轨道车辆铝合金车体焊接工艺探究

徐孟

中车大连机车车辆有限公司 辽宁 大连 116022

摘要∶轨道车辆的作用和地位在现代社会日益凸显，人们需要更高质量、更加安全的轨道车辆，因此需要采用更高水平的工艺来加工制造轨道车辆。在生产轨道车辆时，最关键的工序就是焊接制造，高水平的焊接制造工艺能够保证车辆的质量，并减少所需的制造成本，通过对焊接制造工艺的提升，能够更加高效的生产轨道车辆，并获得更高的生产效益。

关键词：轨道车辆；铝合金车体；焊接工艺；尺寸控制

装备制造业近几年在我国得到了快速发展，也加快了生产轨道车辆的速度，在生产制造铝合金车体时，采用了大量重要的工艺，焊接工艺是最重要的一项生产要素。为了稳定的生产车辆，就需要持续的革新和改进焊接技术，为车辆制造业提供更好的服务。

一、铝合金车体的焊接工艺

（一）焊接工艺流程

首先是预组车体，然后在焊接开始前，需要调整其尺寸，并做好清理工作，然后是自动焊接，最后在焊接完后需要进行打磨。所有存在误差和变形的零部件在组装环节需要聚集在一起，采用车体组焊的形式来进行消化，想要对铝合金车体进行高质量的焊接，就需要在焊接前做好对尺寸的确定，通过调整尺寸来预先估测铝合金车体是否会出现变形，并进行科学的工艺放量。在加强控制焊接过程的同时，采用组焊工装或在撑拉杆的辅助作用下，能够减小焊接过程中车体的变形程度，实现对焊接质量的提升。

（二）控制车体焊接尺寸

由于焊缝与结构截面的中心线和中心并不重合或对称，因此在完成车体焊接后极易出现弯曲变形。此类变形的变现主要如下：侧面会出现不同的高度和宽度等，进而导致车体扭曲。

（三）使用工装

在焊接车体之前首先需要装配调整车体，想要通过焊接获取到理想的尺寸，就借助工装来控制焊接变形，保证其影响不会超过合理公差范围。在组焊工装车体期间，需要拉紧工装车底，在预留挠度时应用支撑工装能够控制车体挠度；工装完成的侧墙支撑，能够实现对车体宽度的控制；将各个撑杆设置于车体内部，能够实现对内高尺寸、对角线等车体内部尺寸的控制，避免车体扭曲。通过对各部分工装的科学调整和使用，能够尽可能地减少焊接变形带来的影响。

（四）焊后检测

在焊接完车体后必定会出现熔合不良以及熔深不够等焊接缺陷。目前，最主要的焊缝检测法有目测法、射线检测法等等，如果检测结果不合格，就需要剖开缺陷区域进行返修，继续施焊，直到获取到合格的焊缝检测结果为止。

二、焊接技术在铝合金车体焊接的应用及发展

（一）TIG焊技术

在焊接铝合金车体时经常会用到的一项焊接技术就是TIG焊技术，其主要的材料就是钨电极，在非熔化极和焊件间通过燃烧电弧来发热，同时，采用惰性气体来保护惰性气体，如此所获取到的焊件质量比质量要求更高。此类焊接技术主要有手工和自动这两种焊接形式，装备制造业目前在焊接铝合金车体时，依然采用了以往的人工焊接方式。再加上，钨电极的融化点并不高，在焊接期间无法产生大规模的电流，因此，此类技术只能够焊接薄板材，由于只能够进行小面积焊接，所以，此类技术大多用于辅助车体焊接。

（二）TIP-TIG(TT)

TIP-TIG的基础就是以往的TIG焊，需要借助特殊机构来自动运送焊丝，使焊接熔池内的焊丝保持快速的线性抽动，同时还需要将热丝装置应用于焊枪处，先加热熔池内送入的焊丝。以此来进行快速熔敷。焊丝在高速振动时能够向焊接熔池传递动能，能够在熔池内有效的搅动液态金属，以此来开展更理想的熔池冶金，促进气体在熔池内的排出，实现对焊缝质量的提升。

在采用MIG焊接铝合金车体时，如果空气中的水分较多，且焊工操作水平并不高，那么就极易在焊接后形成气孔，无法获取到理想的焊缝成形等；如果需要进行高质量的焊缝焊接，那么借助TIG焊接技术，不仅会降低焊接效率，还会对生产进度造成影响。由传统的MIG焊和TIG焊转变为TT焊，能够实现对铝合金焊缝的有效减少，开展高效、高质量的MIG焊和TIG焊。

该技术目前在需要高质量焊接技术的航天和核电等行业中得到了广泛应用，还没有将其应用于制造轨道车辆，行业和技术在经过不断发展后，在制造轨道车辆时应用TT焊能够起到极大的促进作用。

（三）激光焊技术

激光焊接技术属于新型焊接技术之一，在近几年得到了大面积的推广，各类高端领域对该技术进行了大面积的应用。这一焊接技术中应用了具有高集中性能的激光，然后提升焊接件局部的温度，接着需要在冶金环节通过对焊丝和木材的熔化来进行重新凝固。此类焊接技术的优点有许多；会形成比以往方式更深的焊缝，能够减小热影响区、加快焊接速度、减少焊接变形程度等。然而此类技术的缺点也有许多，例如，在采用激光焊接前需要进行严格的高精度装配，并且在焊后极易出现气孔和咬边等较为常见的缺陷。然而激光焊接设备需要较大的投入，并且需要较高的工作田间，所以该技术目前还没有被广泛地应用于焊接制造铝合金车体。

（四）搅拌摩擦焊技术

减半摩擦焊在业内也称之为FSW焊接技术，此类焊接技术需要采用机械设备进行不断的固相连接，在加工期间应用此项技术需要大量的热，其热量主要来自于轴肩和搅拌针之间的摩擦，如此，能够在结合处软化金属，牵引力和搅拌力能够先后移动金属，进而对缝隙进行良好的填充。相比以往的焊接技术来说，搅拌摩擦焊具有更高的先进性，其虽然能够进行快速焊接，然而由于需要以此焊接许多层，因此成功几率很小，焊接速度快是其最大的优点。

结束语

总的来说，在焊接制造轨道车辆时用到了许多的工艺技术，需要结合制造环境来选择相应的工艺技术，此类工艺技术的特征就是高效、节能、自动化和数字化等。所以，在出现了大量的新型焊接材料和焊接结构后，通过对新焊接工艺的开发，对以往焊接工艺的改进，能够开展机械化、自动化、高质量、高效率的焊接工作，不断发展焊接技术能够实现对轨道车辆的高水平制造，具有十分重要的作用。

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