轨道车辆先进焊接技术应用现状及发展趋势

解志祥 陈绍亭 刘民

摘要：城市化进程随着社会现代化进程的发展而不断深入，人民生活水平提高，衣食住行是人们生活中的重要部分，所以人们的出行方式也得到了发展，因此轨道车辆应运而生。轨道车辆涉及多个领域，专业性强，其工艺水平影响了整体结构的好与坏，以及在行车过程中的安全问题。

关键词：轨道车辆;焊接技术;发展趋势

引言：

在当前社会中，交通事业越来越受到各界人士的关注。交通工具的改革也越来越快，作为一种新的交通工具，轨道车辆给人们的生活带来了很大的便利。轨道车辆对材料有着很高的要求，而其中的焊接技术也要有相应的科学技术，要能保证二者能够相互贴合。制作轨道车辆的材料多种多样，而焊接工艺也要及时改变，对车体的不同部位要采用不同的焊接技术。

一、焊接技术和材料在轨道车辆中的应用现状

在轨道交通整体的系统中，能否顺利开通运营，最主要的还是要看轨道车辆。如果其他方面的质量问题都没有问题，唯独轨道车辆的质量没有通过的话，就会造成非常严重后果，会造成土地以及大量财产的损失，对社会发展产生不利的影响。因此，对轨道车辆车体材料的把控要非常严谨，相关部门要高度重视起来，避免出现质量问题。轨道车辆的制作材料一般都是用焊接技术来组合在一起，而其中的材料决定着焊接技术的工艺性。

通常来说，轨道车辆所使用的材料都是经过严格检测的。由于轨道车辆车体强度、刚度以及耐久性等问题，会直接对轨道车辆的安全性、使用年限有着直接联系，因此对车体材料的选择有着重要意义。一般来讲，车辆大体由不锈钢、铝合金、碳钢等材料组成。碳钢价格低。碳钢的价格虽然低，但是却会让轨道车辆的重量增加，耐腐蚀性差。相对的，铝合金重量轻，对焊接工艺有着较高要求，价格比较昂贵，不能广泛用于轨道车辆，可以用于个别轨道车辆。不锈钢是人们最常见的材料，它强度高，耐腐蚀性好，并且适用于塑性加工，是轨道车辆车体材料的不二之选。

二、轨道车辆中先进焊接技术的发展趋势

（一）传统电弧焊

传统电弧焊一般适用于不锈钢车体。与碳钢不同的是，不锈钢有着很强的耐热性，热导率大约是碳钢的三分之一，线膨胀系数比碳钢大百分之四十，这就要求用传统电弧焊对不锈钢焊接时，要使线能量稳定在一定水平，并且焊接速度也要跟上，如果某个焊接环节出现误，就会发生焊接变形，导致一整块不锈钢不能作为车体材料。传统的电弧焊对材料焊接后，都会产生残余应力，因此不锈钢很容易产生晶间腐蚀现象，焊接残余应力产生的热影响可能会导致焊接周围区域出现脆化现象。因此，传统的电弧焊焊接方式已经不能满足社会快速发展的需要，如果是电弧焊的老工人，有一定的经验并且充分了解电弧焊，能够保证焊接技术的稳定性，如果是新手，就会不可避免的出现问题。

（二）电阻点焊

电阻点焊是在焊接不锈钢材料中经常会用到的一种焊接技术，电阻点焊相对于传统的电焊更加先进，它是利用电极对材料进行施压，先将需要焊接的材料搭接接头，让电流经过接头处以及周围接触面，电阻产生的热量会对金属进行热熔，最后成为焊点。对于轨道车辆而言，电阻点焊适合于侧墙位置和底架位置。侧墙和底架位置需要焊接的地方较多，也存在着较难的焊接点，利用电阻迂回电焊和塞焊的方式，能够在短时间内完成对车体材料的焊接，也能保证质量。由于轨道车辆的材料要求轻薄，也要保证在焊接时控制焊接面不会出现变形，因此电阻点焊对于传统电弧焊有着较明显的优势。

（三）激光焊

激光焊作为焊接技术的一种，在现在的材料焊接中经常被用到。激光焊，顾名思义，是用高强度聚焦光束作为热源对材料焊接的方法。激光焊在焊接时，热量集中、焊接变形小，能够实现自动化焊接等优势，在各个工业领域被广泛运用。与传统的电弧焊相比，激光焊接能够对不锈钢进行连续焊接，并且激光焊在焊接时，不会接触到材料，这就保证了不会出现残余应力，能够有效的让两种材料充分结合在一起，增强焊接密度，保证结构的封闭性与安全性，保证轨道车辆在运行过程中不会出现断裂等质量问题，一般激光焊用于轨道车辆的侧墙版和顶板的材料焊接当中。激光焊接在使用时不会消耗电力以及相关能源，而且噪音小，一定程度上避免了资源浪费和环境污染。

（四）搅拌摩擦焊

对于铝合金材料的焊接，搅拌摩擦焊有着很大的优势。搅拌摩擦焊是用高速转动的搅拌头插入到焊接中，通过摩擦生成热量，这样产生的热量能够使得焊接材料变得有塑性，让材料对接能够更加顺利的完成。搅拌摩擦焊能从根本上保证材料原有的性能，不会出现材料熔化的问题。现如今，在对铝合金轨道车辆车体的焊接中，被广泛的运用。搅拌摩擦焊能够提高焊接质量，降低能源消耗，节能环保，。但是需要注意的是，需要搅拌摩擦焊的地方要高于其他部位，因为在搅拌摩擦时会有飞溅的情况，同时工作人员也要做好防护。

（五）气压焊接

气压焊工艺要求相对严格，影响焊接质量的人为因素很多。比如技术管理失控，很容易造成质量事故。气压焊主要通过对车体进行加热和加压来完成。这种焊接方法起源于美国，后来在日本和其他国家采用。气压焊是一种成熟可靠的焊接技术。气压焊接接头具有较高的强度、韧性和抗疲劳性能，优于铝热焊接头和闪光焊的接头。但也有一些原因造成气压焊焊头的重伤及折断。当焊接过程控制存在问题，焊接头存在影响焊接头寿命的焊接缺陷，焊接缺陷分为外部缺陷和内部缺陷，外部缺陷主要为接头高低不平、错缝和钢轨底角塌陷。由于这种缺陷引起的截面突变，在工作条件下逐渐发展成裂纹。内部缺陷主要是亮斑和未完全焊透，影响最大，因为它们降低了轨道车辆的有效截面，在边缘产生应力集中，损伤发展很快，很容易断线。未焊透，错误检测很少被检测到，因此危害更大。为了解决以上问题的产生，我们加大气压焊机生产厂家的资质。使出厂焊机达到优质水平。对气压焊接操作人员进行严格培训，严格考核，持证上岗。实行多方位考核，考核不合格停止作業。并提高操作人员待遇。通过以上几种方法可以有效消除不合格产品的存在。

结语

我们在对各焊接技术在轨道车辆制造当中的实际应用情况来看，由于焊接部位和车体材料的差异，所选用的焊接技术也各不相同。现阶段，焊接技术趋向于多元化的方向发展，可以对不同车体制造需求进行满足，随着科技水平的不断进步，焊接技术的发展也会越来越好。

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