一種鐵路鋁合金漏斗車側墻板及其攪拌摩擦焊接方法
【技術領域】
[0001]本發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側墻板及其焊接方式，特別是一種利用攪拌摩擦焊制作鐵路貨車側墻板的方法及產品，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的重要組成部分，鐵路上用于載運貨物的車輛統稱為鐵路貨車。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]通過專利檢索沒發現有與本發明相同技術的專利文獻報道，與本發明有一定關系的專利主要有以下幾個:
1、專利號為CN201410373006，名稱為“鐵路漏斗車車體下側梁”的發明專利，該專利公開了一種鐵路漏斗車車體下側梁，它由整根中空鋁合金型材構成，該中空鋁合金型材具有外側圓弧面、內側上斜面和內側下垂面，外側圓弧面、內側上斜面和內側下垂面圍合成的異形空腔中設置將其分隔成三個獨立腔室的斜向加強筋和橫向加強筋，外側圓弧面頂部向上延伸有與內側上斜面上部合為一體的變截面斜坡，變截面斜坡與內側上斜面交匯的頂部設置有垂直布置的上連接翼面，外側圓弧面與內側下垂面交匯的底部設置有下連接翼面。
[0004]2、專利號為CN201310752438，名稱為“漏斗車的側墻結構”的發明專利，該專利公開了一種漏斗車的側墻結構，包括:具有整體成型的上側梁(I)、一體式側墻板(2)、整體成型的下側梁⑶及下側墻⑷；所述上側梁⑴與下方的所述一體式側墻板⑵鉚接；所述側墻板(2)與下方的所述整體成型的下側梁(3)鉚接；所述側墻板是墻板和側柱一體式的板柱結構，所述側柱設置在車體內側；所述下側梁⑶與下方的所述下側墻⑷鉚接。
[0005]3、專利號為CN201320841576，名稱為“鐵路煤炭漏斗車下側梁連接結構”的實用新型專利，該專利公開了一種鐵路煤炭漏斗車下側梁連接結構，其側梁具有型腔結構的中空梁體，中空梁體的內側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面之間形成有用于安裝上側墻退讓臺階；其下側墻與中空梁體的內側面鉚接，其多根側柱垂直間隔布置并與中空梁體的外側面鉚接，其上側墻插入在中空梁體的垂直翼與多根側柱之間且三者鉚接為一體，其底架側梁位于中空梁體的一端、且也與中空梁體的內側面鉚接。
[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結構進行一些改進，但都沒有從根本上改變現有的采用整體框架，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。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于針對現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漏斗車側墻板及其制作方法，該鐵路鋁合金漏斗車側墻板具有結構簡單，制作簡便，外形美觀的特點。
[0008]為了達到這一目的，本發明提供了一種鐵路鋁合金漏斗車側墻板，側墻板整體由鋁合金型材拼接形成；根據車體側墻板的形狀和要求，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，形成整塊鋁合金側墻板。
[0009]進一步地，所述的鋁合金型材包括3種型材，其中，一字形型材16件，一字中間帶“人”字形筋條型材4件，一字中間帶有三角筋條型材5件，一字中間帶有凸臺型材4件，共計29件，將上述型材按照順序排列起來，通過攪拌摩擦焊焊接起來，形成整塊鋁合金側墻板形成整塊鋁合金側墻板形成整塊鋁合金側墻板。
[0010]進一步地，所述的鋁合金型材按照兩邊對稱排列方式順序排列，單邊從邊沿到中間的排列順序為2塊一字形型材、I塊一字中間帶有凸臺型材、I塊一字形型材、I塊一字中間帶有凸臺型材、I塊一字形型材、I塊一字中間帶有三角筋條型材、I塊一字形型材、I塊一字中間帶“人”字形筋條型材、I塊一字形型材、I塊一字中間帶有三角筋條型材、I塊一字形型材、I塊一字中間帶“人”字形筋條型材、I塊一字形型材，對稱中心最中間為I塊一字中間帶有三角筋條型材，兩邊加起來共計29塊。
[0011]進一步地，所述的各種鋁合金型材與型材之間，采取攪拌摩擦焊焊接起來，形成整體側墻板。
[0012]一種實現上述鐵路鋁合金漏斗車側墻板的攪拌摩擦焊接方法，將組成鐵路鋁合金漏斗車側墻板的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側墻板。
[0013]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)焊縫背面打磨；
7)最終檢驗。
[0014]進一步地，所述的型材檢驗是側墻在進行攪拌摩擦焊接前按檢驗規程對型材進行抽檢，抽檢完后準備型材29件，包括一字中間帶“人”字形筋條型材4件，一字形型材16件，一字中間帶有三角筋條型材5件，一字中間帶有凸臺型材4件，用電動鋼絲刷對焊接區域進行機械打磨，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域上下表面及對接面。
[0015]進一步地，所述的焊前準備是用千分尺測量焊接區域厚度，要求每500mm測量一個點，并用記號筆將測量值標于型材上；測量結束后，對一字形型材與一字形型材之間共2組、一字形型材與一字形中間帶三角筋條型材之間共4組、一字形型材與一字形中間帶人字形筋條型材之間共4組、一字形型材與一字形中間帶凸臺筋條型材之間共4組進行選擇以待裝配，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。
[0016]進一步地，所述的型材裝配是先選擇一字形型材2件(焊縫001)，裝入焊接設備工裝內，壓緊上表面，要求墊板與型材焊接區域貼實，側頂頂緊，裝配間隙< 0.4mm,錯邊量(0.4mm ;裝配完成后，選用攪拌頭，其中預焊攪拌頭規格為:軸肩Φ8πιπι，同心圓環；針長Imm ;錐形、帶螺紋；正式焊接攪拌頭規格為:針長Τ-0.3mm ^ L ^ T-0.2mm，軸肩:Φ20ι?πι ；軸肩形式:外凸螺旋線；攪拌針形式規格為:錐形、帶螺紋、三切面攪拌針。
[0017]進一步地，所述的攪拌摩擦焊接是編輯焊縫001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< 1mm ;預焊參數:轉速1400rpm，焊速1000mm/min，正式焊參數:轉速1400rpm，焊速1000mm/min