试论轨道客车不锈钢车体焊接工艺

冯朝明　郭帅　周勇

摘 要：近年来，我国城市交通体系的不断完善，使轨道客车成为一种重要的交通工具，轨道客车主要是采用不锈钢车体，而其焊接工艺的合理性，将直接关系到轨道客车的车体焊接質量，通过探讨轨道客车的不锈钢车体焊接工艺，能够为轨道客车不锈钢车体的焊接生产线提供科学的指导。鉴于此，本文对轨道客车的不锈钢车体焊接工艺进行深入的论述。

关键词：轨道客车;不锈钢;车体焊接

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.018

0 引言

通过对轨道客车的车体材质进行分析，其车体材质主要有三种，一种为碳钢材质，一种为铝合金材质，最后一种为不锈钢材质，由于不锈钢材质相比于碳钢材质来说，其重量要更轻，在制造组装工艺上更为简单，并具有更长的使用寿命，在使用过程中不需要进行涂漆。而且相比于铝合金来说，其抗疲劳性能更强，且耐磨性更高，成本也更为低廉，在车体损伤后较易修复，这使得不锈钢成为轨道客车中极具发展潜力的车体材质，具有广阔的发展前景。而对于轨道客车而言，其不锈钢车体焊接工艺已经成为轨道客车制造中的关键基础工艺，通过对轨道客车制造中的不锈钢车体焊接工艺进行深入的研究，能够进一步推动轨道客车制造工艺的发展与革新。为此，对轨道客车不锈钢车体焊接工艺进行深入的研究是具有重要意义的。

1 轨道客车不锈钢车体的类别及特点

在轨道客车中，其不锈钢车体主要包括以下组成部分，分别是底架、车顶、裙板、侧墙与端墙，不锈钢车体结构分为板梁结构与全焊接型钢结构两种。其利用不锈钢薄板来作为轨道客车的地板与车顶板，通常而言，不锈钢薄板的厚度在1至1.8mm左右，为了使车体的刚度更高，一般是将不锈钢薄板进行滚思，使其成为波纹板。并且，通常采用冷弯或冷压型材来作为不锈钢车体内的梁柱，其型材断面都是经过专门设计而成的。对于不锈钢材料来说，由于其具有较大的线膨胀系数，这使得不锈钢材料在焊接时容易出现较大的变形，并且可能会产生热烈纹或晶间腐蚀，进而降低了其机械性能，这就需要对焊接工艺进行更为严格的要求。在不锈钢车体中，其骨架和墙板以及骨架之间的连接大部分是采用搭接结构，在焊接不锈钢车体过程中，要想使焊接变形尽可能的减小，并避免降低其材料的机械性能，在对轨道客车的不锈钢车体进行焊接时，需要对点焊技术进行频繁使用，不过因点焊过程中有着较高的电阻率，且焊接时的导热性较差，因此在焊接时电流要比低碳钢更小，且焊接时间也更短。因不锈钢车体的高温强度较高，因此需要在焊接过程中选择较大的电极压力。通常应用304与301L冷轧板来制作轨道客车不锈钢车体，不锈钢材料及等级主要有301L-LT、301L-ST、301L-DLT、301L-MT、301L-HT以及301，需要确保301L冷轧板的含碳量控制在0.03%以内。轨道客车不锈钢车体主要包括城轨地铁车体与铁路客车车体两种。

2 轨道客车不锈钢车体焊接工艺

2.1 铁路客车的车体焊接工艺分析

现阶段，我国在对铁路客车的不锈钢车体进行焊接时，通常是将不锈钢薄板按照板梁结构覆盖在骨架外部，这种结构在工艺上较为简单，而且具有良好的耐腐蚀性能。铁路客车的不锈钢车体主要包括端墙、车顶、侧墙及底架，并主要采用点焊技术作为焊接工艺，只有前端构造、摇枕与缓冲梁的制造材料为碳钢，其他材质均采用不锈钢材质。在对车体的端墙、底架、车顶与侧墙进行焊接时，其焊接工艺主要为点焊机器人蒙皮焊接工艺，该工艺需要通过手动点焊机来对部件骨架进行组对，然后进行蒙皮，每点的焊接时间大约在8s左右，并利用龙门移动式设备，其轨道长度可依据产能来进行确定。在焊接侧墙时，需要在点焊机器人的工位作业完毕后，对小件进行安装以及补焊。在对车体进行总组成焊接过程中，需要确保对总线成焊机进行配套使用，利用火焰矫正技术来调修大部件及车体，并通过淋雨试验来检验车顶或不锈钢车体的密封性。

2.2 城轨客车的轨体焊接工艺分析

相比于铁路客车，城轨客车在不锈钢车体焊接工艺上，只有端墙与侧墙焊接有所不同，相比于铁路客车对侧墙的一次组对制造，城轨客车在对侧墙进行制造时，主要是通过分段制造的方式来实现的，所采用的焊接工艺有着本质的区别。在城轨客车中，其是利用侧墙单元蒙皮自动点焊机来进行侧墙与端墙蒙皮，其车体结构和铁路客车相同，该结构车体具有良好的强度与刚度，在制造工艺上较为简单。在城轨客车的底架边梁焊接中，通常是利用点焊机来进行的，点焊机还可对横梁等连接件进行点焊。在城轨客车车体中，其底架是通过骨架铺地板的方式，并利用点焊机来进行点焊的。其侧墙为单元结构形式，通过骨架龙门自动点焊机进行焊接，并应用蒙皮点焊机器人对车体中的底架、侧墙及车顶等大部件进行蒙皮焊接。为了使车体组装精度更高，使焊接速度更快，通常采用车体总成自动点焊系统对车体进行总组装，该系统为成套设备，分为端部点焊设备、底架及侧墙点焊设备以及车顶和侧墙组合点焊设备。

3 结语

综上所述，本文深入研究了轨道客车的不锈钢车体焊接工艺，从而使人们能够对该工艺有一个系统性的认识，进而为不锈钢车体的生产与制造提供指导。现阶段，国内外主要是通过电阻点焊来对轨道客车的不锈钢车体进行批量生产，除此之外，还包括激光焊、TIG焊、缝焊、MIG等工艺，在国外许多发达国家，部分企业已经开始利用激光焊工艺来对轨道客车的不锈钢车体进行制造。在不久的将来，激光焊接、微束等离子弧焊已经成为轨道客车在不锈钢车体制造工艺中的未来发展趋势，我国应紧随时代脚步，对激光焊接、微束等离子弧焊进行必要的先期研究，以此不断探索我国轨道客车车体在制造工艺上的改革与创新之路。

参考文献：

[1]韩晓辉，张志毅，李刚卿.激光焊接技术在不锈钢轨道客车制造中的应用与展望[J].电焊机，2018，48（03）：1-8.

[2]张休巍.轨道客车不锈钢车体焊接工艺分析[J].科学技术创新，2018（22）：165-166.

作者简介：冯朝明（1986-），男，吉林长春人，本科，工程师，从事轨道客车车体工艺。