Hàn kết cấu nhôm cho giao thông đường sắt

Vật liệu nhôm và điều kiện hàn thường gặp trên thân toa xe

Thân xe của đoàn tàu cao tốc và phương tiện đường sắt hiện đại chủ yếu được hàn từ các thanh định hình ép đùn tiết diện lớn và tấm thành mỏng. Thân xe bằng hợp kim nhôm nhẹ hơn, giúp giảm năng lượng vận hành và giảm tải lên hệ bánh–ray, vì vậy hàn hợp kim nhôm là công đoạn cốt lõi trong chế tạo thân toa xe. Các tổ hợp kim loại nền thường gặp nhất tại xưởng gồm:

• Thanh định hình hệ 6xxx (như 6005A, 6082): dùng rộng rãi cho các thanh ép đùn cỡ lớn ở vách bên, sàn và nóc xe; độ bền trung bình, có thể hóa bền bằng nhiệt luyện — là vật liệu phổ biến nhất cho khung xương thân xe.
• Tấm hệ 5xxx (như 5083, 5754): dùng cho chi tiết chịu lực, khung gầm và những vị trí yêu cầu chống ăn mòn cao; giữ độ bền tốt sau khi hàn.
• Đặc thù của hàn thân toa xe là đường hàn dài, hàn nhiều lớp nhiều đường và lặp lại cùng một kiểu mối nối với số lượng lớn, do đó độ trơn tru khi nhả dây, sự ổn định khi cấp dây và tính ổn định giữa các lô của dây hàn đặc biệt quan trọng — khả năng cấp dây ổn định ảnh hưởng trực tiếp đến tính liên tục của sản xuất và chất lượng mối hàn.

Những điểm cần lưu ý khi hàn tại hiện trường

• Cấp dây trơn tru, giảm kẹt dây: dù hàn tay hay cấp dây bằng máy, độ trơn tru khi cấp dây đều ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất sản xuất. Dây hàn TGM có bề mặt nhẵn bóng, đường kính dây đồng đều, lực cản cấp dây nhỏ, hồ quang ổn định, giúp giảm dừng máy do kẹt dây — thuận lợi cho hàn liên tục các đường hàn dài.
• Kiểm soát biến dạng: đường hàn trên thân xe dài nên biến dạng nhiệt dễ tích lũy. Cần bố trí trình tự hàn hợp lý, áp dụng hàn đối xứng và hàn bước lùi phân đoạn, kiểm soát nhiệt đầu vào và nhiệt độ giữa các lớp, kết hợp đồ gá cứng vững để đảm bảo độ thẳng của thân xe và độ chính xác kích thước lắp ráp.
• Quấn lớp chính xác, nhả dây êm: dây hàn TGM dùng cuộn dây quấn lớp chính xác, ra dây mượt, không rối, không chồng dây, phù hợp hàn liên tục thời gian dài và cuộn cỡ lớn (như cuộn 7 kg / 18 kg), nhả dây ổn định khi hàn lặp lại với số lượng lớn.
• Làm sạch kỹ, bảo vệ khí đầy đủ: trước khi hàn cần loại bỏ triệt để màng oxit, dầu mỡ và hơi ẩm; dùng khí bảo vệ argon tinh khiết hoặc hỗn hợp argon–heli để giảm rỗ khí, tăng độ đặc chắc của mối hàn — kết cấu đường sắt chịu tải trọng động lâu dài nên khâu này càng phải thực hiện nghiêm ngặt.