Тема: Технологический процесс изготовления корпуса железнодорожного вагона из алюминиевого сплава

Проектирование и изготовление железнодорожных вагонов требует от производителя работ высокой квалификации, применения перспективных сварочных технологий, поскольку является очень сложной инженерной и технологической задачей, от выполнения которой зависит безопасность движения поездов и жизни пассажиров. Правильно выполненное проектирование и изготовление вагона в значительной мере определяет технико-экономические показатели всех подразделений железных дорог. Вагон является очень сложной сложной технической системой, содержащей множество подсистем: механическую, электро-теплотехническую и др.
В настоящее время алюминиевые сплавы становятся наиболее востребованным конструкционным материалом, по распространению и внедрению приближающимся к сталям [1]. Выгодные физические и химические свойства алюминиевых сплавов позволяют расширять область их применения на кораблестроение [2], вагоностроение [3...6]. Алюминиевые сплавы позволяют получить необходимую прочность конструкции при относительно небольшом удельном весе, повысить коррозионную стойкость конструкции и её способность поглощать колебания, шумы, вибрации и энергию при возникновении внештатных ситуаций.
Основные преимущества пассажирских вагонов из алюминиевого сплава: 1) высокая устойчивость к коррозии; 2) снижение веса вагона увеличивает скорость и маневренность поезда; 3) увеличивается грузоподъемность и объем кузова; 4) за счет снижения массы вагона поезд может перевозить большее количество пассажиров, добавляются дополнительные вагоны, а расход электроэнергии и топлива остается прежним или даже меньше.
Соединение алюминия сваркой плавлением при строительстве алюминиевых конструкций встречает множество затруднений, в числе которых: значительные остаточные напряжения и деформации, пористость и горячие трещины. Если же соединение алюминиевых деталей производить сваркой в твёрдой фазе (сварка давлением), то этих трудностей можно избежать. Однако существующие способы сварки давлением (сварка взрывом, контактная сварка, диффузионная сварка, ультразвуковая сварка, магнитно-импульсная сварка) имеют ограниченное применение.
В мире накоплен значительный опыт в области применения алюминиевых сплавов в вагоностроении [8...11]. К сожалению, на данный момент в Российской Федерации нет технических стандартов на проектирование, изготовление и эксплуатацию пассажирских вагонов, изготовленных из алюминиевых сплавов. При этом даже начало совместного производства электропоездов «Ласточка», «Сапсан» и «Стриж» не позволило решить эту проблему [7].
В связи с этим и многими другими проблемами производство вагонов из алюминиевых сплавов в должном объёме в Российской Федерации не налажено. Нашей стране приходится закупать алюминиевый состав за рубежом, например, в Германии. До недавнего времени экономическая и политическая ситуация в России способствовала длительному сохранению направленности на приобретение зарубежного подвижного состава. Также финансовые потоки были распределены таким образом, что большая часть финансовых средств обтекала отечественного производителя и центры российской науки, что существенно тормозило разработки в области сварки алюминиевых вагонов.
В связи с этим актуальной является тема выпускной квалификационной работы, которая направлена на достижение цели - повышение эффективности сварочных операций при изготовлении корпуса железнодорожного вагона из алюминиевых сплавов.
Купить

В выпускной квалификационной работе поставлена цель - повышение эффективности сварочных операций при изготовлении корпуса железнодорожного вагона из алюминиевых сплавов.
При анализе возможных способов сварки, которые могут быть применены при изготовлении корпусов вагонов из алюминиевого сплава, были рассмотрены: 1) контактная точечная сварка, 2) дуговая точечная сварка, 3) аргонодуговая сварка неплавящимся электродом, 4) механизированная сварка в интерном газе, 5) сварка трением с перемешиванием, 6) сварка сжатой дугой, 7) сварка трёхфазной дугой.
В работе предложены мероприятия по внедрению роботизированной плазменной точечной сварки, которая позволит заменить контактную точечную сварку с применением подвесных клещей. Контактная точечная сварка, применяемая в качестве базовой технологии, обладает малой производительностью и сопровождается получением дефектов, исправление которых требует затрат времени, электрической энергии и сварочных материалов.
Выполнен анализ проектной технологии ремонтной сварки на предмет наличия опасных и вредных производственных факторов.
Рассчитанный годовой экономический эффект с учетом капитальных вложений составляет 0,7 млн. рублей.
С учётом вышеизложенного можно сделать вывод о том, что поставленная цель выпускной квалификационной работы достигнута.
Полученные результаты выпускной квалификационной работы рекомендуются к использованию в производстве при сварке грузовых и пассажирских железнодорожных вагонов из алюминиевых сплавов.
Купить