軌道車輛先進焊接技術應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

解志祥 陳紹亭 劉民

摘要：城市化進程隨著社會現(xiàn)代化進程的發(fā)展而不斷深入，人民生活水平提高，衣食住行是人們生活中的重要部分，所以人們的出行方式也得到了發(fā)展，因此軌道車輛應運而生。軌道車輛涉及多個領域，專業(yè)性強，其工藝水平影響了整體結構的好與壞，以及在行車過程中的安全問題。

關鍵詞：軌道車輛;焊接技術;發(fā)展趨勢

引言：

在當前社會中，交通事業(yè)越來越受到各界人士的關注。交通工具的改革也越來越快，作為一種新的交通工具，軌道車輛給人們的生活帶來了很大的便利。軌道車輛對材料有著很高的要求，而其中的焊接技術也要有相應的科學技術，要能保證二者能夠相互貼合。制作軌道車輛的材料多種多樣，而焊接工藝也要及時改變，對車體的不同部位要采用不同的焊接技術。

一、焊接技術和材料在軌道車輛中的應用現(xiàn)狀

在軌道交通整體的系統(tǒng)中，能否順利開通運營，最主要的還是要看軌道車輛。如果其他方面的質量問題都沒有問題，唯獨軌道車輛的質量沒有通過的話，就會造成非常嚴重后果，會造成土地以及大量財產(chǎn)的損失，對社會發(fā)展產(chǎn)生不利的影響。因此，對軌道車輛車體材料的把控要非常嚴謹，相關部門要高度重視起來，避免出現(xiàn)質量問題。軌道車輛的制作材料一般都是用焊接技術來組合在一起，而其中的材料決定著焊接技術的工藝性。

通常來說，軌道車輛所使用的材料都是經(jīng)過嚴格檢測的。由于軌道車輛車體強度、剛度以及耐久性等問題，會直接對軌道車輛的安全性、使用年限有著直接聯(lián)系，因此對車體材料的選擇有著重要意義。一般來講，車輛大體由不銹鋼、鋁合金、碳鋼等材料組成。碳鋼價格低。碳鋼的價格雖然低，但是卻會讓軌道車輛的重量增加，耐腐蝕性差。相對的，鋁合金重量輕，對焊接工藝有著較高要求，價格比較昂貴，不能廣泛用于軌道車輛，可以用于個別軌道車輛。不銹鋼是人們最常見的材料，它強度高，耐腐蝕性好，并且適用于塑性加工，是軌道車輛車體材料的不二之選。

二、軌道車輛中先進焊接技術的發(fā)展趨勢

（一）傳統(tǒng)電弧焊

傳統(tǒng)電弧焊一般適用于不銹鋼車體。與碳鋼不同的是，不銹鋼有著很強的耐熱性，熱導率大約是碳鋼的三分之一，線膨脹系數(shù)比碳鋼大百分之四十，這就要求用傳統(tǒng)電弧焊對不銹鋼焊接時，要使線能量穩(wěn)定在一定水平，并且焊接速度也要跟上，如果某個焊接環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤，就會發(fā)生焊接變形，導致一整塊不銹鋼不能作為車體材料。傳統(tǒng)的電弧焊對材料焊接后，都會產(chǎn)生殘余應力，因此不銹鋼很容易產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象，焊接殘余應力產(chǎn)生的熱影響可能會導致焊接周圍區(qū)域出現(xiàn)脆化現(xiàn)象。因此，傳統(tǒng)的電弧焊焊接方式已經(jīng)不能滿足社會快速發(fā)展的需要，如果是電弧焊的老工人，有一定的經(jīng)驗并且充分了解電弧焊，能夠保證焊接技術的穩(wěn)定性，如果是新手，就會不可避免的出現(xiàn)問題。

（二）電阻點焊

電阻點焊是在焊接不銹鋼材料中經(jīng)常會用到的一種焊接技術，電阻點焊相對于傳統(tǒng)的電焊更加先進，它是利用電極對材料進行施壓，先將需要焊接的材料搭接接頭，讓電流經(jīng)過接頭處以及周圍接觸面，電阻產(chǎn)生的熱量會對金屬進行熱熔，最后成為焊點。對于軌道車輛而言，電阻點焊適合于側墻位置和底架位置。側墻和底架位置需要焊接的地方較多，也存在著較難的焊接點，利用電阻迂回電焊和塞焊的方式，能夠在短時間內完成對車體材料的焊接，也能保證質量。由于軌道車輛的材料要求輕薄，也要保證在焊接時控制焊接面不會出現(xiàn)變形，因此電阻點焊對于傳統(tǒng)電弧焊有著較明顯的優(yōu)勢。

（三）激光焊

激光焊作為焊接技術的一種，在現(xiàn)在的材料焊接中經(jīng)常被用到。激光焊，顧名思義，是用高強度聚焦光束作為熱源對材料焊接的方法。激光焊在焊接時，熱量集中、焊接變形小，能夠實現(xiàn)自動化焊接等優(yōu)勢，在各個工業(yè)領域被廣泛運用。與傳統(tǒng)的電弧焊相比，激光焊接能夠對不銹鋼進行連續(xù)焊接，并且激光焊在焊接時，不會接觸到材料，這就保證了不會出現(xiàn)殘余應力，能夠有效的讓兩種材料充分結合在一起，增強焊接密度，保證結構的封閉性與安全性，保證軌道車輛在運行過程中不會出現(xiàn)斷裂等質量問題，一般激光焊用于軌道車輛的側墻版和頂板的材料焊接當中。激光焊接在使用時不會消耗電力以及相關能源，而且噪音小，一定程度上避免了資源浪費和環(huán)境污染。

（四）攪拌摩擦焊

對于鋁合金材料的焊接，攪拌摩擦焊有著很大的優(yōu)勢。攪拌摩擦焊是用高速轉動的攪拌頭插入到焊接中，通過摩擦生成熱量，這樣產(chǎn)生的熱量能夠使得焊接材料變得有塑性，讓材料對接能夠更加順利的完成。攪拌摩擦焊能從根本上保證材料原有的性能，不會出現(xiàn)材料熔化的問題。現(xiàn)如今，在對鋁合金軌道車輛車體的焊接中，被廣泛的運用。攪拌摩擦焊能夠提高焊接質量，降低能源消耗，節(jié)能環(huán)保，。但是需要注意的是，需要攪拌摩擦焊的地方要高于其他部位，因為在攪拌摩擦時會有飛濺的情況，同時工作人員也要做好防護。

（五）氣壓焊接

氣壓焊工藝要求相對嚴格，影響焊接質量的人為因素很多。比如技術管理失控，很容易造成質量事故。氣壓焊主要通過對車體進行加熱和加壓來完成。這種焊接方法起源于美國，后來在日本和其他國家采用。氣壓焊是一種成熟可靠的焊接技術。氣壓焊接接頭具有較高的強度、韌性和抗疲勞性能，優(yōu)于鋁熱焊接頭和閃光焊的接頭。但也有一些原因造成氣壓焊焊頭的重傷及折斷。當焊接過程控制存在問題，焊接頭存在影響焊接頭壽命的焊接缺陷，焊接缺陷分為外部缺陷和內部缺陷，外部缺陷主要為接頭高低不平、錯縫和鋼軌底角塌陷。由于這種缺陷引起的截面突變，在工作條件下逐漸發(fā)展成裂紋。內部缺陷主要是亮斑和未完全焊透，影響最大，因為它們降低了軌道車輛的有效截面，在邊緣產(chǎn)生應力集中，損傷發(fā)展很快，很容易斷線。未焊透，錯誤檢測很少被檢測到，因此危害更大。為了解決以上問題的產(chǎn)生，我們加大氣壓焊機生產(chǎn)廠家的資質。使出廠焊機達到優(yōu)質水平。對氣壓焊接操作人員進行嚴格培訓，嚴格考核，持證上崗。實行多方位考核，考核不合格停止作業(yè)。并提高操作人員待遇。通過以上幾種方法可以有效消除不合格產(chǎn)品的存在。

結語

我們在對各焊接技術在軌道車輛制造當中的實際應用情況來看，由于焊接部位和車體材料的差異，所選用的焊接技術也各不相同。現(xiàn)階段，焊接技術趨向于多元化的方向發(fā)展，可以對不同車體制造需求進行滿足，隨著科技水平的不斷進步，焊接技術的發(fā)展也會越來越好。

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