焊接技術(shù)在動車組鋁合金車體焊接的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

李棟梁 周晶輝 盛騰飛

摘要：鐵路車輛制造業(yè)一般會使用鋁合金作為加工材料，該種材質(zhì)所制造車體重量輕，同時也可以保障車體強度。關(guān)于鋁合金材料車體的焊接技術(shù)，成為目前鐵路制造行業(yè)探討的重點。為加強我國交通運輸行業(yè)的良性發(fā)展，本文以動車組鋁合金車體焊接作為研究核心，概述不同焊接技術(shù)在焊接車體過程所呈現(xiàn)出優(yōu)缺點，探究在新的發(fā)展形勢下新型焊接技術(shù)的出現(xiàn)以及應(yīng)用，制造高質(zhì)量的鋁合金動車車體，為我國交通運輸?shù)陌踩ｑ{護航。

關(guān)鍵詞：焊接技術(shù);動車組鋁合金車體;鋁合金;應(yīng)用;發(fā)展

引言：

軌道車輛鋁合金車體的焊接，最為關(guān)鍵的技術(shù)便是焊接技術(shù)。近年來，我國對軌道車輛的使用需求與日俱增，為提高整體生產(chǎn)效率，鋁合金車體的焊接技術(shù)需在現(xiàn)代高科技手段的扶持下，加以創(chuàng)新改造。從生產(chǎn)時間上爭分奪秒，縮短車輛的生產(chǎn)周期，在鋁合金焊接技術(shù)的保障下，推動我國軌道車輛行業(yè)的發(fā)展。

一、動車組鋁合金車體焊接技術(shù)概述

目前，由于鋁合金該種材料具有較差的焊接性能，局部加熱對焊接技術(shù)的要求也較為嚴苛。除此之外，動車組鋁合金車體焊接技術(shù)還需滿足鋁合金材料的高比熱容特性。根據(jù)鋁合金材料焊接的特性，所產(chǎn)生的焊接技術(shù)包含?TIG焊接技術(shù)電阻電焊技術(shù)、MIG焊接技術(shù)、激光焊接技術(shù)以及攪拌摩擦焊接技術(shù)在內(nèi)的5大不同類別。通常?TIG焊接以及MIG焊接被用來焊接動車組鋁合金整體殼體，但是受制于車體對性能要求的特殊性、焊接尺寸以及焊接質(zhì)量的高嚴格性，現(xiàn)有的焊接技術(shù)還需要不斷的進行更新?lián)Q代[1]。

二、動車組鋁合金車體焊接技術(shù)的應(yīng)用

（一）TIG?焊技術(shù)

TIG焊接技術(shù)在動車里和進車體的焊接當中，一般作為輔助焊接技術(shù)，適用于焊接薄型的鋁合金板材。該種焊接技術(shù)盡管能滿足車體焊接高質(zhì)量要求，但是根據(jù)目前形勢的發(fā)展，其焊接仍然采用傳統(tǒng)的人工焊接方式，無法達到自動焊的要求。焊接主要通過鎢電極獲取來自于非熔化極電極以及焊件之間的電弧作為焊接熱源，同時為防止過高的電流融化鎢，一般會嚴格控制焊接電流，并形成一層惰性氣體用于保護電極、電弧區(qū)、熔化金屬，保證焊接質(zhì)量滿足車體焊接要求。

（二）MIG?焊技術(shù)

MIG焊接技術(shù)分為兩種焊接形式：一是手工焊，二是自動焊。兩者有異曲同工之處，具體選擇還應(yīng)當結(jié)合焊接環(huán)境以及部位做科學(xué)的擇取。該種焊接技術(shù)特性在于電弧功率以及生產(chǎn)效率極高，作為一種熔化極氣體保護焊，可以集中焊接熱量，靈活選擇焊接板材的厚度以及位置。短路過渡、射流過渡等多種過渡形式均可以通過MIG焊接技術(shù)得以實施[2]。

（三）電阻點焊技術(shù)

動車組車體所采用的鋁合金材質(zhì)，具備良好的物理導(dǎo)熱性能。電阻點焊技術(shù)所產(chǎn)生的熱量與鋁合金進行碰撞，焊接車體并可以維持車體在焊后不易發(fā)生變形。但是會在車體焊接的表面留下高熔點化合物，該種物質(zhì)會直接影響車體的外觀以及焊接質(zhì)量的穩(wěn)定。同時應(yīng)用于該種技術(shù)，需要配備專業(yè)且價格高昂的焊接設(shè)備以及高強度的焊接電流，因此電阻點焊技術(shù)在鋁合金材質(zhì)的焊接中較為少用，該種焊接技術(shù)通常用于普通材料車體的制造。

三、動車組鋁合金車體焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）激光焊

激光焊接技術(shù)是將激光高度集中在焊接件的局部，在激光效應(yīng)下融化焊接件中的焊絲以及母材，使其融化并重新凝固，以此來完成焊接過程。該種技術(shù)的應(yīng)用一般集中于高端制造領(lǐng)域，所焊接的成品擁有不易變形的特性，但是不足之處就在于不僅需要配備高精度的裝配設(shè)備，同時焊接完成之后成品的表面容易產(chǎn)生氣孔或裂紋，影響車體的美觀。

（二）攪拌摩擦焊技術(shù)

攪拌摩擦焊接技術(shù)也被稱為FSW焊接技術(shù)，此種焊接技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面，一是在焊接過程中，二是焊接完成后。首先，其在焊接完成后所體現(xiàn)的優(yōu)勢在于，所焊接的成品不易變形，焊接完成后成品表面光滑且美觀，質(zhì)量有保障，后期不需要進行多次的維修，減少維修費用的成本;其次，在焊接過程中所展現(xiàn)的優(yōu)勢在于整體的焊接工藝更加的環(huán)?？茖W(xué)，焊接過程能源消耗小并且不會造成二次污染。通過便捷且快速的操作，便可以完成焊接，且整體過程不需要耗費過高的成本。而攪拌摩擦焊接技術(shù)的缺點在于，如果沒有配套的精密設(shè)備，完成整體焊接將會非常困難。攪拌摩擦焊接技術(shù)作為機械化的連續(xù)固相連接，其通過攪拌頭與被焊接工件之間摩擦生熱所形成的熱量，軟化材料并進行二次塑造。攪拌頭向前摩擦，材料會在其作用下向后移動，攪拌頭上的軸間以及針凸會將軟化的材料重新打造從而連接各工件[3]。

結(jié)合上面兩種激光焊技術(shù)以及攪拌摩擦焊技術(shù)，兩者作為新興的焊接技術(shù)，將會在不斷的完善以及創(chuàng)新中應(yīng)用于行業(yè)的發(fā)展。近年來，鋁合金動車組的制造生產(chǎn)廣受國內(nèi)重視，軌道車輛行業(yè)發(fā)展是我國所必須堅持要走的道路。無論是哪種焊接技術(shù)，當其出現(xiàn)并應(yīng)用于實踐，離不開科研人員對其技術(shù)水平的提升，方能在實踐應(yīng)用當中產(chǎn)生良好的效果。動車組鋁合金車體焊接應(yīng)用新型技術(shù)，不僅可以有效推動軌道車輛行業(yè)的高效發(fā)展，同時也為國內(nèi)動車交通的發(fā)展提供核心堅實的力量[4]。

四、結(jié)論

綜上所述，動車組鋁合金車體焊接離不開各種焊接技術(shù)的應(yīng)用，當技術(shù)與科學(xué)的互相碰撞，必然會帶給傳統(tǒng)焊接技術(shù)新的發(fā)展機遇。行業(yè)在未來的發(fā)展趨勢，必然要圍繞新型的激光焊技術(shù)以及FSW焊接技術(shù)作為行業(yè)發(fā)展的核心。

參考文獻：

[1]孫玲玲.激光焊及攪拌摩擦焊技術(shù)在動車組鋁合金車體焊接中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機與配件，2018（9）：144.

[2]何廣忠，王鋒，李軍，等?.?攪拌摩擦焊技術(shù)在高速動車組鋁合金厚板焊接上的應(yīng)用研究[J].?熱加工工藝，2015，44（5）：206-208，211.

[3]朱向東，劉力瓊.?鋁合金攪拌摩擦焊工藝研究及在城軌車輛上的鋁應(yīng)用[J].機車車輛工藝2011（5）：1—5.

[4]黃政艷.焊接技術(shù)與裝備在汽車行業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢，裝備制造技術(shù)，2011（4）：131—133.