第6章车体结构与车辆设施6.1概述6.2CRH2动车组车体结构6.3CRH2动车组车辆设施6.1概述一、车体结构的要求高速动车组车体结构的要求：车体的轻量化设计良好的空气动力学性能严格的车辆气密性要求其他：防火、降噪等城轨车辆车体结构的要求：•重量的限制较为严格，特别是高架轻轨车和独轨车，要求轴重小，以降低线路的工程投资。•对车体的防火要求严格，特别是运行于地下隧道的地铁车辆，一旦发生火灾后果不堪设想。•对车辆的隔音和减噪有严格要求，以最大限度地降低噪声对乘客和沿线居民的影响。•在车内的平面布置上有其特征，例如座位少，车门多且开度大，内部服务于乘客的设备较简单等。•由于用于市内交通，对车辆的外观造型和色彩都有美化和与城市景观相协调的要求。1.铝合金材料车体轻量化的措施材料：铝合金、不锈钢、玻璃钢结构优化普遍采用铝合金材料铝合金材料的特性：•密度为钢材的1/3，刚度也是钢材的1/3。•耐腐蚀性：好•加工性：好•强度较低：70-600MPa•低温特性：强度随温度下降而上升，无低温脆性铝合金分类铝合金按加工工艺分为形变铝合金和铸造铝合金。动车组车体常用的形变铝合金有：•非热处理强化：Al-Mg合金（5000系）•热处理强化：–Al-Mg-Si合金（6000系）、–高强度的Al-Zn-Mn合金（7000系）5083：强度一般，适合焊接，但挤压加工性差。6N01：中等强度，挤压性好，但焊接接头软化，且疲劳强度较低。7N01：强度较高，焊接后通过常温时效处理，接头强度可恢复到接近母材的水平。铝合金的焊接•铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3其熔点为2060)℃，阻碍金属结合。•铝合金热导率大(约为钢的4倍)，相同焊接速度下，热输入要比焊接钢材大2～4倍。•因此要采用大功率或能量集中的焊接热源。•惰性气体保护焊是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。一、氩弧焊氩弧焊又称氩气体保护焊。就是在电弧焊的周围通上氩弧保护性气体,将空气隔离在焊区之外1.特点保护效果好，适于焊活泼金属（如铝、钛）、电弧稳定、飞溅很小；成本较高、熔深较浅2.分类：非熔化极氩弧焊（TIG）：0.5-5mm薄板熔化极氩弧焊（MIG）：用于>7mm板•非熔化极氩弧焊：电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常用氩气)，形成一个保护气罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。•熔化极氩弧焊：焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别：一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另一个是采用保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用，如Ar80％＋CO220％的富氩保护气。通常前者称为MIG，后者称为MAG。3.焊接电源MIG：直流电源，外特性可能是下降外特性（用于小电流，短路过渡、变速送丝）或平特性（用于大电流，喷射过渡，等速送丝）TIG：交流或直流。电弧工作在平直区或略上升，一般用恒流电源。4.焊接材料氩气、钨极（纯钨、钍钨、铈钨）、填料或焊丝（一般与母材同成分）5.焊接工艺焊前准备：除油、氧化膜，加强焊缝反面的保护焊接规范：电流、电压、速度、电极、气流量TIG焊：一般用直流正接，以保护钨极；焊Al、Mg时，采用交流，因为要利用阴极破碎作用，去除氧化膜。MIG焊：用直流反接，提高效率。主要的问题和解决方法为：•Al易与O生成高熔点的Al2O3，阻碍熔合，产生夹杂。解决方法：焊前去除氧化膜、利用阴极破碎作用焊接。•氢气孔：焊前去除油、氧化膜。•热裂纹：因热膨胀系数大（约为钢材的2倍），且以形成低熔点共晶。需要正确选择焊材，控制焊缝成分。•接头的软化：Al-Zn-Mn经自然时效可基本恢复，其他可焊后进行热处理恢复，否则应采用小的焊接线能量，以减小软化区。二、摩擦搅拌焊（FSW），•其原理是在让金属制滚子旋转的同时沿连接线前进，铝合金因摩擦热软化，滚子的旋转又形成拖拉，产生塑性流动而进行连接。2...
