先进焊接技术在轨道车辆制造中的应用

梅启兵（成都长客新筑轨道交通装备有限公司，成都611430）



先进焊接技术在轨道车辆制造中的应用

梅启兵
（成都长客新筑轨道交通装备有限公司，成都611430）

摘要：对于轨道车辆的制造来说，先进的焊接技术必不可少。通过分析各种先进的焊接技术，分别阐述其利弊，就其对于轨道车辆方面的应用做了详尽的讨论，对其作用及效益做出分析与说明。

关键词：新型焊接技术；轨道车辆；发展及应用

在高速列车中，先进的焊接技术对于轨道车辆的制造是必不可少的。这些先进的焊接技术包括很多种，本文对TIG焊接技术、微束等离子弧焊、激光焊接技术做出探讨，详述其优点与应用方面，对于轨道车辆车体进行介绍，由于材质的不同，从而依次介绍先进的焊接技术在不同材质中的应用。

1　先进焊接技术种类及优点

1.1 TIG焊接技术

TIG焊接技术分为许多种类，其中包括活性钨极氩弧焊、热丝TIG焊、TIP- TIG焊、TOP- TIG焊、窄间隙TIG焊、超声钨极氩弧符合焊、超音脉冲TIG焊，等等。TIG焊的金属材料在品种和数量上是不受限制的，他们的形状和形式、面积和其他尺寸、结合强度和实用性能上有许多特点，这一切决定了TIG焊接技术在金属材料的焊接中有许多的应用。由于TIG焊接质量好、操作容易，现在已经被许多地方所应用，并且受焊接位置及操作空间限制，普遍采用的工艺方法是TIG焊打底焊条电弧焊盖面或采用TIG全氩弧焊。TIG焊接的多种多样的形式可以适用于多方面的焊接，同时对于科技快速的发展，TIG焊接的形式也在逐步增多。

1.2微束等离子弧焊

微束等离子焊接是一种小电流型焊接工艺，为了保持小电流时的电弧稳定，一般采用小孔径压缩喷嘴（0.6～1.2mm）及联合型电弧，其目的在于保持小电流时电弧的稳定。微束等离子弧焊接具有能量集中、温度高、焊接速度快、电弧稳定性好、可焊材料多、焊接质量效率高等特点。由于其微束等离子弧焊要求使用焊头足够小，所以它可以焊接更薄的金属，并且对于焊痕方面也显得更加细腻，对于弧长很大的变化范围也不会断弧，保证了焊接速度快、焊缝窄。

1.3激光焊接

激光焊接是一种新的焊接技术。激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接具有焊缝深宽比大、热影响区窄、焊接速度快、焊接线能量低、焊接变形小、聚焦后的光斑直径小（0.2～0.6 mm）和能量密度高（106 W/cm2）的特点。激光焊接技术被广泛应用在汽车、轮船、飞机、高铁等高精制造领域，给人们的生活质量带来了很大提升，在德国、日本等发达国家率先应用，意大利和日本的汽车公司也在制造车身覆盖件中使用了激光焊接和切割工艺，高强钢激光焊接装配件因其性能优良，在汽车车身制造中使用得越来越多，因此激光焊接技术是目前比较先进的一种焊接技术。但是对于车体的焊接技术，激光技术有一定的缺陷性，它虽然焊接速度快，焊接的更加精准，并且实现了智能化焊接，但是激光焊接也会对机械造成损伤，并且在焊接中也可能存在焊接缺陷，现在并没有投入到大规模的应用中。由于其优点对人的吸引力，激光焊接在未来的几年随着科技的发展一定会逐步完善并推向市场。激光焊接目前还不为人们所熟知，它是一种相对于传统焊接技术更加快捷方便的方法，相对于轨道车辆焊接来说，更倾向于紧密焊接，对于小部件焊接和精密焊接具有重要作用和意义。

2　先进焊接技术在轨道车辆制造中的应用

2.1轨道车辆车体介绍

轨道交通车辆是城市交通系统中最重要、最关键的设备，也是技术含量很高的综合性机电产品，它涉及机械、电气、控制、材料等多门学科。对于轨道车辆来说，车体是十分重要的，许多方面要求都十分严格，对于重量要求较严格的目的是为了减少造价，同时还要轻量化设计，防火设计严格，并且要做到隔绝噪音，等等，还要做到耐腐蚀，并且要求有一定的硬度与刚度。所以车体的材料已经由以前的碳素钢变为现在的不锈钢和铝合金车体。为了符合现在的轨道车辆提速的要求，对车头进行了流线型设计，以保证降低风阻，同时加快车速等的作用。

2.2先进焊接技术在铝合金车体制造中的应用

铝合金是一种又软又轻，其质量大约是铁的1/3，并且有很强的耐腐蚀性。对于TIG焊接技术来说，其主要用高温进行融化式加热，对于轻薄的钢板十分有效，但是对于较厚的钢板来说就显得有些吃力，目前TIG焊接主要是作为一种铝合金车辆焊接制造中的一种辅助工具。激光焊接是现在新兴的一种焊接技术，现在还没有应用于铝合金车体制造中，因为可能出现裂痕等缺陷，但是他的好处在于智能化工作，焊接效率高。它同FSW焊接技术一样，是新兴的焊接技术，由于科技的不断进步，其正在不断改良，所以未来的发展前景十分乐观，这些先进的焊接技术在铝合金车体的制造中会逐步取代以前的焊接技术。

2.3对于不锈钢车体所使用的焊接技术

不锈钢车辆的材料主要采用奥氏体不锈钢SUS 301、SUS304两种材料，具有强度高、耐腐蚀、抗冲击等优良特性。同时需要注意其需要精密的焊接，最好可以使用无缝焊接技术。所以对于不锈钢车体的焊接，最好使用单面电焊工艺来进行焊接，这种单面点焊工艺可以降低分流所带来的焊接缺陷，并且对于单面电焊工艺来说，其相对于先前的焊接工艺更加快速、精密，可以做到先前焊接所做不到的效果。

3　先进焊接技术带来的作用及效益

先进的焊接技术对于我国轨道车辆的发展十分重要。先进的焊接技术可以解放人的劳动力，做到工业化操作，现在已经出现了机器人焊接，已经由机器人代替人进行对车体的焊接，并且先进的焊接技术可以减少焊接中的缺陷，可以减少劳动力的损耗，为国家带来更多的利益。并且先进的焊接技术可以为轨道车辆的制造带来方便，使其安全性更高，例如先进的无缝焊接技术，对于新兴的激光焊接以及FSW焊接来说，都是未来焊接技术发展的前景。由于对轨道车辆制造中焊接技术的严格要求，先进的焊接技术是轨道车辆制造中所必不可少的。

4　结语

经过多年的发展，传统的焊接方法已经不断成熟，焊接工艺和焊接装备已经迎来了全面现代化的时代。随着焊接技术的稳步发展，我们需要在新技术不断应用的过程中，不断发现问题，改进完善，从而更加进步。质量问题始终不可小觑，而焊接质量控制又是车辆制造和成品推出的重要因素。建立焊接质量管理体系及完整的评价系统是对焊接技术应用的保证，轨道交通制造的进步将随着焊接技术的不断应用而提高，同时焊接技术的发展将会进一步促进轨道车辆制造的长远发展，二者相辅相成。“科技改变世界”，它融入了我们的生活，进化了我们的思想，使我们对这个世界有了更多的认识和无限的创意。

参考文献：

［1］张世欣，王明岩，张占岭，等.激光加工技术在轨道车辆制造中的应用［J］.现代焊接，2014，（01）：190.

［2］王春生.轨道交通制造焊接市场需求和关键焊接技术［J］.金属（热加工），2013，（16）：236.

［3］常云龙，高峰，路林，等.TIG焊接技术研究现状及发展趋势［C］//中国船舶与海洋工程焊接与涂装技术发展论坛论文集.2012.

中图分类号：TG453；U270

文献标志码：A

文章编号：1674- 8646（2016）02- 0042- 02

收稿日期：2015- 12- 28

作者简介：梅启兵（1981-），男，湖北公安人，学士，工程师，主要从事轨道车辆及其部件的焊接研究。