有軌電車不銹鋼車體焊接工藝

安峻宏

摘 要：隨著我城市交通體系的不斷發(fā)展，有軌電車成為了城市交通運輸中的重要工具。目前所有的城市有軌電車車體主要采用不銹鋼設(shè)計，焊接工藝的合理性對于車體的穩(wěn)定至關(guān)重要，直接影響著有軌電車的運行安全。本文主要探討了城市有軌電車車體的不銹鋼焊接工藝，希望能為有軌電車不銹鋼車體生產(chǎn)企業(yè)提供科學的指導。

關(guān)鍵詞：有軌電車;不銹鋼;車體焊接

0 引言

目前有軌電車的車體材質(zhì)主要分為三種，分別為碳鋼材料，鋁合金材質(zhì)，不銹鋼材質(zhì)。不銹鋼材質(zhì)相對于碳鋼材料而言，在有軌電車機身焊接過程中，工藝更為簡單，車體質(zhì)量更輕，使用壽命也相對較長，同時在制作的過程中，不需要對車體進行涂漆。相對于鋁合金材質(zhì)而言，不銹鋼材料抗疲勞強度更強，耐腐蝕程度更高，成本也更為低廉，而且便于反復維修，所以目前很多有軌電車車體生產(chǎn)制造企業(yè)都選用不銹鋼，作為主要原材料，在整個有軌電車的制造市場上具有廣闊的發(fā)展前景。有軌電車的車體制造主要以焊接工藝為基礎(chǔ)，所以所有的優(yōu)惠電車生產(chǎn)制造企業(yè)都把不銹鋼車體焊接工藝作為一項深入的研究課題。

1 有軌電車不銹鋼車體的類別及特點

有軌電車的不銹鋼車體主要包括以下幾部分結(jié)構(gòu)，車架、車頂、裙板、側(cè)墻與端墻，不銹鋼車體結(jié)構(gòu)分為板梁結(jié)構(gòu)與全焊接型鋼結(jié)構(gòu)兩種。在通常的生產(chǎn)制造工藝過程中，都利用不銹鋼薄板作為有軌電車的車頂與地板。通常而言，不銹鋼薄板的厚度在1～1.8毫米左右。為了讓車體能夠獲得良好的高度，在不銹鋼薄板中都進行滾思或者使用波紋板。通常采用冷彎或者冷壓型材料作為不銹鋼有軌電車車體的梁柱，所有的斷面都是經(jīng)過專門的處理和設(shè)計。不銹鋼材料具有較大的線性膨脹系數(shù)，所以在焊接的過程中容易出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，同時還伴隨著熱烈紋或晶間腐蝕。降低了不銹鋼材料的機械性能，所以對于有軌電車不銹鋼車體的焊接工藝要求十分嚴格，在整個焊接工藝過程中骨架和墻板以及骨架之間的連接大部分都采用搭接結(jié)構(gòu)。在焊接的過程中，為了讓焊接材料獲得更小的變形量，通常采用對的焊接技術(shù)進行，不過點焊過程具有較高的電阻率，所以焊接時的導熱性較差。在焊接的過程中一定要注意焊接電流，盡量調(diào)小，焊接時間盡量短，有軌電車的不銹鋼車體高溫強度較高，所以在焊接過程中應(yīng)選用較大的電極壓力。通常應(yīng)用304與301L冷軋板來制作有軌電車不銹鋼車體，不銹鋼材料及等級主要有301L-LT、301L-ST、301L-DLT、301L-MT、301L-HT以及301，需要確保301L冷軋板的含碳量控制在0.03%以內(nèi)。

2 有軌電車不銹鋼車體焊接工藝

2.1 鐵路客車的車體焊接工藝分析

現(xiàn)階段我國大部分的有軌電車不銹鋼車體進行焊接都采用不銹鋼薄板按照板梁結(jié)構(gòu)覆蓋在骨架外部，這種焊接工藝較為簡單，并且具有良好的耐腐蝕性能，一般的有軌電車在焊接不銹鋼車體中都包括端墻、車頂、側(cè)墻及底架，并且多數(shù)都采用了點焊的工藝，只有前端構(gòu)造、搖枕與緩沖梁的制造材料為碳鋼，其余大部分主體結(jié)構(gòu)都選用了不銹鋼材質(zhì)，在車體的端墻，底架，車頂與側(cè)墻進行焊接的過程中，焊接工藝一般都為點焊機器人蒙皮焊接。這樣的工藝模式需要手動點焊機來單獨對每個骨架部件進行組對，然后再進行蒙皮，每組的點焊時間大約需要8秒。同時還需要借助龍門移動設(shè)備，軌道的長度可依據(jù)車體而定。在焊接側(cè)墻的過程中，全部由點焊機器人進行作業(yè)，除了極個別的小部件焊接安裝以外，一般所有的生產(chǎn)制造企業(yè)都采用全自動機械化作業(yè)。在進行車體總成焊接的過程中，要確保對總線進行配套使用，利用火焰矯正技術(shù)來調(diào)修大部件及車體，并通過淋雨試驗來檢驗車頂或不銹鋼車體的密封性。

2.2 城軌客車的軌體焊接工藝分析

相對于鐵路運輸客車，有軌電車在不銹鋼車體的焊接工藝上，只有端墻與側(cè)墻的焊接有所不同，都采用一次組對焊接制造模式。城市有軌電車的側(cè)墻一般采用分段制造方法，所以焊接工藝有著本質(zhì)的區(qū)別。主要是利用側(cè)墻單元的蒙皮制度焊接來進行側(cè)墻與端墻的蒙皮。制造出來的車體底架與鐵路客車基本相同，這樣的車體結(jié)構(gòu)具有良好的強度，與剛度同時制造工藝相對簡單，成本低廉。城市有軌電車的底架邊梁焊接，一般利用點焊機完成點焊機，還可以對橫梁等連接部件進行點焊。城市有軌電車的底價一般通過骨架鋪地板的方式同時進行點焊，側(cè)墻為單元結(jié)構(gòu)形式，通過龍門架移動設(shè)備進行自動點焊，并且使用蒙奇機器人對車中的底架側(cè)墻和車頂?shù)却蟛考M行蒙皮焊接。為了讓城市有軌電車的車體具有較高的組裝精度，所以在焊接的過程中要求焊接速度要快，在焊接完成后，一般車體總成自動焊接系統(tǒng)對車體進行組裝，這樣的設(shè)備都是成套進行的。分為端部點焊設(shè)備、底架及側(cè)墻點焊設(shè)備以及車頂和側(cè)墻組合點焊設(shè)備。

3 結(jié)語

綜上所述，本文深入研究了有軌電車的不銹鋼車體焊接工藝，從而使人們能夠?qū)υ摴に囉幸粋€系統(tǒng)性的認識，進而為不銹鋼車體的生產(chǎn)與制造提供指導?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外主要是通過電阻點焊來對有軌電車的不銹鋼車體進行批量生產(chǎn)，除此之外，還包括激光焊、TIG焊、縫焊、MIG等工藝，在國外的很多發(fā)達企業(yè)都開始利用激光焊接工藝來完成有軌電車車體主體不銹鋼材質(zhì)結(jié)構(gòu)的焊接。所以在不久的將來，激光焊接，微束等離子弧焊必將成為城市有軌電車車體主體結(jié)構(gòu)的主流，焊接工藝這也是城市有軌電車制造的未來發(fā)展方向，我國在這些領(lǐng)域起步較晚，應(yīng)該加大對激光焊接微束等離子弧焊接的研究，從而整體上提升我國有軌電車車體制造工藝。

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