試論軌道客車不銹鋼車體焊接工藝

馮朝明　郭帥　周勇

摘 要：近年來，我國城市交通體系的不斷完善，使軌道客車成為一種重要的交通工具，軌道客車主要是采用不銹鋼車體，而其焊接工藝的合理性，將直接關系到軌道客車的車體焊接質量，通過探討軌道客車的不銹鋼車體焊接工藝，能夠為軌道客車不銹鋼車體的焊接生產線提供科學的指導。鑒于此，本文對軌道客車的不銹鋼車體焊接工藝進行深入的論述。

關鍵詞：軌道客車;不銹鋼;車體焊接

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.018

0 引言

通過對軌道客車的車體材質進行分析，其車體材質主要有三種，一種為碳鋼材質，一種為鋁合金材質，最后一種為不銹鋼材質，由于不銹鋼材質相比于碳鋼材質來說，其重量要更輕，在制造組裝工藝上更為簡單，并具有更長的使用壽命，在使用過程中不需要進行涂漆。而且相比于鋁合金來說，其抗疲勞性能更強，且耐磨性更高，成本也更為低廉，在車體損傷后較易修復，這使得不銹鋼成為軌道客車中極具發展潛力的車體材質，具有廣闊的發展前景。而對于軌道客車而言，其不銹鋼車體焊接工藝已經成為軌道客車制造中的關鍵基礎工藝，通過對軌道客車制造中的不銹鋼車體焊接工藝進行深入的研究，能夠進一步推動軌道客車制造工藝的發展與革新。為此，對軌道客車不銹鋼車體焊接工藝進行深入的研究是具有重要意義的。

1 軌道客車不銹鋼車體的類別及特點

在軌道客車中，其不銹鋼車體主要包括以下組成部分，分別是底架、車頂、裙板、側墻與端墻，不銹鋼車體結構分為板梁結構與全焊接型鋼結構兩種。其利用不銹鋼薄板來作為軌道客車的地板與車頂板，通常而言，不銹鋼薄板的厚度在1至1.8mm左右，為了使車體的剛度更高，一般是將不銹鋼薄板進行滾思，使其成為波紋板。并且，通常采用冷彎或冷壓型材來作為不銹鋼車體內的梁柱，其型材斷面都是經過專門設計而成的。對于不銹鋼材料來說，由于其具有較大的線膨脹系數，這使得不銹鋼材料在焊接時容易出現較大的變形，并且可能會產生熱烈紋或晶間腐蝕，進而降低了其機械性能，這就需要對焊接工藝進行更為嚴格的要求。在不銹鋼車體中，其骨架和墻板以及骨架之間的連接大部分是采用搭接結構，在焊接不銹鋼車體過程中，要想使焊接變形盡可能的減小，并避免降低其材料的機械性能，在對軌道客車的不銹鋼車體進行焊接時，需要對點焊技術進行頻繁使用，不過因點焊過程中有著較高的電阻率，且焊接時的導熱性較差，因此在焊接時電流要比低碳鋼更小，且焊接時間也更短。因不銹鋼車體的高溫強度較高，因此需要在焊接過程中選擇較大的電極壓力。通常應用304與301L冷軋板來制作軌道客車不銹鋼車體，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。軌道客車不銹鋼車體主要包括城軌地鐵車體與鐵路客車車體兩種。

2 軌道客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

現階段，我國在對鐵路客車的不銹鋼車體進行焊接時，通常是將不銹鋼薄板按照板梁結構覆蓋在骨架外部，這種結構在工藝上較為簡單，而且具有良好的耐腐蝕性能。鐵路客車的不銹鋼車體主要包括端墻、車頂、側墻及底架，并主要采用點焊技術作為焊接工藝，只有前端構造、搖枕與緩沖梁的制造材料為碳鋼，其他材質均采用不銹鋼材質。在對車體的端墻、底架、車頂與側墻進行焊接時，其焊接工藝主要為點焊機器人蒙皮焊接工藝，該工藝需要通過手動點焊機來對部件骨架進行組對，然后進行蒙皮，每點的焊接時間大約在8s左右，并利用龍門移動式設備，其軌道長度可依據產能來進行確定。在焊接側墻時，需要在點焊機器人的工位作業完畢后，對小件進行安裝以及補焊。在對車體進行總組成焊接過程中，需要確保對總線成焊機進行配套使用，利用火焰矯正技術來調修大部件及車體，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

相比于鐵路客車，城軌客車在不銹鋼車體焊接工藝上，只有端墻與側墻焊接有所不同，相比于鐵路客車對側墻的一次組對制造，城軌客車在對側墻進行制造時，主要是通過分段制造的方式來實現的，所采用的焊接工藝有著本質的區別。在城軌客車中，其是利用側墻單元蒙皮自動點焊機來進行側墻與端墻蒙皮，其車體結構和鐵路客車相同，該結構車體具有良好的強度與剛度，在制造工藝上較為簡單。在城軌客車的底架邊梁焊接中，通常是利用點焊機來進行的，點焊機還可對橫梁等連接件進行點焊。在城軌客車車體中，其底架是通過骨架鋪地板的方式，并利用點焊機來進行點焊的。其側墻為單元結構形式，通過骨架龍門自動點焊機進行焊接，并應用蒙皮點焊機器人對車體中的底架、側墻及車頂等大部件進行蒙皮焊接。為了使車體組裝精度更高，使焊接速度更快，通常采用車體總成自動點焊系統對車體進行總組裝，該系統為成套設備，分為端部點焊設備、底架及側墻點焊設備以及車頂和側墻組合點焊設備。

3 結語

綜上所述，本文深入研究了軌道客車的不銹鋼車體焊接工藝，從而使人們能夠對該工藝有一個系統性的認識，進而為不銹鋼車體的生產與制造提供指導?，F階段，國內外主要是通過電阻點焊來對軌道客車的不銹鋼車體進行批量生產，除此之外，還包括激光焊、TIG焊、縫焊、MIG等工藝，在國外許多發達國家，部分企業已經開始利用激光焊工藝來對軌道客車的不銹鋼車體進行制造。在不久的將來，激光焊接、微束等離子弧焊已經成為軌道客車在不銹鋼車體制造工藝中的未來發展趨勢，我國應緊隨時代腳步，對激光焊接、微束等離子弧焊進行必要的先期研究，以此不斷探索我國軌道客車車體在制造工藝上的改革與創新之路。

參考文獻：

[1]韓曉輝，張志毅，李剛卿.激光焊接技術在不銹鋼軌道客車制造中的應用與展望[J].電焊機，2018，48（03）：1-8.

[2]張休巍.軌道客車不銹鋼車體焊接工藝分析[J].科學技術創新，2018（22）：165-166.

作者簡介：馮朝明（1986-），男，吉林長春人，本科，工程師，從事軌道客車車體工藝。