由划分，共含1996个固体单元，2120个节点。被连接材料为6082铝合金， 板厚 mm，采用Cu～Cr合金电极，端部直径6 mm，端部曲面半径40 mm。 材料属性 材料的热物理性能参数是温度的函数，在模拟中，材料的热物理性能除了密度和潜热外，其他如比热、 导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热，模拟中将潜热在相变温度区间均匀折 算为比热容，以模拟其产热效果。 6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金，该合金的组织比较简单，主要合金元素为Mg、Si ,另外还有少量的Fe 、Zn 、Cu 、Mn，主要组织组成物为Mg2Si，Mg/Si比为，大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时，合金的抗蚀性好，但强度与成形性能低；当硅过量时，合金的强度高，但成形性能及焊 接性能较低，抗晶间腐蚀倾向稍好。 工艺参数 采用直流焊接电源，焊接电流为14 KA，电极压力为 KN，焊接时间为15个周波(相应频率50 Hz)。 具体方案见表1： 焊接温度场的模拟 焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提，焊件在快速 加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的 准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型，并应用有限元 软件的校正工 具，根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正；考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系，建立 了焊接过程的数学模型和物理模型[6,7]。 在焊接过程中，由热源传给焊件的热量，主要是以辐射和对流为主，而母材和焊接材料获得热能后， 热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变 化问题[8]。因此研究焊接温度场，是以热传导为主，适当地考虑辐射和对流作用。 焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场，可以表示为： T T ( X , Y , Z , t ) 式中 T 为焊件上某点的瞬时温度，(x , y , z)是某点的坐标，t是时间。 因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为： 式中 c、ρ为材料的比热容、密度，T为温度场的分布函数，t为时间，kx , ky , kz分别为x , y , z方向 上的导热系数； Q是内热源。 温度场计算时, 将模型的对称面定义为绝热边 界条件, 即 其他周围表面定义为换热边界条件, 即 式中 是材料的热导率，n是边界表面外法线方向，α是表面换热系数，Ta是周围介质温度，Ts是物体表面 温度。 点焊相变组织的模拟 相变潜热 焊接过程中伴随着相的转变，在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9]，即 式中 (T )c(T ) 分别为材料的密度和比热，均为温度的函数。 在某一温度增量区间，所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加，即 式中：Aj为第j 相的相变潜热，V j 为第j 相的转变体积比,且 å V j = 1 ；n是材料中相的个数。相的转变体积比,且 ；n是材料中相的个数。 相变模拟原理 对于铝合金的相变模拟，主要通过铝合金的回复与再结晶原理，如图1。如果材料有经过温度循环，当 最高温度高于重结晶温度时，重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度，也取 决于热循环过程。可以用如下公式来计算： 等温反应动力学： 非等温反应动力学附加规律： 模拟计算结果 温度场的模拟结果 如图 2 为焊接时间 250ms 时 l／4 平面所成的温度分布，再通过 sysweld 有限元软件，分别在熔核区 中心，熔合线，热影响区，母材组织上取四个固体单元，形成如图 3 所示的温度曲线。由图 2，3 可以看出 在焊接过程中，熔核中心的最高温度可达 720℃，且长时间温度维持在 700℃左右；熔合线附近可达 600℃， 也长时间维持在这个温度；热影响区最高温度可达 500℃左右；而母材最高温度只达到 300℃左右。 相变组织的模拟结果 通过有限元模拟可得到如图4所示结果，6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为：母 材、热影响区和熔核区组织。 4 结果分析和讨论由模拟分析结果可以看出， 6082 铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布，再根据模拟所用的 焊接参数进行试验验证，然后进行金相组织观察（试样用凯勒试剂浸蚀）。可以得到图 5－图 9 的微观组织 图。 由图 5 可见，6082 铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布，中间的小圆为熔核部分，外圆为热影 响区，外边即为母材，与模拟的相变结果（图 4 所示）完全相同。 铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理，通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。 6082 铝合金为 T4 状态（固溶处理＋自然时效）是经固溶、时效后的合金，其主要强化相是 Mg2Si。在焊 接热循环的影响下，铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程，对焊接前的基体 产生或多或少的破坏。它们的熔点为 595℃，焊接加热温度超过这一熔点时,部分强化相就会熔解[10]。 图 6 为母材组织，其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相；图 7 为熔核中心组织，其内组织 主要为细小的等轴晶粒；图 8 为处于塑性环熔合线周围的组织，靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部 分等轴晶粒，靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒；图 9 为热影响区中心组织，其铝合金基体上的析出相 细小且呈圆粒状。 从图 4 可以得知，在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于 595℃，可达 720℃左右，且比较长时间 的维持在 700℃，这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化，在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶， 化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的，细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作 用，第二相质点越细小，数量越多，则阻碍晶粒长大的能力越强，所形成的晶粒也就越细小，且在熔核区 内合金元素溶入的比较多，在很大程度上阻碍了晶界的移动，焊接为快速加热，金属内存在的晶格畸变现 象来不及回复，自扩散系数增加，使合金再结晶晶核增多，造成晶粒细小，所以在熔核中心冷却后形成的 组织为细小的等轴晶粒；由于点焊冷却速度较快，靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生 长的柱状晶。运用图 1 描述的铝合金重结晶现象可以发现，靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段， 晶粒生长方向与热流方向一致，有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相，应为晶粒长大区；6082 合金母材组织为板材组织，其析出相方向与板材成形方向一致，也有少量析出相呈三角形，在晶界上析出， 由于其含有 Cu，Mg，Al，Si，Mn 等合金元素，析出相比较复杂，主要为 Mg2Si。图 6 中的母材组织为退 火组织，所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区，其析出相明显比母材组织细小， 且没有方向性，但已经开始出现圆粒状，分布也比母材组织均匀，但还是有一部分为粗大的析出相，且呈 长条形，没有完成再结晶，由图 1 铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区，晶界基5 结 论1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织，运用sysweld的相变模拟原理，完成对6082铝合金点焊组织的 模拟和预测。 2、采用本文提出的有限元点焊模型，运用相变模拟软件，可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果，因 此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。 3、6082铝合金熔核区晶粒细小，组织分布均匀而且弥散，热影响区有着比较明显的回复区，回复与再结晶 区和晶粒长大区，母材组织为板材组织，晶粒方向为轧制方向，且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。 4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术，它尚处于起步阶段，在理论上还存在着尚未澄清问题，另外在 计算方法上也有改进余地，其应用更接近空白，因此，有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的 探索，以使新兴方法尽快用于工程实践。 参考文献：赵熹华,姜以宏,薄件点焊熔核凝固组织分析，焊接学报，1994(2):89~93. Ronda J,O liver G J. Consistent Thermo-Mechano-Metallurgical Model of Welded Steel with Unified Approach to Derivation of Phase Evolution Laws and Transformation - Induced Plasticity. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering。2000, 189 (2) : 361～ 417. Yang Z, Elmer J W , Wong J. Evolution of Titanium Arc Weldment Macro and Microstructures- Modeling and Real Time Mapping of Phases。 Welding Journal, 1997, 76 (4) : 172～ 181. Matteo Palmonella, Michael I, Friswell, et al. Finite element models of spot welds in structural dynamics: review and updating[J]. Computers & Structures. 2005,3 (83): 648-661 . Deng X, Chen W, Shi G, et al. Three-dimensional finite element analysis of the mechanical behavior of spot welds[J]. Finite Elements in Analysis and Design. 2007,185( 1): p 160-165. Feulvarch E, Bergheau , Robin V, et al. Resistance spot welding simulation: a general finite element formulation of electrothermal contact conditions Source[J]. 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浅谈铁路工程技术研究论文
铁路工程技术论文范文一：浅谈铁路工程技术与发展
摘要：铁路工程技术，主要表现为施工技术，施工技术管理包括技术基础工作、施工过程技术管理工作、技术开发与技术总结四大部分。本文以铁路的工程技术、材料及铁路的发展做出的探讨。
关键词：工程技术工程标准 高铁发展
中图分类号： 文献标识码：A文章编号：
1.铁路工程技术标准的确定
因为铁路科学技术在不断地发展，铁路工程技术标准也在逐步更新。铁路工程技术标准主要有以下几点：⑴轨距：铁路轨道两股钢轨头部内侧之间的最短距离。铁路工程技术标准规定：标准轨距为1435毫米。轨距大于或小于标准轨距的分别称为宽轨距和窄轨距。⑵坡度：铁路区段内在规定的行车速度下对机车牵引重量起限制作用的坡度，即一个一定类型的机车，牵引一定重量的列车在上坡道上能够以“计算速度”运行的最大坡度，称为该线的限制坡度。⑶曲线半径：铁路平面的中心线，由直线和曲线(圆曲线及缓和曲线)组成。曲线设置在两相邻直线间。列车以一定速度通过曲线时，为了列车的安全，曲线最大外轨超高和未被平衡的离心加速度应受限制。当列车以求得的“平衡速度”通过曲线时，能够保证列车安全、稳定的圆曲线半径的最低限值，称为铁路的最小曲线半径。⑷限界：为了保证机车车辆的安全运行和铁路建筑物不受损害,需要规定几种横断面的轮廓尺寸,以约束机车车辆的构造外型尺寸和建筑物设备的位置，这种规定称为铁路限界。⑸到发线有效长：到发线是站线的一种，是供列车到达或出发使用的线路。到发线供列车停留而又不妨碍邻线行车或调车的长度，称为到发线有效长。一条铁路线路的到发线有效长应根据这条铁路的等级、输送能力和所处的地形，并考虑与相邻区段到发线有效长的配合等因素决定。⑹洪水频率：根据数理统计原理，推算一定大小的洪水在任何一年会发生的概率，常以分数 1/T来表示。⑺标准活载：在铁路桥梁和线路建筑物设计中，要考虑各种可能产生的外力作用，其中主要外力之一就是列车的活载。但是铁路上使用的机车车辆类型繁杂，车列组合形式也不尽相同，因此需要制定一种有代表性的车列组合，作为设计的依据，这种特定车列组合所形成的活载，就称为标准活载。
2.桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计标准
为统一铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计标准，贯彻国家有关法规和铁路技术政策，使设计符合安全适用、技术先进、经济合理，以下的要求： 材 料：⑴混 凝 土――混凝土强度等级可采用C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、 C60。钢筋混凝土构件当采用HRB335级钢筋时，桥跨结构混凝土强度等级不宜低于C30。其它结构混凝土强度等级不宜低于C20。预应力混凝土主要承重结构的混凝土强度等级不宜低于C40。管道压浆用水泥浆强度等级不宜低于M35，并掺入阻锈剂。混凝土的骨料选择及碱含量应符合《铁路混凝土工程预防碱―骨料反应技术条件》(TB/T3054)的规定。混凝土中的氯离子含量不得大于，在有腐蚀性环境下的桥涵结构应采取耐腐蚀措施。 ⑵钢筋 ――铁路桥涵混凝土结构可采用下列类型的普通钢筋和预应力钢筋：①普通钢筋宜采用Q235和HRB335钢筋，其技术条件应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013)和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 (GB1499)的规定。承受疲劳荷载的桥涵结构(≤)， HRB335钢筋的化学成分6MnC+应小于或等于。 ②预应力钢丝应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》 (GB5223) 的规定。③预应力钢绞线应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》 (GB5224)的规定。④预应力粗钢筋可采用预应力混凝土用高强度精轧螺纹钢筋。 注：⑴普通钢筋系指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。⑵严禁使用经高压穿水处理过的HRB335级钢筋。
3.中国高速铁路关键技术
⑴接口设计：高速铁路技术是轨道，桥梁，路基，通信，信号，电力，牵引，供电，环保等专业技术高度集成的创新性工程体系。系统中各专业的技术创新, 都将对桥梁技术的发展起到促进作用。在高速铁路的大系统中统筹考虑桥梁技术发展,综合考虑专业之间的接口以及设计、 施工、 运营、 养护维修技术。
⑵运营养护：随着高速铁路陆续建成, 在提高建设质量的前提下,特别急需系统完善运营及养护维修技术,进而形成我国高速铁路桥梁运营养护维修的技术与管理体系。
⑶高速铁路应用技术:随着材料和加工技术的进步, 目前我国桥梁支座已经形成了多种材料系列化定型产品,同时也形成了系列化设计、 加工、 安装、 养护维修方面的技术规程。为满足高速铁路桥梁更高的刚度需求、 适应某些区域沉降地区特点、 预留建成后沉降的调整条件,我国已研发了满足调高需求的可调高盆式橡胶支座。
⑷高性能混凝土材料应用技术：结合我国环境特点和材料、 工艺、 装备水平, 高速铁路工程多采用高性能混凝土材质。高性能混凝土是选用优质原材料, 掺加矿物细掺料和高效外加剂,采用现代技术制作的混凝土,具有低水胶比配制特点,能满足结构耐久性、 体积稳定性等要求。目前我国已初步掌握高性能混凝土工作机理、 材料控制标准、 工艺等主要技术,系统制定了设计、 施工、验收规范规程。
4.现代铁路发展动向综述
从一开始起铁路优于其他交通运输工具的地方是速度较快和每列列车装载较多。现代铁路又在高速及重载方面有新的发展。
⑴提高速度
法、意、联邦德国、英、苏、美等国铁路都用不同的方法致力于提高旅客列车速度。在技术上，采用传统轨道将旅客列车速度提高到250公里/时左右已成为可能。此外，德、日、法等国正在探索磁浮式铁路，试验时速已突破500公里。
⑵增加载重量
指的是：①增加货运车辆载重，在原有桥梁与轨道荷载潜力范围内提高车辆轴重与增加轴数，货车载重可达100吨。②增加列车中车辆数目，列车编组为100～150辆，最多达200辆，用机车5～8台分挂于列车各部，列车长为1800～4000米，列车货物载重1～2万吨。③发展循环专用列车或单元列车，即为一个特定用户专编车型一体化的直达列车，在两固定站(如矿区、港口等)之间循环运行。重载长大列车的运输成本在美国比普通货运列车约降低1/3～1/4，在货运量大的线路上有明显的经济效益。
⑶新的课题
现代铁路的发展给铁路工程提出了不少新问题，例如：客运和货运线路标准之间的巨大差别;加修第二线的最佳时间;站坪长度、坡度、曲线的优化设计;轨道结构的强度与稳定性等，都有待于深入研讨。
总结
新技术的发展是高速铁路发展的需要,如何处理技术参数标准和高速之间的统一和矛盾是今后铁路研究的重要课题。铁路建设工程管理是一项综合的管理过程，它涉及的专业知识面广，专业种类多，具体管理内容多，各方协调关系复杂，如何科学地把握好工程管理中各个环节，使之不出问题或出了问题后能妥善、尽快及时地解决，是铁路管理工作应着重考虑的地方。
参考文献：
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铁路工程技术论文范文二：铁路工程中轨道铺设施工技术
摘要：铁路工程在我国的交通业之中，具有十分重要的作用，直接推动着我国经济的发展，因此需要保证其质量，铁路工程之中，轨道铺设技术是其十分重要的组成部分，基于此，本文探讨了铁路工程之中轨道铺设相关技术。
关键词：铁路工程;轨道铺设
中图分类号：TU74文献标识码： A
引言
铁路轨道的施工对整个铁路建设工程来说具有重要意义，铁路轨道施工是一项非常系统的工程，需要事前严谨规划、合理设计。铁路轨道施工质量的好坏直接关系到铁路工程能不能正常投人运行。在文章中，笔者从正线铺设道床的施工工艺出发，系统探讨了铁路轨道施工的工艺。
1、道床预铺底碴
底碴是铁路道床的重要组成部分，位于道床道碴层和路基基床表层之间，起着传递、分散列车负荷的作用，并防止底碴和路基颗粒之间互相渗透，既防止了渗水过度，也起到了防冻保温的作用。使用的道碴应进行品种、外观的检验，质量必须符合现行《铁路碎石道床底碴》的规定。碴面平整度不得大于10 mm。道岔前后各30 m范围内应做好顺坡并碾压。
2、轨排拼装
轨排在铺架基地设单线往复式轨排生产线拼装，轻轨锚固及轨排拼装采用固定式锚固拼装作业线拼装，轻轨锚固采用反锚方法，利用熔锅熬制硫磺砂浆，拼装由散枕、翻一道枕、上锚固板、翻二道枕、灌浆锚固、翻三四道枕、匀枕、散扣件、布轨、预上扣件、扣件紧固、质量检查、吊轨排等工序组成。
3、机械架梁
施工前先做好施工调查，做好架梁准备，对填土质量、桥头地形、地貌情况、墩台施工质量等进行调查复核。了解梁片的技术标准、生产日期、直曲线梁标识、几何尺寸的验收，避免不合格桥梁的出现。架梁的主要工序包括：复测桥跨及墩台支撑垫石几个尺寸、桥梁准备、桥头路基加固、架桥机定位、桥梁换装、喂梁、吊梁、落梁、安装支座、焊接连接板、铺桥面轨、梁肋及支座锚栓孔灌注混凝土、桥梁接缝处理、封锚、桥面板等。
4、底碴摊铺作业的道碴摊铺设备
在底碴摊铺过程中，为了确保因路基基层床表层轨道作业不当而影响道碴的平顺性和均匀性，选用国内合资的Titan423型摊铺机铺设底层道碴，该道碴摊铺设备具有经济实用的特点，另外，在底碴摊铺工序中，也可以采用平地机和压力机等机械设备，通过人工配合作业的方式来设底碴摊铺，但是，这种人工配合作业的方式在施工过程中难以控制，难以保证摊铺质量。针对某铁路客运专线轨道工程施工，其主要采用Titan423型摊铺机改造后的设备来进行底碴摊铺施工，其主要通过改造摊铺机系统中的刮板输送带，即改变刮板输送带的节距，并加上一层橡胶垫板，提高刮板输送带的结构强度。
5、轨道铺设机组配置
由于国内外出现了各种各样、不同种类的铺轨机组，目前，轨道铺设施工主要有群枕法、单枕法等铺设方法，这就要求不同的铺设方法应采用不同的轨道铺设机组配置，而轨道铺设中使用最多的是单枕法，针对单枕法的机组配置，主要包括瑞士马蒂萨公司生产的TCM60行铺轨机组、美国HTT公司制造的NTC性铺轨机组和国内生产的PC500型铺轨机组，第一，对于TCM60型机组铺轨机组，其最高布整速度可以达到15根/min，(12h)，由于履带走行器宽度与轨枕长度相同，并且钢轨与轨枕同车装运，不仅能保持道碴平整度，也能提高车辆利用率，缩短钢轨铺设时间，但是，由于布设的`轨枕容易倾斜，则容易造成轨枕倾翻;第二，对于PC500型铺设机组，其最高布整速度也可以达到15根/min，(12h)，由于垂直布设轨枕，布枕准确，钢轨与轨枕同车装运，车辆利用率高，钢轨铺设时间段，能够是实现一次铺设长500m钢轨，该铺设机组性能好，价格低廉实惠。该铁路客运专线轨道工程施工主要采用TCM60型铺设机组设备进行轨道铺设。
6、补碴、MDZ机组作业中的机组配置
针对MDZ作业机组，其主要进行线路维护作业，采用MDZ作业机组配置进行线路维护作业，不仅可以提高轨道铺设质量，也可以提高轨道铺设的平顺性和密实度，针对某铁路客运专线轨道工程，其主要采用SPZ-200型双向道床配碴整形车、WD-320型动力车、08-32型自抄平起拨道捣固车等MDZ作业机组，其都是基于集机、电、液、气于一体化的大型线路机械，第一，SPZ-200型双向道床配碴整形车是一体化的自行式大型线路机械，主要对道床进行抛碴、清扫轨枕;第二，WD-320型动力车可以将道碴重新排列，其工作原理是通过激振装置产生的垂直静止压力，使道碴发生相应的变化，从而提高道碴的密实度和精度，进而提高线路作业效率;第三，08-32型自抄平起拨道捣固车，目前，已被升级为09-32型自抄平起拨道捣固车，其具有作业效率高、操作方便的特点，在补碴、MDZ作业中，该配套技术不仅可以进行起道、抄平等作业，也可以进行枕端道喳夯实作业，通过ALC自动导向技术来实现现场作业的实时监控，即控制主车的作业速度和降低车体冲击次数，从而提高作业的准确度。
7、钢轨的焊接
施工中使用u75v的热轨性能更好，并且价格合理，适合在地铁施工中推广。我国的钢轨焊接工艺分为气压焊、接触焊和铝热焊三种。气压焊运用电流通过电阻时产生的大量热量进行钢轨焊接，并经过一定的顶锻加工达到焊接所需的效果。接触焊的焊接效率相对更高，焊接的质量也更好，是目前世界范围内广泛使用的焊接方式。铝热焊的施工环境比较差，焊接后钢轨接头的质量没有保障，焊接后接缝处的极限强度只能达到母材的70%，所以一般地铁轨道施工焊接中不采用这种方式。但针对轨道交通中既有线钢管和续建部分钢管的焊接，使用铝热焊具有明显的优势。铝热焊的焊接工艺相对简单，比较适合流水性较强的作业。在进行铝热焊施工作业时，首先要对氧气瓶、加热的工作压力等进行严格控制，以此保障焊接的顺利实施和焊接的质量。
8、站线人工铺轨的施工工艺分析
、站线人工铺轨施工前的准备
站线人工施工前的准备主要包括三方面的内容，具体如下:第一，根据工程施工组织的计划以及工期的安排，精心组织轨料和轨枕的进场;施工所需要的施工设备应当由卡车运抵施工现场。第二，在铺轨之前，应当根据信号专业设计的标准进行信号的测定，从而合理确定绝缘接头所处的位置。第三，在铺轨之前，应当准备好施工的材料和施工的用具，检查施工机械和施工机具的性能是不是完好等
、施工工艺分析
人工铺设。从站线的一段岔尾部开始铺设，根据铁路信号绝缘接头的位置来确定非标轨的具体长度;使用单轨车把钢轨沿着正线均匀散布到位，然后用合乎工艺标准的抬轨钳用人工的方式抬人承轨槽，并与之进行连接
轨枕位置用白漆标杆在一侧钢轨内侧，而在曲线地段标于外股钢轨轨的内侧，而另外一侧则用方尺进行定位如果一侧钢轨扣件上的太紧，则需要进行相应的调整，然后再进行温度的计算轨道线路达到施工标准之后，应用机车进行压道处理，然后再进行沉落和整修道床，以便使道床的断面符合相关的设计要求;轨道的配件必须齐全，做到钢轨、坡脚线和渣肩线三线平行。
此外，在上渣整道过程当中，应该对轨道线路的方向、水平以及标高、接头错才、超高等进行仔细检查，发现问题应立即整改。
9、轨道床裂缝的修补
一般对影响轨道床整体强度、危及列车行车安全的裂缝需要提前停止地铁运营，封闭修补区域，掺入早强剂并用混凝土浇筑来修补裂缝，保证尽快恢复地铁运行。但这种方法对轨道运行的影响比较大，目前多运用“封口注胶”的方法来修补裂缝。首先对裂缝表面进行处理，去除混凝土表面的灰尘和杂物，然后将封口胶粘在裂缝的中心部位，注入胶体前先检查裂缝的状态，保持注入器和孔的间距为20一25厘米。之后将裂缝密封并让封口胶自然固化，为后续工作做准备。封口胶固化后注入灌注胶，等灌注胶固化后清理混凝土表面。
10、结语
铁路助推中国经济快速发展，同时随着中国经济社会的快速发展，铁路工程的建设规模和投资规模将会大幅度增加在铁路工程建设中，轨道的铺设是重中之重，在文章中，结合自身的实际经验，系统分析了铁路轨道施工的工艺，主要有铁路正线道床的铺设工艺、站线人工铺轨的施工工艺等。希望文章有助于提高铁路轨道施工工艺水平。
参考文献
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点腐蚀又称为孔腐蚀，是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件既促进又足以维持腐蚀的继续进行。一般来说，工业铝型材铝及铝合金腐蚀的基本类型：点腐蚀，电偶腐蚀缝隙腐蚀，晶间腐蚀，应力腐蚀，剥落腐蚀，疲劳腐蚀，丝状腐蚀等，在此，仅介绍集中铝建设工业铝型材在生产和使用中常见的腐蚀现象。点腐蚀，点腐蚀又称为孔腐蚀，是金属上产生针尖状，点状，孔状的一种极为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程。 铝在大气，淡水，还是以及中性水溶液中都会发生点腐蚀，严重的还可以导致穿孔，不过腐蚀孔最终可能停止发展，腐蚀量保持一个极限值。点腐蚀在极限程度与介 质合金有关，如氯离子，氟离子等。还必须存在促进阴极反应的物质，如水溶液中的溶解氧，铜离子等。从工业铝型材铝合金细来看，铝型材高纯铝一般难以发生点腐蚀，含铜的铝合金点腐蚀最明显。电偶腐蚀也是铝的特征性腐蚀形态，铝的自然电位很负，当铝与其他金属接触时，铝总是处于阳极使其腐蚀加速。电偶腐蚀又称为双金属腐蚀，其腐蚀的严重程度是由两个金属电位序中的相对为位置决定的。他们的电位差愈大，则电偶腐蚀愈严重，几乎所有铝合金都不能避免电偶腐蚀。缝隙腐蚀，工业铝型材铝 本身或铝与其他材料的表面接触时存在缝隙，由于差异充气电池作用，缝隙内腐蚀加速，而缝隙外没有影响。缝隙腐蚀与合金类型关系不大，即使非常耐蚀的合金也 会产生缝隙腐蚀。近年来对于缝隙腐蚀的机理有了更深入的研究，缝隙顶端酸性环境是腐蚀的原动力。沉积物下腐蚀是缝隙腐蚀的一种形式。晶间腐蚀，纯铝不繁盛晶间腐蚀，晶间腐蚀的原因与热处理不当有关系，合金化元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出，相对于晶粒是阳极构成腐蚀电池，引起晶间腐蚀加速。丝状腐蚀，丝状腐蚀是一种膜下腐蚀，呈蠕虫状在膜下发展，这种膜可以使漆膜，也可以使其他图层，一般不发生在阳极氧化膜下面。丝状腐蚀最早在航空器的图层下发现，今年在欧洲陆续报道在建筑工业铝型材喷涂膜下也发生。丝状腐蚀与合金成分，铝型材涂层前预处理和环境因素有关环境因素有湿度，温度，氯化物等。
摘 要：电阻点焊的组织决定焊接接头熔核的性能，熔核的性能决定焊接的质量。通过模拟 点焊接头的组织，可预测在不同点焊参数下接头的组织形态和力学性能等，从而实现通过寻 求最佳焊接工艺来改善焊件性能的目的。研究铝合金点焊相变组织的分布规律，对优化点焊 设计和工艺参数有重要的指导作用，本文通过应用有限元模拟软件进行数值模拟，对6082 铝合金电阻点焊过程中的组织转变进行模拟与研究，并通过实验进行验证，从而得出电阻点 焊对6082铝合金的组织转变的影响。试验验证表明，数值模拟与试验结果吻合良好，为铝合 金点焊基础理论研究提供了一种有效的分析手段。 关键词：数值模拟；金相组织 ；铝合金；电阻点焊 Abstract Te microstructure of resistance spot welding decide performance of nuclear fusion in welded joint, the performance of nuclear fusion decide welding quality. By simulation, we can predict microstructure and mechanical properties of spot welding in different parameters, so as to achieve the best welding performance by seeking to improve the welding processes. Research on the distribution of microstructure in aluminum spot welding, have an important role in on the design and optimization of process parameters of spot welding. The paper through the application of finite element simulation software to simulate and research the resistance spot welding of aluminum alloy of 6082, and verify it through experiments, so as to know affection resistance spot welding to aluminum alloy of 6082. Experiments show that numerical simulation and experimental results are consistent, providing an effective analysis for spot welding on aluminum alloy. Key words: Numerical simulation; Microstructure; Aluminum alloy; Resistance spot welding 1、铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用 铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右，能显著降低燃料消耗和减少 环境污染。但是，铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用，铝合金 点焊的熔核形状不规则，尺寸大小不一，熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔，由于冷 却速度较快，熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面，吉林工业大学 的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究，将柱状晶组织变为等轴晶组 织，取得了良好的效果[1]。但是，该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊 的相变组织进行有限元模拟计算，得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，从微 观上改变焊接质量，对提高和稳定点焊质量具有重要意义。 铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程，随着焊接研究的深入， 温度，相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。 等人曾提出温度，相 变，热应力之间的耦合关系式， 等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。 Ronda 等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性，建立了相容的 TMM 模型，并形成了系 统理论。Yang 等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循 环以及熔池形状时,采用瞬时、3 维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。 本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程，进行数值模拟时，考虑了材 料热物理性能与温度的非线性关系，以及相变潜热对温度场的影响，实现温度场和应力应变 场的耦合计算，揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，其结果有助于更好地 了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参 数等提供理论指导。 2 点焊相变原理熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件 下，接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。 （1）预压阶段：在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理触点，为焊接电 流的顺利通过及表面原子的键合作准备。（2）通电加热阶段：在热与机械力作用下形成塑性环、熔核，并 随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始，由于边缘效应，使焊件接触面边缘 处温度首先升高，接着由于金属加热膨胀，接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象，而靠近电极的焊接区 金属散热较有利，从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区，其周围产生了较大的塑性变形。随着通电 加热的持续，电极与工件接触表面增加，表面金属的冷却增强，而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高，形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间，塑性环和熔核不断长大。当焊接温 度场进入准稳态时，最终获得椭圆形液态熔核，周围是将熔核紧紧包围的塑性环。（3）冷却结晶阶段：使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同，熔核的凝固组织可有三种：柱状组织、 等轴组织、“柱状+等轴”组织。 由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快，若焊接参数选用不当，在结晶过程中会出现 裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷，可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。 3 点焊熔核有限元仿真点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时，考虑其可作为轴对称问题，对等厚 板的焊接取l／4平面进行分析。为简化计算，本文假定电极压力恒定。 本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的，假设上下两块铝 板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的，假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无 滑动接触。焊接电流为恒流，材料的热物理性能随温度变化，忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和 接触热阻[4,5]。模型的网格采取自由划分，共含1996个固体单元，2120个节点。被连接材料为6082铝合金， 板厚 mm，采用Cu～Cr合金电极，端部直径6 mm，端部曲面半径40 mm。 材料属性 材料的热物理性能参数是温度的函数，在模拟中，材料的热物理性能除了密度和潜热外，其他如比热、 导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热，模拟中将潜热在相变温度区间均匀折 算为比热容，以模拟其产热效果。 6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金，该合金的组织比较简单，主要合金元素为Mg、Si ,另外还有少量的Fe 、Zn 、Cu 、Mn，主要组织组成物为Mg2Si，Mg/Si比为，大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时，合金的抗蚀性好，但强度与成形性能低；当硅过量时，合金的强度高，但成形性能及焊 接性能较低，抗晶间腐蚀倾向稍好。 工艺参数 采用直流焊接电源，焊接电流为14 KA，电极压力为 KN，焊接时间为15个周波(相应频率50 Hz)。 具体方案见表1： 焊接温度场的模拟 焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提，焊件在快速 加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的 准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型，并应用有限元 软件的校正工 具，根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正；考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系，建立 了焊接过程的数学模型和物理模型[6,7]。 在焊接过程中，由热源传给焊件的热量，主要是以辐射和对流为主，而母材和焊接材料获得热能后， 热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变 化问题[8]。因此研究焊接温度场，是以热传导为主，适当地考虑辐射和对流作用。 焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场，可以表示为： T T ( X , Y , Z , t ) 式中 T 为焊件上某点的瞬时温度，(x , y , z)是某点的坐标，t是时间。 因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为： 式中 c、ρ为材料的比热容、密度，T为温度场的分布函数，t为时间，kx , ky , kz分别为x , y , z方向 上的导热系数； Q是内热源。 温度场计算时, 将模型的对称面定义为绝热边 界条件, 即 其他周围表面定义为换热边界条件, 即 式中 是材料的热导率，n是边界表面外法线方向，α是表面换热系数，Ta是周围介质温度，Ts是物体表面 温度。 点焊相变组织的模拟 相变潜热 焊接过程中伴随着相的转变，在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9]，即 式中 (T )c(T ) 分别为材料的密度和比热，均为温度的函数。 在某一温度增量区间，所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加，即 式中：Aj为第j 相的相变潜热，V j 为第j 相的转变体积比,且 å V j = 1 ；n是材料中相的个数。相的转变体积比,且 ；n是材料中相的个数。 相变模拟原理 对于铝合金的相变模拟，主要通过铝合金的回复与再结晶原理，如图1。如果材料有经过温度循环，当 最高温度高于重结晶温度时，重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度，也取 决于热循环过程。可以用如下公式来计算： 等温反应动力学： 非等温反应动力学附加规律： 模拟计算结果 温度场的模拟结果 如图 2 为焊接时间 250ms 时 l／4 平面所成的温度分布，再通过 sysweld 有限元软件，分别在熔核区 中心，熔合线，热影响区，母材组织上取四个固体单元，形成如图 3 所示的温度曲线。由图 2，3 可以看出 在焊接过程中，熔核中心的最高温度可达 720℃，且长时间温度维持在 700℃左右；熔合线附近可达 600℃， 也长时间维持在这个温度；热影响区最高温度可达 500℃左右；而母材最高温度只达到 300℃左右。 相变组织的模拟结果 通过有限元模拟可得到如图4所示结果，6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为：母 材、热影响区和熔核区组织。 4 结果分析和讨论由模拟分析结果可以看出， 6082 铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布，再根据模拟所用的 焊接参数进行试验验证，然后进行金相组织观察（试样用凯勒试剂浸蚀）。可以得到图 5－图 9 的微观组织 图。 由图 5 可见，6082 铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布，中间的小圆为熔核部分，外圆为热影 响区，外边即为母材，与模拟的相变结果（图 4 所示）完全相同。 铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理，通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。 6082 铝合金为 T4 状态（固溶处理＋自然时效）是经固溶、时效后的合金，其主要强化相是 Mg2Si。在焊 接热循环的影响下，铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程，对焊接前的基体 产生或多或少的破坏。它们的熔点为 595℃，焊接加热温度超过这一熔点时,部分强化相就会熔解[10]。 图 6 为母材组织，其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相；图 7 为熔核中心组织，其内组织 主要为细小的等轴晶粒；图 8 为处于塑性环熔合线周围的组织，靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部 分等轴晶粒，靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒；图 9 为热影响区中心组织，其铝合金基体上的析出相 细小且呈圆粒状。 从图 4 可以得知，在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于 595℃，可达 720℃左右，且比较长时间 的维持在 700℃，这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化，在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶， 化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的，细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作 用，第二相质点越细小，数量越多，则阻碍晶粒长大的能力越强，所形成的晶粒也就越细小，且在熔核区 内合金元素溶入的比较多，在很大程度上阻碍了晶界的移动，焊接为快速加热，金属内存在的晶格畸变现 象来不及回复，自扩散系数增加，使合金再结晶晶核增多，造成晶粒细小，所以在熔核中心冷却后形成的 组织为细小的等轴晶粒；由于点焊冷却速度较快，靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生 长的柱状晶。运用图 1 描述的铝合金重结晶现象可以发现，靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段， 晶粒生长方向与热流方向一致，有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相，应为晶粒长大区；6082 合金母材组织为板材组织，其析出相方向与板材成形方向一致，也有少量析出相呈三角形，在晶界上析出， 由于其含有 Cu，Mg，Al，Si，Mn 等合金元素，析出相比较复杂，主要为 Mg2Si。图 6 中的母材组织为退 火组织，所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区，其析出相明显比母材组织细小， 且没有方向性，但已经开始出现圆粒状，分布也比母材组织均匀，但还是有一部分为粗大的析出相，且呈 长条形，没有完成再结晶，由图 1 铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区，晶界基5 结 论1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织，运用sysweld的相变模拟原理，完成对6082铝合金点焊组织的 模拟和预测。 2、采用本文提出的有限元点焊模型，运用相变模拟软件，可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果，因 此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。 3、6082铝合金熔核区晶粒细小，组织分布均匀而且弥散，热影响区有着比较明显的回复区，回复与再结晶 区和晶粒长大区，母材组织为板材组织，晶粒方向为轧制方向，且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。 4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术，它尚处于起步阶段，在理论上还存在着尚未澄清问题，另外在 计算方法上也有改进余地，其应用更接近空白，因此，有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的 探索，以使新兴方法尽快用于工程实践。 参考文献：赵熹华,姜以宏,薄件点焊熔核凝固组织分析，焊接学报，1994(2):89~93. Ronda J,O liver G J. Consistent Thermo-Mechano-Metallurgical Model of Welded Steel with Unified Approach to Derivation of Phase Evolution Laws and Transformation - Induced Plasticity. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering。2000, 189 (2) : 361～ 417. Yang Z, Elmer J W , Wong J. Evolution of Titanium Arc Weldment Macro and Microstructures- Modeling and Real Time Mapping of Phases。 Welding Journal, 1997, 76 (4) : 172～ 181. Matteo Palmonella, Michael I, Friswell, et al. Finite element models of spot welds in structural dynamics: review and updating[J]. Computers & Structures. 2005,3 (83): 648-661 . Deng X, Chen W, Shi G, et al. Three-dimensional finite element analysis of the mechanical behavior of spot welds[J]. Finite Elements in Analysis and Design. 2007,185( 1): p 160-165. Feulvarch E, Bergheau , Robin V, et al. Resistance spot welding simulation: a general finite element formulation of electrothermal contact conditions Source[J]. 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浅谈某车架第二横梁上板开裂问题的解决论文
车架所起的作用是支撑连接汽车的各零部件、承受汽车自身零部件的重量，承受行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等，车架是整车极为关键的核心零部件。尤其是车架的第二横梁，在保证车架强度与刚度的.基础上，需要为前桥与转向器提供安装点。某车型开裂问题出现的部位为转向器安装点倒角处，为解决此问题，我部进行了如下调查分析。
1 问题来源
某车型车架第二横梁上板在CAE 成型性分析中局部产生开裂，将严重影响零部件质量及整车品质和安全性能。
2 原因分析
通过对标各车型的相关结构，同时对第二横梁上板设计结构进行评审分析，得出产生局部开裂原因如下：(1)第二横梁上板开裂处的结构为竖直的翻边，为保证与下板的焊接配合，翻边高度达，高度值较大，极易对钢板产生拉延减薄现象;(2)开裂部位附近的翻边型面较复杂，相邻侧为安装转向机支撑管的外凸结构，延伸到开裂部位为内凹的圆弧结构，翻边的型面起伏大，成型困难;(3)第二横梁上板选用的为较高强度的钢板，其材料为SAPH440，板材厚度为3mm，因此成型性能有限，在复杂型面处容易出现成型开裂或是减薄隐裂现象。
综上所述，第二横梁上板开裂的原因主要为：选定牌号、板厚的钢板其成型性能有限，并且零件的翻边高度值较大，同时翻边的型面起伏变化剧烈，从而导致出现了成型时的局部开裂现象。
3 方案制定及验证
方案制定
通过分析的真因，寻找最佳解决方案，为了保证第二横梁上板满足车架刚度、强度要求，材料不允许更改，因此需对型面的结构进行优化，共制定两套方案，方案如下：方案一：将开裂部位近侧的外凸型面进行回收，将外凸弧面R 角内移8mm，经CAE 成型分析，开裂问题得到解决，但是此外凸面为安装转向机支撑管的型面，弧面内移后转向机支撑管的焊接面减小，安装精度不能保证，此方案不可行。方案二：将开裂部位的内凹弧面拉直为平面，使翻边的型面起伏平缓，外凸的型面与平直边相接，经CAE 成型分析，开裂问题也得到解决，同时变更后对安装零件区域无影响，方案可行。
验证
通过CAE 成型性分析，开裂区域消失，问题得到解决，原开裂部位无应力集中现象。
4 结束语
此问题反映出设计零件的结构要结合其材料性能，为保证其性能就需采用机械性能较高的材料，但提高机械性能的同时其成型性将会下降，这就需要避免设计过于复杂的型面结构，同时在设计过程中要结合工艺成型性分析，将问题消除在设计阶段，将此解决办法进行标准化，为后期相似结构提供了借鉴意义。
车架的主要原料及分别： \x0d\x0a无论是摇篮式车架或双翼梁车架或是两者混合的新型车架，在用料上都可分成两大类：铝合金及钢管。\x0d\x0a\x0d\x0a 人人都爱的铝合金车架\x0d\x0a\x0d\x0a铝材本身是比较软，韧度及强度亦较低，不适合作工程用金属。但铝材比较轻身，及高度抗氧化的防锈特性。因此，为改善铝材较差的强度，必须混入其他金属制成合金才能够作车架之材料，一般被称为飞机铝(飞机机身同样使用铝合金为材)。\x0d\x0a\x0d\x0a铝合金之优点在于轻巧，高抗氧化能力，可塑性高，能于冷工(ColdWork)下塑型及加工，轻微变形车架容易拉回原状。但铝合金同样有其缺点。铝合金会有一种大部分金属的问题，便是金属疲劳。除此之外，因硬度较低，抗磨性不佳，部件较易磨损，不适合用于经常活动之部份。\x0d\x0a\x0d\x0a 因为铝合金硬度不足问题及金属疲劳特性，在铝合金车架某些部份上必须在表面加工(铝合金车架不平滑如磨沙般既表面便是其加工结果)，令表面有WorkHarden之情况，因此提高表面之硬度及产生表面横向压力以防止车架出现裂痕。\x0d\x0a\x0d\x0a 铝合金车架多数以注模(DieCast)制造，存在模具成本。由于有工序上及模具之需要，因此，一般铝合金车架造价较高，所以需然铝合金车架比较轻，但一般不会应用在平价或低性能的车种中使用，以免提高售价或造成浪费。以前铝合金车架只会跑车身上出现，但近年在高性能的街车、专业的爬山车甚至乎是高性能绵羊都有采用铝合金车架。\x0d\x0a\x0d\x0aYamaha摩托车在制造第三代Delta-Box车架时，采用了一种名为ControledFillingAllyDie-castingTechnology铝合金计算机印模锻造技术制造。\x0d\x0a\x0d\x0a该技术能制造更复杂的外型，并同时准确地控制车架的厚度，让受力支点厚一点。最重要是能有效减少气泡形成，利用计算机感应器控制模件内不同部份的吸力，让铝合金更准确和更快速地被注入模具内，令注模时间可以缩短了五倍之多。\x0d\x0a\x0d\x0a 所以温度控制更佳，令制成品的密度和刚性都得到改善，令新车架的横向刚性增强但重量却减轻。此外车架的焊接点也可以大幅减少。 \x0d\x0a\x0d\x0a普遍被人轻视的钢管车架\x0d\x0a\x0d\x0a钢材同样是合金，主要由铁(Iron)做成，加入炭Carbon，铬Chromium，镍Nickel，钒Vanadium，磷Phosphorus，镁Manganese等等其他元素制成。\x0d\x0a\x0d\x0a由于钢材由小型炭原子及大型铁原子所合成，所以钢材有一种名为Cottrelllocking的效果，使钢材没有一般金属存在的金属疲劳现象。\x0d\x0a\x0d\x0a 但有利必有弊，Cottrelllocking会导致金属难以冷工加工，所以钢材塑型多数会加热后才加工(Hotwork)。钢材Hotwork还有其他好处，如红热钢材快速冷却(Quenching)会使钢材有纤维性结构，令纲材更加坚韧。\x0d\x0a\x0d\x0a 钢材的抗氧化力亦算高，但不及铝合金，因此，此类车架一般都会有漆油保护，防止氧化。因硬度较高，抗磨性佳，除车身外，引擎及波子盘等经常转动的地方都会用上钢材。\x0d\x0a\x0d\x0a钢管车架在外观上不及铝合金车架粗壮，也较为普遍，所以予人一种过时老土的感觉。其实钢管车架无论在硬度，韧度及强度都比较铝合金优异。\x0d\x0a\x0d\x0a意大利摩托车之皇Ducati的作品，包括登上世界竞赛颁奖台的超级跑车和最新的型号，都是一直使用捆杆式圆管车架。\x0d\x0a\x0d\x0a 钢材缺点是材料本身十分之重，材料本身价钱比铝合金贵，不过因为刚性高，可减少用料，及车架工序简单，车架成本因此反比铝合金更便宜。 \x0d\x0a\x0d\x0a摩托车的钢管车架，一般都是使用已成形的钢管，经加热后再拉出所需形状，然后再利用烧焊方法制成最后的车架。相比起注模式的铝合金车架，制造钢管车架所需的工序比较简单，所需要的注模规模比较小型，不像生产铝合金车架需要有大型注模的昂贵模具。所以钢管车架，在平价及低性能车种中被普遍采用。
铝制车架强度高、质量轻，掉漆也不会生锈钢制车架强度高、质量重，掉漆后会生锈，需要注意防护
按等级从低到高：高碳钢<铝合金<钛合金<碳素纤维1.钢:(什么高碳钢等都一个玩意儿)优点:强度高,韧性好.缺点:易生锈,腐烂,重量很大.2.铝合金:优点:强度一般,重量较轻,不生锈,不腐烂.缺点:韧性不好比较脆.3.钛合金:优点:强度极其高,重量很轻,不生锈,不腐烂.缺点:非常难提炼和加工.很脆,价格很贵.4.碳素纤维:优点:强度很高,韧性非常好,重量非常轻.缺点:加工成本高,易老化,损坏后维修难度非常高.
焊接大专毕业论文提纲 以铝合金点焊为例： 第一部分：文献综述。 主要介绍焊接国内外发展现状，并能从中发现问题，提出问题，在哪些领域仍有技术问题，然后说明你做的研究主要就是用以解决这方面的问题的。 铝合金表面有硬度高熔点高的氧化物，点焊存在一定难度，质量难以保证。因而铝合金的焊接质量在线监测十分重要。 第二部分：论文正文。 质量监测主要有以下几种方式：焊接电压、电流，电极位移，电极压力，焊接声音，焊接热循环等等。 如何采集以上参数呢？首先需要传感器。以上各参数需要不同的传感器。数据采集使用单片机或者数据采集卡（你设计一个单片机采集程序或者数据采集卡的接口电路就足够一个毕业论文了）。 下一步对采集的数据进行分析整理。从采集来的数据中提取点焊缺陷信息，例如喷溅，未熔合等。 第三部分：结论。 对你的工作给出总结，对问题的解决情况加以说明。最后，致谢。 对于专科毕业设计，整个过程中提取一小部分，就足够一个学生的工作量。
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提要 在焊接过程中，热源沿焊件移动时，焊件上某点温度随时间变化的过程称为焊接热循环，它是描述焊接过程中热源对母材金属的热作用。焊缝及近缝区金属组织的变化和应力的产生取决于母材金属的化学成分和焊接过程中的热循环特点。 表明焊接热循环的参数主要有加热速度、加热峰值温度、相变温度以上停留时间及冷却速度，这些因素都会影响焊后组织和性能。因此，焊接热循环的测试与分析计算具有重要的实际意义，是分析焊接接头组织性能变化及焊接缺陷生成机理的有效途径，并可通过改进焊接工艺，改善热循环过程，以达到提高焊接质量的目的。 如果焊接热循环能够实现计算机模拟仿真，我们就可以通过计算机系统来确定焊接各种结构和材料时的最佳设计、最佳工艺方法和焊接参数。本文从这一点出发，在总结前人的工作基础上，通过具体的试验并结合数值计算的方法，在对焊接过程产生的温度场进行了二维和三维模拟仿真研究的基础上，提出了基于ANSYS软件的焊接温度场、焊接热循环的模拟仿真分析方法，并针对Q235平板堆焊问题和16MnR钢焊接进行了实例计算，计算结果与试验值基本吻合。最后在模拟仿真基础上，结合焊接CCT图进行了组织预测分析。 关键词：焊接热循环 温度场 有限元 ANSYS 仿真 目录 提要I Abstract II 目录III 第一章 序 言 1 课题意义 1 本课题的国内外动态 3 数值模拟仿真技术在焊接中的应用 3 焊接热分析的研究进展 6 存在的一些问题 7 目前研究的焦点和方向 8 本论文的主要工作 10 第二章 有限元法与有限元软件 11 2. 1 有限元法 11 有限元法的发展历史 12 有限元方法介绍 12 典型分析步骤 13 通用有限元分析软件 15 有限元软件ANSYS介绍 18 ANSYS的功能 19 ANSYS的特点 19 软件的结构 20 第三章 焊接过程有限元理论 23 焊接过程有限元分析的特点 23 焊接有限元模型的简化 24 焊接温度场的分析理论 26 焊接传热的基本形式 26 转自：毕业论文网
由于铝及铝合金所具有独特的物理化学性能，在焊接过程中会产生一系列的困难和特点，具体表现有以下几点：(1) 强的氧化能力:铝与氧的亲和力很大，在空气中极易与氧结合生成致密结实的A1203薄膜，厚度约。Al203的熔点高达2 050T，远远超过铝合金的熔点，而且密度大，约为铝的倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合。因此，为保证焊接质量，焊接前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化。对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。(2) 热导系数和比热容等都很大（约比钢大1倍多），在焊接过程中大量的热量能被迅速传导到基本金属内部，因此焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量。为获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施。(3) 热裂纹倾向性大:铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的两倍，凝固时的体积收缩率达6. 5%左右。因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹，这是铝合金尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。生产中常采用调整焊丝成分的方法防止裂纹的产生，如焊丝SAlSi5。采用合理的焊接工艺对于防止热裂纹的产生也是有利的和必要的。(4) 容易形成气孔:焊接接头中的气孔是铝及合金焊接时易产生的另一个常见的缺陷，氢是熔焊时产生气孔的主要原因。铝及铝合金时的液体熔池很容易吸收气体，高温下溶入的大量气体，在焊后冷却凝固过程中来不及析出，而聚集在焊缝中形成气孔。弧柱气氛中的水分，焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是焊缝气体中氢的主要来源，因此焊接前必须严格清理，并合理选择焊接工艺防止气孔的产生。(5) 焊接热对基体金属有影响:焊接可热处理强化的铝合金时，由于焊接热的影响，会使基体金属近缝区某些部位的力学性能变坏，对于冷作硬化的合金也是如此，使接头性能弱化，并且焊接热输入越大，性能降低的程度也愈严重。(6) 无色泽变化:铝及铝合金从固态变成液态时，无明显的色泽变化。因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。
后来，它被广泛地应用于食品中，如制造果干、果脯时的熏硫；制成二氧化硫缓释剂，用于葡萄等水果的保鲜贮藏等。二氧化硫在食品中可显示多种技术效果，一般称它
提要 在焊接过程中，热源沿焊件移动时，焊件上某点温度随时间变化的过程称为焊接热循环，它是描述焊接过程中热源对母材金属的热作用。焊缝及近缝区金属组织的变化和应力的产生取决于母材金属的化学成分和焊接过程中的热循环特点。 表明焊接热循环的参数主要有加热速度、加热峰值温度、相变温度以上停留时间及冷却速度，这些因素都会影响焊后组织和性能。因此，焊接热循环的测试与分析计算具有重要的实际意义，是分析焊接接头组织性能变化及焊接缺陷生成机理的有效途径，并可通过改进焊接工艺，改善热循环过程，以达到提高焊接质量的目的。 如果焊接热循环能够实现计算机模拟仿真，我们就可以通过计算机系统来确定焊接各种结构和材料时的最佳设计、最佳工艺方法和焊接参数。本文从这一点出发，在总结前人的工作基础上，通过具体的试验并结合数值计算的方法，在对焊接过程产生的温度场进行了二维和三维模拟仿真研究的基础上，提出了基于ANSYS软件的焊接温度场、焊接热循环的模拟仿真分析方法，并针对Q235平板堆焊问题和16MnR钢焊接进行了实例计算，计算结果与试验值基本吻合。最后在模拟仿真基础上，结合焊接CCT图进行了组织预测分析。 关键词：焊接热循环 温度场 有限元 ANSYS 仿真 目录 提要I Abstract II 目录III 第一章 序 言 1 课题意义 1 本课题的国内外动态 3 数值模拟仿真技术在焊接中的应用 3 焊接热分析的研究进展 6 存在的一些问题 7 目前研究的焦点和方向 8 本论文的主要工作 10 第二章 有限元法与有限元软件 11 2. 1 有限元法 11 有限元法的发展历史 12 有限元方法介绍 12 典型分析步骤 13 通用有限元分析软件 15 有限元软件ANSYS介绍 18 ANSYS的功能 19 ANSYS的特点 19 软件的结构 20 第三章 焊接过程有限元理论 23 焊接过程有限元分析的特点 23 焊接有限元模型的简化 24 焊接温度场的分析理论 26 焊接传热的基本形式 26 转自：毕业论文网
铝合金在青岛海域海水潮汐区暴露16年的腐蚀试验结果。防锈铝LF2Y2、LF6M(BL)、F21M、180YS在还随潮汐区有好的耐蚀性。工业纯铝L4M、锻铝LD2CS的耐蚀性较差。硬铝LY11CZ（BL）、LY12CZ（BL）和超硬铝LC4CS（BL）的包铝层起着牺牲阳极作用，使基体受到保护。海生物污损对铝合金的腐蚀有明显影响。镁、锰能提高铝在海水潮汐区的耐蚀性，硅明显降低铝的耐蚀性，铜严重损害铝的耐蚀性。 锌钢板在青岛不同海水区带的实海腐蚀测试,并利用电化学测试、失重腐蚀测试和扫描电镜首次研究了镀层的海水腐蚀行为.结果表明,由于腐蚀电流密度小,腐蚀产物具有保护性,镀层在全浸区表现出较好的耐蚀性能;镀层在潮差区出现不同程度的生物污损,而比较充分的充气条件又促进了镀层的氧化,其腐蚀速度比全浸区明显降低;镀层在飞溅区未出现生物污损,耐蚀性能最好,可能与良好的充气条件和腐蚀产物层的阻挡作用有关.镀层在飞溅区和潮差区的耐蚀性比全浸区分别提高197％和183％;但在全浸区和潮差区,镀层有局部腐蚀倾向. 为了定量比较不同热浸镀层用金属(或合金)在热海水中对钢铁基体的阴极保护作用,参照国标GB/T17848-1999的要求对几种典型的热浸镀用锌及锌铝合金测试了50℃条件下的恒电流性能,计算了电流效率,观察了腐蚀产物脱落情况及腐蚀均匀性,并据此评价了它们的电化学保护性能.结果表明:Zn的电化学性能最好,合金的电化学性能最差,和合金介于二者之间.
化学化工环境1.喜树发根培养及培养基中次生代谢产物的研究2.虾下脚料制备多功能叶面肥的研究3.缩合型有机硅电子灌封材料交联体系研究4.棉籽蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂合成与性能研究5.酶法双甘酯的制备6.硅酸锆的提纯毕业论文7.腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂的合成及性能研究8.羟基磷灰石的制备及对4-硝基苯酚吸附性能的研究9.铝合金阳极氧化及封闭处理10.贝氏体白口耐磨铸铁磨球的研究等离子喷涂设备的调试与工艺试验高温旋风除尘器开发设计13.玻纤增强材料注塑成型工艺特点的研究14.年处理30万吨铜选矿厂设计15.年处理60万吨铁选厂毕业设计16.广东省韶关市大宝山铜铁矿井下开采设计17.日处理1750吨铅锌选矿厂设计聚氯乙烯乙炔工段初步工艺设计19.年产50万吨焦炉鼓冷工段工艺设计20.年产25万吨合成氨铜洗工段工艺设计装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统设计23.金属纳米催化剂的制备及其对环己烷氧化性能的影响24.高温高压条件下浆态鼓泡床气液传质特性的研究25.新型纳米电子材料的特性、发展及应用26.发达国家安全生产监督管理体制的研究27.工伤保险与事故预防28.氯气生产与储存过程中危险性分析及其预防29.无公害农产品的发展与检测30.环氧乙烷工业设计31.年产21000吨乙醇水精馏装置工艺设计32.年产26000吨乙醇精馏装置设计33.高层大厦首层至屋面消防给水工程设计34.某市航空发动机组试车车间噪声控制设计35.一株源于厌氧除磷反应器NL菌的鉴定及活性研究36.一株新的短程反硝化聚磷菌的鉴定及活性研究37.广州地区酸雨特征及其与气象条件的关系38.超声协同硝酸提取城市污泥重金属的研究39.脱氨剂和铁碳法处理稀土废水氨氮的研究40.稀土超磁致伸缩材料扬声器研制41.纳米氧化铋的发展42.海泡石TiO2光敏催化剂的制备及其研究43.超磁致伸缩复合材料的制备44.钙钛矿型无铅压电陶瓷的制备和性能研究毕业论文法在硅基板上制备硅化钛纳米线46.浅层地热能在热水系统中的利用初探及其工程设计47.输配管网的软件开发