焊接技术在动车组铝合金车体焊接的应用及发展趋势

李栋梁 周晶辉 盛腾飞

摘要：铁路车辆制造业一般会使用铝合金作为加工材料，该种材质所制造车体重量轻，同时也可以保障车体强度。关于铝合金材料车体的焊接技术，成为目前铁路制造行业探讨的重点。为加强我国交通运输行业的良性发展，本文以动车组铝合金车体焊接作为研究核心，概述不同焊接技术在焊接车体过程所呈现出优缺点，探究在新的发展形势下新型焊接技术的出现以及应用，制造高质量的铝合金动车车体，为我国交通运输的安全保驾护航。

关键词：焊接技术;动车组铝合金车体;铝合金;应用;发展

引言：

轨道车辆铝合金车体的焊接，最为关键的技术便是焊接技术。近年来，我国对轨道车辆的使用需求与日俱增，为提高整体生产效率，铝合金车体的焊接技术需在现代高科技手段的扶持下，加以创新改造。从生产时间上争分夺秒，缩短车辆的生产周期，在铝合金焊接技术的保障下，推动我国轨道车辆行业的发展。

一、动车组铝合金车体焊接技术概述

目前，由于铝合金该种材料具有较差的焊接性能，局部加热对焊接技术的要求也较为严苛。除此之外，动车组铝合金车体焊接技术还需满足铝合金材料的高比热容特性。根据铝合金材料焊接的特性，所产生的焊接技术包含 TIG焊接技术电阻电焊技术、MIG焊接技术、激光焊接技术以及搅拌摩擦焊接技术在内的5大不同类别。通常 TIG焊接以及MIG焊接被用来焊接动车组铝合金整体壳体，但是受制于车体对性能要求的特殊性、焊接尺寸以及焊接质量的高严格性，现有的焊接技术还需要不断的进行更新换代[1]。

二、动车组铝合金车体焊接技术的应用

（一）TIG 焊技术

TIG焊接技术在动车里和进车体的焊接当中，一般作为辅助焊接技术，适用于焊接薄型的铝合金板材。该种焊接技术尽管能满足车体焊接高质量要求，但是根据目前形势的发展，其焊接仍然采用传统的人工焊接方式，无法达到自动焊的要求。焊接主要通过钨电极获取来自于非熔化极电极以及焊件之间的电弧作为焊接热源，同时为防止過高的电流融化钨，一般会严格控制焊接电流，并形成一层惰性气体用于保护电极、电弧区、熔化金属，保证焊接质量满足车体焊接要求。

（二）MIG 焊技术

MIG焊接技术分为两种焊接形式：一是手工焊，二是自动焊。两者有异曲同工之处，具体选择还应当结合焊接环境以及部位做科学的择取。该种焊接技术特性在于电弧功率以及生产效率极高，作为一种熔化极气体保护焊，可以集中焊接热量，灵活选择焊接板材的厚度以及位置。短路过渡、射流过渡等多种过渡形式均可以通过MIG焊接技术得以实施[2]。

（三）电阻点焊技术

动车组车体所采用的铝合金材质，具备良好的物理导热性能。电阻点焊技术所产生的热量与铝合金进行碰撞，焊接车体并可以维持车体在焊后不易发生变形。但是会在车体焊接的表面留下高熔点化合物，该种物质会直接影响车体的外观以及焊接质量的稳定。同时应用于该种技术，需要配备专业且价格高昂的焊接设备以及高强度的焊接电流，因此电阻点焊技术在铝合金材质的焊接中较为少用，该种焊接技术通常用于普通材料车体的制造。

三、动车组铝合金车体焊接技术的发展趋势

（一）激光焊

激光焊接技术是将激光高度集中在焊接件的局部，在激光效应下融化焊接件中的焊丝以及母材，使其融化并重新凝固，以此来完成焊接过程。该种技术的应用一般集中于高端制造领域，所焊接的成品拥有不易变形的特性，但是不足之处就在于不仅需要配备高精度的装配设备，同时焊接完成之后成品的表面容易产生气孔或裂纹，影响车体的美观。

（二）搅拌摩擦焊技术

搅拌摩擦焊接技术也被称为FSW焊接技术，此种焊接技术优势主要体现在两个方面，一是在焊接过程中，二是焊接完成后。首先，其在焊接完成后所体现的优势在于，所焊接的成品不易变形，焊接完成后成品表面光滑且美观，质量有保障，后期不需要进行多次的维修，减少维修费用的成本;其次，在焊接过程中所展现的优势在于整体的焊接工艺更加的环保科学，焊接过程能源消耗小并且不会造成二次污染。通过便捷且快速的操作，便可以完成焊接，且整体过程不需要耗费过高的成本。而搅拌摩擦焊接技术的缺点在于，如果没有配套的精密设备，完成整体焊接将会非常困难。搅拌摩擦焊接技术作为机械化的连续固相连接，其通过搅拌头与被焊接工件之间摩擦生热所形成的热量，软化材料并进行二次塑造。搅拌头向前摩擦，材料会在其作用下向后移动，搅拌头上的轴间以及针凸会将软化的材料重新打造从而连接各工件[3]。

结合上面两种激光焊技术以及搅拌摩擦焊技术，两者作为新兴的焊接技术，将会在不断的完善以及创新中应用于行业的发展。近年来，铝合金动车组的制造生产广受国内重视，轨道车辆行业发展是我国所必须坚持要走的道路。无论是哪种焊接技术，当其出现并应用于实践，离不开科研人员对其技术水平的提升，方能在实践应用当中产生良好的效果。动车组铝合金车体焊接应用新型技术，不仅可以有效推动轨道车辆行业的高效发展，同时也为国内动车交通的发展提供核心坚实的力量[4]。

四、结论

综上所述，动车组铝合金车体焊接离不开各种焊接技术的应用，当技术与科学的互相碰撞，必然会带给传统焊接技术新的发展机遇。行业在未来的发展趋势，必然要围绕新型的激光焊技术以及FSW焊接技术作为行业发展的核心。

参考文献：

[1]孙玲玲.激光焊及搅拌摩擦焊技术在动车组铝合金车体焊接中的应用[J].内燃机与配件，2018（9）：144.

[2]何广忠，王锋，李军，等 . 搅拌摩擦焊技术在高速动车组铝合金厚板焊接上的应用研究[J]. 热加工工艺，2015，44（5）：206-208，211.

[3]朱向东，刘力琼. 铝合金搅拌摩擦焊工艺研究及在城轨车辆上的铝应用[J].机车车辆工艺2011（5）：1—5.

[4]黄政艳.焊接技术与装备在汽车行业的应用及发展趋势，装备制造技术，2011（4）：131—133.