先進焊接技術在軌道車輛制造中的應用

梅啟兵（成都長客新筑軌道交通裝備有限公司，成都611430）

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先進焊接技術在軌道車輛制造中的應用

梅啟兵
（成都長客新筑軌道交通裝備有限公司，成都611430）

摘要：對于軌道車輛的制造來說，先進的焊接技術必不可少。通過分析各種先進的焊接技術，分別闡述其利弊，就其對于軌道車輛方面的應用做了詳盡的討論，對其作用及效益做出分析與說明。

關鍵詞：新型焊接技術；軌道車輛；發展及應用

在高速列車中，先進的焊接技術對于軌道車輛的制造是必不可少的。這些先進的焊接技術包括很多種，本文對TIG焊接技術、微束等離子弧焊、激光焊接技術做出探討，詳述其優點與應用方面，對于軌道車輛車體進行介紹，由于材質的不同，從而依次介紹先進的焊接技術在不同材質中的應用。

1　先進焊接技術種類及優點

1.1 TIG焊接技術

TIG焊接技術分為許多種類，其中包括活性鎢極氬弧焊、熱絲TIG焊、TIP- TIG焊、TOP- TIG焊、窄間隙TIG焊、超聲鎢極氬弧符合焊、超音脈沖TIG焊，等等。TIG焊的金屬材料在品種和數量上是不受限制的，他們的形狀和形式、面積和其他尺寸、結合強度和實用性能上有許多特點，這一切決定了TIG焊接技術在金屬材料的焊接中有許多的應用。由于TIG焊接質量好、操作容易，現在已經被許多地方所應用，并且受焊接位置及操作空間限制，普遍采用的工藝方法是TIG焊打底焊條電弧焊蓋面或采用TIG全氬弧焊。TIG焊接的多種多樣的形式可以適用于多方面的焊接，同時對于科技快速的發展，TIG焊接的形式也在逐步增多。

1.2微束等離子弧焊

微束等離子焊接是一種小電流型焊接工藝，為了保持小電流時的電弧穩定，一般采用小孔徑壓縮噴嘴（0.6～1.2mm）及聯合型電弧，其目的在于保持小電流時電弧的穩定。微束等離子弧焊接具有能量集中、溫度高、焊接速度快、電弧穩定性好、可焊材料多、焊接質量效率高等特點。由于其微束等離子弧焊要求使用焊頭足夠小，所以它可以焊接更薄的金屬，并且對于焊痕方面也顯得更加細膩，對于弧長很大的變化范圍也不會斷弧，保證了焊接速度快、焊縫窄。

1.3激光焊接

激光焊接是一種新的焊接技術。激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接具有焊縫深寬比大、熱影響區窄、焊接速度快、焊接線能量低、焊接變形小、聚焦后的光斑直徑小（0.2～0.6 mm）和能量密度高（106 W/cm2）的特點。激光焊接技術被廣泛應用在汽車、輪船、飛機、高鐵等高精制造領域，給人們的生活質量帶來了很大提升，在德國、日本等發達國家率先應用，意大利和日本的汽車公司也在制造車身覆蓋件中使用了激光焊接和切割工藝，高強鋼激光焊接裝配件因其性能優良，在汽車車身制造中使用得越來越多，因此激光焊接技術是目前比較先進的一種焊接技術。但是對于車體的焊接技術，激光技術有一定的缺陷性，它雖然焊接速度快，焊接的更加精準，并且實現了智能化焊接，但是激光焊接也會對機械造成損傷，并且在焊接中也可能存在焊接缺陷，現在并沒有投入到大規模的應用中。由于其優點對人的吸引力，激光焊接在未來的幾年隨著科技的發展一定會逐步完善并推向市場。激光焊接目前還不為人們所熟知，它是一種相對于傳統焊接技術更加快捷方便的方法，相對于軌道車輛焊接來說，更傾向于緊密焊接，對于小部件焊接和精密焊接具有重要作用和意義。

2　先進焊接技術在軌道車輛制造中的應用

2.1軌道車輛車體介紹

軌道交通車輛是城市交通系統中最重要、最關鍵的設備，也是技術含量很高的綜合性機電產品，它涉及機械、電氣、控制、材料等多門學科。對于軌道車輛來說，車體是十分重要的，許多方面要求都十分嚴格，對于重量要求較嚴格的目的是為了減少造價，同時還要輕量化設計，防火設計嚴格，并且要做到隔絕噪音，等等，還要做到耐腐蝕，并且要求有一定的硬度與剛度。所以車體的材料已經由以前的碳素鋼變為現在的不銹鋼和鋁合金車體。為了符合現在的軌道車輛提速的要求，對車頭進行了流線型設計，以保證降低風阻，同時加快車速等的作用。

2.2先進焊接技術在鋁合金車體制造中的應用

鋁合金是一種又軟又輕，其質量大約是鐵的1/3，并且有很強的耐腐蝕性。對于TIG焊接技術來說，其主要用高溫進行融化式加熱，對于輕薄的鋼板十分有效，但是對于較厚的鋼板來說就顯得有些吃力，目前TIG焊接主要是作為一種鋁合金車輛焊接制造中的一種輔助工具。激光焊接是現在新興的一種焊接技術，現在還沒有應用于鋁合金車體制造中，因為可能出現裂痕等缺陷，但是他的好處在于智能化工作，焊接效率高。它同FSW焊接技術一樣，是新興的焊接技術，由于科技的不斷進步，其正在不斷改良，所以未來的發展前景十分樂觀，這些先進的焊接技術在鋁合金車體的制造中會逐步取代以前的焊接技術。

2.3對于不銹鋼車體所使用的焊接技術

不銹鋼車輛的材料主要采用奧氏體不銹鋼SUS 301、SUS304兩種材料，具有強度高、耐腐蝕、抗沖擊等優良特性。同時需要注意其需要精密的焊接，最好可以使用無縫焊接技術。所以對于不銹鋼車體的焊接，最好使用單面電焊工藝來進行焊接，這種單面點焊工藝可以降低分流所帶來的焊接缺陷，并且對于單面電焊工藝來說，其相對于先前的焊接工藝更加快速、精密，可以做到先前焊接所做不到的效果。

3　先進焊接技術帶來的作用及效益

先進的焊接技術對于我國軌道車輛的發展十分重要。先進的焊接技術可以解放人的勞動力，做到工業化操作，現在已經出現了機器人焊接，已經由機器人代替人進行對車體的焊接，并且先進的焊接技術可以減少焊接中的缺陷，可以減少勞動力的損耗，為國家帶來更多的利益。并且先進的焊接技術可以為軌道車輛的制造帶來方便，使其安全性更高，例如先進的無縫焊接技術，對于新興的激光焊接以及FSW焊接來說，都是未來焊接技術發展的前景。由于對軌道車輛制造中焊接技術的嚴格要求，先進的焊接技術是軌道車輛制造中所必不可少的。

4　結語

經過多年的發展，傳統的焊接方法已經不斷成熟，焊接工藝和焊接裝備已經迎來了全面現代化的時代。隨著焊接技術的穩步發展，我們需要在新技術不斷應用的過程中，不斷發現問題，改進完善，從而更加進步。質量問題始終不可小覷，而焊接質量控制又是車輛制造和成品推出的重要因素。建立焊接質量管理體系及完整的評價系統是對焊接技術應用的保證，軌道交通制造的進步將隨著焊接技術的不斷應用而提高，同時焊接技術的發展將會進一步促進軌道車輛制造的長遠發展，二者相輔相成。“科技改變世界”，它融入了我們的生活，進化了我們的思想，使我們對這個世界有了更多的認識和無限的創意。

參考文獻：

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［3］常云龍，高峰，路林，等.TIG焊接技術研究現狀及發展趨勢［C］//中國船舶與海洋工程焊接與涂裝技術發展論壇論文集.2012.

中圖分類號：TG453；U270

文獻標志碼：A

文章編號：1674- 8646（2016）02- 0042- 02

收稿日期：2015- 12- 28

作者簡介：梅啟兵（1981-），男，湖北公安人，學士，工程師，主要從事軌道車輛及其部件的焊接研究。