轨道车辆提升配件施工效率的工艺研究

轨道车辆提升配件施工效率的工艺研究

李濯非、乔铭、卢放、邱彦璋、王力卓

中车长春轨道客车股份有限公司 130062

摘要：以不锈钢车体为例，对轨道车辆施工工艺进行研究，基于不锈钢车体特征的分析，从电阻焊、熔化极气体保护焊以及激光焊等方面研究各工艺的措施与操作要点，力求实现对城轨车辆施工效率及质量的保证与提升。

关键词：轨道车辆，施工效率，不锈钢车体，焊接工艺

进入21世纪以来，我国科学技术呈现出突飞猛进的发展之势，以此为背景，轨道交通亦已广泛地应用于人们的日常通行之中，这要求相关人员加强对轨道车辆质量及其使用效率的关注，尤其是要求研发人员通过先进的制作工艺节省车辆配件制作时间及成本，保证制作效率及质量。本文以轨道车辆不锈钢车体为例，对其焊接工艺进行研究，保证工艺可靠性与施工效率，进而为整个轨道车辆的施工提供保证。

1不锈钢车体特征

轨道车辆不锈钢车体采用不锈钢材料，中间部位对高强度的耐候钢予以采用，抗拉强度、耐腐蚀、以及焊接等性能突出。相较于碳钢而言，不锈钢在电阻率、线性膨胀系数以及热导率等方面优势更加明显，但是焊接过程中较容易出现变形现象。

应用于轨道车辆的不锈钢车体较多地采用板梁结构，主要包括底架、侧墙以及顶盖等重要组成部分。其中，底架一般对无中梁结构予以采用，包括端部件、边梁、主横梁等子模块；侧墙与端墙所采用的结构都是骨架与外板结合的形式，前者对帽形结构予以采用，后者采用的则是平直表面；顶盖主要由顶盖边梁、侧顶板、顶盖弯梁、隔墙、波纹顶板等构成。

2保证施工效率的车体焊接工艺

2.1电阻焊工艺

在对城轨车辆的不锈钢车体进行制造与施工时，电阻焊当属应用最为广泛的一道焊接工艺，基于对焊件的组合，由电极产生压力，在电流的作用之下经接头的接触面与附近位置所产生的电阻热达到焊接目的。电阻焊工艺的施工对象主要包括车体顶棚、底架以及侧墙等，基于以下优势的存在，电阻焊工艺在不锈钢车体焊接中有较好的应用：（1）就不锈钢车体而言，很多的部件都是用薄板或薄板成型件组焊而得到的，采用电阻焊焊接工艺，能够在较大程度上确保薄板不会由于焊接操作而出现变形问题；（2）目前电阻焊工艺已经实现了相对成熟的发展，装置基本上都有较高的自动化水平，对于生产效率的提升以及人力支出的减少等均具有比较明显的支持作用，性价比优势比较明显；（2）在进行电阻焊施工的过程中，不必对填充材料进行焊接处理，这与城轨车辆对于车体设计提出的轻量化要求相符。

为了进一步地将城轨车辆车体施工效率提升，电阻焊工艺的实施还需对以下因素进行考虑：

（1）针对厚度在0.6-2mm之间的薄不锈钢板，适宜对大焊接电流、小焊接时间的硬性规范参数予以采用，特别是对于那些会对车体侧墙美观性产生直接层面影响的侧墙蒙皮或者骨架焊接的位置，需要基于对点焊质量要求的满足尽可能地对短时间焊接参数予以采用。

（2）针对厚度大于4mm的较厚不锈钢板，电阻焊工艺的实施需要输入较大的热量，为避免出现晶间腐蚀等不良状况，可适时地对水冷等即时冷却方法予以采用。

（3）针对厚度存在较大差异的不锈钢板，在对其进行电阻焊时应对不同的上下电极加以使用，以达到减少分流的目的，进一步地，规避与焊接质量标准不相符的焊点出现。

2.2熔化极气体保护焊工艺

作为一种比较常规的焊接工艺，熔化极气体保护焊工艺在车体底架、车内以及车顶等位置发挥安装功能的小部件焊接作业中有相对多的应用，工艺的实施需着重把握并解决热裂纹、焊接变形明显以及焊接接头腐蚀等问题。

而为了将城轨车辆车体施工效率提升，熔化极气体保护焊工艺的实施亦有需要考虑的问题：

（1）在进行焊接工艺规程制定的过程中，需要计算求得焊接热输入量，此时应选择并使用小电流快速焊参数。

（2）在执行点固的焊接操作之时，不能对点状点固方式予以采用，原因在于此种类型的点状弧焊易引起车体的裂纹，在进行焊接接头的设计之时，必须严格规定点固焊缝的长度，使其与设计规范相符。

（3）进行不锈钢车体的焊接之时，需要严格做好工装的夹紧设计工作，一个科学有效的工装方案能够在尽可能大的程度上对焊接变形施以控制，这需要在焊接顺序、反变形等方面做好方案的制定。此外，在对某一小部件执行焊接操作之时，可以适当对整体整合焊接方案加以考虑。

2.3激光焊工艺

作为一种密度比较大、热输入量比较低且焊接变形情况比较小的焊接工艺，激光焊在不锈钢城轨车辆车体的制造中得到相关人员越来越广泛的关注与应用，其能较好地弥补车体密封性能不理想、车体表面美观性低等不足。

为了将城轨车辆车体施工效率提升，激光焊工艺可在以下2个方面实施与应用：

（1）有较为明显的变形情况的长焊缝薄板部件的焊接。对于此类部件，在焊缝多、热传导率高等因素的影响下，如果焊接时对常规弧焊方式予以采用，会无法有效控制其变形问题，且在焊接作业结束之后，结构的平面度也存在无法满足安装要求的问题，通过对激光焊接工艺的采用，可以从整体层面上达到对变形的控制目的。

（2）将侧墙外板电阻电焊工艺代替。通过对激光焊工艺的采用，进行2层或多层部件的搭接，实施不完全熔透焊接工艺，提升车体施工效率及外观质量。

3结语

焊接工艺的实施应对钢结构制造质量标准予以满足，同时，与钢结构特征相结合，以此保证车体施工质量及效率，进而为整个城轨车辆施工效率的提升提供保证。

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