軌道車(chē)輛先進(jìn)焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

解志祥 陳紹亭 劉民

摘要：城市化進(jìn)程隨著社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)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(chē)輛應(yīng)運(yùn)而生。軌道車(chē)輛涉及多個(gè)領(lǐng)域，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，其工藝水平影響了整體結(jié)構(gòu)的好與壞，以及在行車(chē)過(guò)程中的安全問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：軌道車(chē)輛;焊接技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)

引言：

在當(dāng)前社會(huì)中，交通事業(yè)越來(lái)越受到各界人士的關(guān)注。交通工具的改革也越來(lái)越快，作為一種新的交通工具，軌道車(chē)輛給人們的生活帶來(lái)了很大的便利。軌道車(chē)輛對(duì)材料有著很高的要求，而其中的焊接技術(shù)也要有相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)，要能保證二者能夠相互貼合。制作軌道車(chē)輛的材料多種多樣，而焊接工藝也要及時(shí)改變，對(duì)車(chē)體的不同部位要采用不同的焊接技術(shù)。

一、焊接技術(shù)和材料在軌道車(chē)輛中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在軌道交通整體的系統(tǒng)中，能否順利開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，最主要的還是要看軌道車(chē)輛。如果其他方面的質(zhì)量問(wèn)題都沒(méi)有問(wèn)題，唯獨(dú)軌道車(chē)輛的質(zhì)量沒(méi)有通過(guò)的話(huà)，就會(huì)造成非常嚴(yán)重后果，會(huì)造成土地以及大量財(cái)產(chǎn)的損失，對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生不利的影響。因此，對(duì)軌道車(chē)輛車(chē)體材料的把控要非常嚴(yán)謹(jǐn)，相關(guān)部門(mén)要高度重視起來(lái)，避免出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。軌道車(chē)輛的制作材料一般都是用焊接技術(shù)來(lái)組合在一起，而其中的材料決定著焊接技術(shù)的工藝性。

通常來(lái)說(shuō)，軌道車(chē)輛所使用的材料都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢測(cè)的。由于軌道車(chē)輛車(chē)體強(qiáng)度、剛度以及耐久性等問(wèn)題，會(huì)直接對(duì)軌道車(chē)輛的安全性、使用年限有著直接聯(lián)系，因此對(duì)車(chē)體材料的選擇有著重要意義。一般來(lái)講，車(chē)輛大體由不銹鋼、鋁合金、碳鋼等材料組成。碳鋼價(jià)格低。碳鋼的價(jià)格雖然低，但是卻會(huì)讓軌道車(chē)輛的重量增加，耐腐蝕性差。相對(duì)的，鋁合金重量輕，對(duì)焊接工藝有著較高要求，價(jià)格比較昂貴，不能廣泛用于軌道車(chē)輛，可以用于個(gè)別軌道車(chē)輛。不銹鋼是人們最常見(jiàn)的材料，它強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，并且適用于塑性加工，是軌道車(chē)輛車(chē)體材料的不二之選。

二、軌道車(chē)輛中先進(jìn)焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）傳統(tǒng)電弧焊

傳統(tǒng)電弧焊一般適用于不銹鋼車(chē)體。與碳鋼不同的是，不銹鋼有著很強(qiáng)的耐熱性，熱導(dǎo)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(duì)不銹鋼焊接時(shí)，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(gè)焊接環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤，就會(huì)發(fā)生焊接變形，導(dǎo)致一整塊不銹鋼不能作為車(chē)體材料。傳統(tǒng)的電弧焊對(duì)材料焊接后，都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，因此不銹鋼很容易產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象，焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的熱影響可能會(huì)導(dǎo)致焊接周?chē)鷧^(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(mǎn)足社會(huì)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(yàn)并且充分了解電弧焊，能夠保證焊接技術(shù)的穩(wěn)定性，如果是新手，就會(huì)不可避免的出現(xiàn)問(wèn)題。

（二）電阻點(diǎn)焊

電阻點(diǎn)焊是在焊接不銹鋼材料中經(jīng)常會(huì)用到的一種焊接技術(shù)，電阻點(diǎn)焊相對(duì)于傳統(tǒng)的電焊更加先進(jìn)，它是利用電極對(duì)材料進(jìn)行施壓，先將需要焊接的材料搭接接頭，讓電流經(jīng)過(guò)接頭處以及周?chē)佑|面，電阻產(chǎn)生的熱量會(huì)對(duì)金屬進(jìn)行熱熔，最后成為焊點(diǎn)。對(duì)于軌道車(chē)輛而言，電阻點(diǎn)焊適合于側(cè)墻位置和底架位置。側(cè)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(diǎn)，利用電阻迂回電焊和塞焊的方式，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)車(chē)體材料的焊接，也能保證質(zhì)量。由于軌道車(chē)輛的材料要求輕薄，也要保證在焊接時(shí)控制焊接面不會(huì)出現(xiàn)變形，因此電阻點(diǎn)焊對(duì)于傳統(tǒng)電弧焊有著較明顯的優(yōu)勢(shì)。

（三）激光焊

激光焊作為焊接技術(shù)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(qiáng)度聚焦光束作為熱源對(duì)材料焊接的方法。激光焊在焊接時(shí)，熱量集中、焊接變形小，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化焊接等優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。與傳統(tǒng)的電弧焊相比，激光焊接能夠?qū)Σ讳P鋼進(jìn)行連續(xù)焊接，并且激光焊在焊接時(shí)，不會(huì)接觸到材料，這就保證了不會(huì)出現(xiàn)殘余應(yīng)力，能夠有效的讓兩種材料充分結(jié)合在一起，增強(qiáng)焊接密度，保證結(jié)構(gòu)的封閉性與安全性，保證軌道車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)斷裂等質(zhì)量問(wèn)題，一般激光焊用于軌道車(chē)輛的側(cè)墻版和頂板的材料焊接當(dāng)中。激光焊接在使用時(shí)不會(huì)消耗電力以及相關(guān)能源，而且噪音小，一定程度上避免了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

（四）攪拌摩擦焊

對(duì)于鋁合金材料的焊接，攪拌摩擦焊有著很大的優(yōu)勢(shì)。攪拌摩擦焊是用高速轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌頭插入到焊接中，通過(guò)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(duì)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(huì)出現(xiàn)材料熔化的問(wèn)題?，F(xiàn)如今，在對(duì)鋁合金軌道車(chē)輛車(chē)體的焊接中，被廣泛的運(yùn)用。攪拌摩擦焊能夠提高焊接質(zhì)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?yàn)樵跀嚢枘Σ習(xí)r會(huì)有飛濺的情況，同時(shí)工作人員也要做好防護(hù)。

（五）氣壓焊接

氣壓焊工藝要求相對(duì)嚴(yán)格，影響焊接質(zhì)量的人為因素很多。比如技術(shù)管理失控，很容易造成質(zhì)量事故。氣壓焊主要通過(guò)對(duì)車(chē)體進(jìn)行加熱和加壓來(lái)完成。這種焊接方法起源于美國(guó)，后來(lái)在日本和其他國(guó)家采用。氣壓焊是一種成熟可靠的焊接技術(shù)。氣壓焊接接頭具有較高的強(qiáng)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(dāng)焊接過(guò)程控制存在問(wèn)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(nèi)部缺陷，外部缺陷主要為接頭高低不平、錯(cuò)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(nèi)部缺陷主要是亮斑和未完全焊透，影響最大，因?yàn)樗鼈兘档土塑壍儡?chē)輛的有效截面，在邊緣產(chǎn)生應(yīng)力集中，損傷發(fā)展很快，很容易斷線。未焊透，錯(cuò)誤檢測(cè)很少被檢測(cè)到，因此危害更大。為了解決以上問(wèn)題的產(chǎn)生，我們加大氣壓焊機(jī)生產(chǎn)廠家的資質(zhì)。使出廠焊機(jī)達(dá)到優(yōu)質(zhì)水平。對(duì)氣壓焊接操作人員進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)，嚴(yán)格考核，持證上崗。實(shí)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(guò)以上幾種方法可以有效消除不合格產(chǎn)品的存在。

結(jié)語(yǔ)

我們?cè)趯?duì)各焊接技術(shù)在軌道車(chē)輛制造當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，由于焊接部位和車(chē)體材料的差異，所選用的焊接技術(shù)也各不相同?，F(xiàn)階段，焊接技術(shù)趨向于多元化的方向發(fā)展，可以對(duì)不同車(chē)體制造需求進(jìn)行滿(mǎn)足，隨著科技水平的不斷進(jìn)步，焊接技術(shù)的發(fā)展也會(huì)越來(lái)越好。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉云龍船用不銹鋼管道焊接技術(shù)研究[J]中外企業(yè)家，2019 （26） ：215

[2]楊恩明，柴國(guó)進(jìn)，付嘗薪大小井特大橋鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)及質(zhì)量管理[J]公路，2019 （09） ：176-179

[3]李銳軍，韋文偉基于地鉆頭焊接技術(shù)的機(jī)器人焊接研究與應(yīng)用[J]輕工科技，2019 （09） ：43

[4]李鄭臨自動(dòng)化焊接新技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J]裝備維修技術(shù)，2019 （03） ：83+154

[5]馬洪光，閻鋒，鄧海.軌道車(chē)輛車(chē)體結(jié)構(gòu)材料選擇分析[J].鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛，2015，35（04）：54-58+62.