轨道客车不锈钢车体焊接工艺研究
轨道车辆不锈钢车体典型接头激光焊接工艺特性研究
轨道车辆不锈钢车体典型接头激光焊接工艺特性研究发布时间：2022-03-22T07:16:29.830Z 来源：《科学与技术》2021年31期作者：王雨[导读] SUS301L和EN1.4318系列不锈钢因其耐腐蚀性好、碳含量低、加工性能和强度良好王雨中车齐齐哈尔车辆有限公司黑龙江齐齐哈尔 161002摘要：SUS301L和EN1.4318系列不锈钢因其耐腐蚀性好、碳含量低、加工性能和强度良好，被广泛应用于制造轨道车辆不锈钢车体。
车体制造过程中主要采用激光焊、电阻点焊和电弧焊等焊接方法，电弧焊和电阻点焊在不锈钢车体焊接时容易出现晶间腐蚀、焊点多、易变形和密封性差等问题，激光搭接焊技术因其具有焊接速度快、变形小和密封性好等优点逐渐被广泛使用。
激光焊接工艺参数直接影响焊接稳定性和焊接质量，激光焊接功率、焊速和离焦量等主要工艺参数选择不当会出现焊接不良、焊接熔池剧烈波动、焊接飞溅等质量问题。
目前针对不锈钢薄板激光焊的研究主要集中在焊缝质量、焊接接头组织及对力学性能的影响上，文中采用正交试验设计和方差分析对两种板厚组合的不锈钢薄板激光焊接功率P、焊速v和离焦量f三个参数进行优化，明确了焊接工艺参数对抗剪强度的影响，并且研究了最优焊接工艺参数下的焊接接头的疲劳性能，揭示了焊接工艺参数对激光焊接质量的影响规律，为激光焊接应用于轨道车辆的实际生产提供依据。
关键词：轨道车辆；不锈钢车体 1 试验材料及方法采用不锈钢薄板SUS301L-HT和EN1.4318+2G作为试验材料，根据轨道车辆车体横梁与墙板装配组合，采用两种板厚组合（2 mm+1.5 mm和1.5 mm+2 mm），焊板尺寸为150 mm×300 mm。
对于激光焊接工艺参数（功率P、焊速v、离焦量f）选用三因素三水平L9(34）正交设计表，共9组试验，板搭接间隙0 mm，气流量30 L/min。
在试样上下板垫上垫板，防止试样在拉剪或疲劳试验过程中因偏心载荷产生应力集中而导致试验结果不准确。
不锈钢车体异种钢焊接工艺探讨
为适应 高速铁路 和城轨 地铁车 辆的迅 速发展 ，不
然而 ，枕梁和牵 引梁等关键部 位承受大的冲击力和 压缩力，必须采用厚板 ，鉴于 目 国内不锈钢的加工能 前
力 ，不锈钢车体枕梁和牵引梁还要继续使用低碳钢 ，如 Ｓ ０ＭＣ。因此异种钢之 间的焊接就显得非常重要 。 ５０
一
锈钢和铝合金两种材料 已逐步替代 了传统的碳钢材料 ，
出现在高速飞驰的列车上 。车体通过使用新材料 ，降低 了轴重 ，最大 的效 益是节 约能源（ 制动和牵引两方面） ；
高 速
动
圭
减轻 了对轨道的冲击 ，节省 了线路的维护费用 ；提高 了
车辆运行的平稳性 。就铁道车辆用不锈钢材料而言 ，奥 氏体系 中的Ｓ Ｓ０Ｌ Ｕ ３ １是一类价格相对低廉耐大气腐蚀及 磨损性能优 良，强度可 与常用耐热钢媲美的经济型不锈
Ｆ 环 Ｗ（ Ｐ Ｆ
， ｌ＜
● — —
缝金 属的合金 浓度 ，使焊缝金属 中奥 氏体形成元素含量
不足 ，极有 可能 出现 马氏体 组织 ，从而 恶化 了接 头 质
量 ，甚至 可能 引起 裂纹 。
焊
低 碳钢 母 材对 整 个焊 缝 金 属 的稀 释 程 度 是 不 同
接
的，越靠近熔 合线 ，稀释程 度就越大 。低碳钢与奥 氏体 钢焊接时 ， 邻低碳－ Ｎ的熔合线的焊缝金属 中形成一 毗 个过渡 层。这是一 个高硬度的马氏体脆性 层 ，焊接时或
六 结语
通过 对焊缝 中 出现 气孔 的原 因进 行分析 ，对构 架
焊接中的气孔缺 陷进行 了系统的处 理，为保证构架焊接 后 ，达 到在 高速下运行的性能要求 ，提供 了焊接技术上
地铁不锈钢车体焊接工艺分析
地铁不锈钢车体焊接工艺分析摘要：本文在分析地铁不锈钢车体结构的基础上，对于地铁不锈钢车体的焊接工艺进行了分析，并且介绍了典型的焊接技术，希望有助于不断更新地铁不锈钢的车体焊接工艺，有利于其工艺的进步，有利于最终有利于其工业的发展。
关键词：地铁；不锈钢车体；焊接工艺引言在城市轨道上的车辆的不锈钢车体相对于普通的车体来说有众多优点，例如车体的强度比较高、重量比较轻、耐腐蚀性较强，并且具有很好的耐热性。
除此之外，还具有不用涂装。
、防火性比较强、寿命比较长、维护成本较低等各种优点。
近年来不锈钢车体和铝合金车体同样受到了众多相关工业人员的喜爱，因此众多公司开始研制城轨车辆的不锈钢车体结构，并且积累了一些关于其车体制造过程中整体结构上的安装设计方法以及其制造工艺方面的技术经验。
在经过不断的更新完成之后，保险公司开始进行相关车辆的设计以及整体的生产制造，其中的焊接技术不断被人们所重视。
因为焊接技术的好坏影响的其车体的整体性能，最终影响着其车体的安全性以及经济性。
因此，本文就地铁不锈钢车体在制造过程中的焊接工艺方面进行一定的分析，希望能对读者提供一些在车体焊接方面的经验。
一、不锈钢车体的结构不锈钢车体的结构主要采用的是薄壁筒形的车体，并且其基础构造是板梁焊接结构，其车体主要部件采用不锈钢车体的专用材料。
除此之外，对其所利用钢板的厚度也进行了控制，使其厚度控制在0.8毫米到五毫米之内。
整个车体下面有底部支撑点，上面有顶架，左右留两边墙、后端也有强。
、以及整体的骨架总共六大部分构成。
模块之间采用点焊接、熔焊接的方法进行一定的连接。
二、不锈钢车体焊接工艺的选择在不锈钢车体的相关零件选择过程中，要选择合适的薄板。
除此之外，还要要求它的电阻力比较高，膨胀技术比较大，并且其传导热能的效率还要低，以此能够保证其不锈钢焊接时的安全。
假如上述条件满足，那么在焊接时，假设能量过大，一定情况下也能防止一些意外情况的发生。
防止由于产生非常大的作用，使其焊接过程中相关零部件发生位置的改变或者发生腐蚀，使其整体车体的强度减弱。
试论轨道客车不锈钢车体焊接工艺
试论轨道客车不锈钢车体焊接工艺轨道客车是现代城市轨道交通系统中的重要组成部分，车体作为其重要组成部分，对于车辆的安全性能和使用寿命有着至关重要的影响。
而不锈钢作为车体焊接材料，具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，在轨道交通车辆行业得到了广泛应用。
轨道客车不锈钢车体的焊接工艺显得尤为重要。
不锈钢车体的焊接工艺可以分为以下几个步骤：焊接前的准备工作、焊接设备的选择、焊接参数的调节、焊缝的处理以及焊后的工艺控制。
在焊接前需要对焊接材料进行预处理。
不锈钢车体一般采用的是不锈钢板材，因此需要对板材进行清洗和应力消除处理。
清洗可以使用溶剂或碱性清洗剂进行，以保证焊接表面的干净。
应力消除处理可以通过热处理或机械处理来实现，以减少焊接残余应力。
在选择焊接设备时，需要考虑不锈钢材料的特性和焊接工艺的要求。
不锈钢对焊接设备的要求较高，一般采用TIG焊、MIG焊或电弧焊等高温焊接方法。
需要选择适合不锈钢的焊接电流和电压，以保证焊接质量。
调节焊接参数是保证焊接质量的关键。
需要确定合适的焊接电流和焊接电压，以保证焊缝焊道的稳定性和均匀性。
需要根据焊接材料的厚度和型号来选择合适的焊接速度，以避免焊接过热或过冷。
焊缝处理是不可忽视的一步。
焊缝的处理可以通过机械处理或化学处理来实现。
机械处理主要是通过打磨或剪切等方式来消除焊接缺陷和锋利的边缘。
化学处理则是采用酸洗或电解抛光等方式，将焊缝表面恢复至光滑平整。
需要进行焊后的工艺控制。
焊后的工艺控制主要包括焊接残余应力消除、铣刨、喷砂和除鳞等工艺控制。
焊接残余应力消除可以通过热处理或机械处理来实现，以保证焊接部位的稳定性和连续性。
铣刨可以消除焊接残余物质和提高表面的光滑度。
喷砂和除鳞则是通过喷砂机或除鳞机来清除焊接部位的杂质和氧化物，以保证焊接质量。
轨道客车不锈钢车体的焊接工艺是保证车辆安全使用的重要环节。
通过对焊接前的准备工作、焊接设备的选择、焊接参数的调节、焊缝的处理以及焊后的工艺控制的合理安排和优化，可以提高不锈钢车体的焊接质量，延长车辆的使用寿命，保证轨道交通系统的正常运行。
城轨不锈钢车体制造焊接工艺研究
Application of Welding Process in Manufacture of Stain Steel Metro Vehicle
PENG Zhangzhu， WU Zhiming
Abstract： This article introduces the resistance welding、 laser welding、 MAG welding and TIG welding process applied in the production of stainless steel carbody and analyses the characteristics and rationality of applied welding process during the production of car － body components． Key words： welding process； laser welding； stain steel metro vehicle； application
缩孔的防止主要靠提高 电极压力， 特别是熔核形 焊接区快速冷却时的 成、 锻压来实现。
电极压力太低； 焊接电流 过大； 焊接时间过短。出 现缩孔边缘裂纹的原因 是： 焊接电流太大或焊接 时间 过 长； 电 极 压 力 不 足。 沿贴合面无熔核、 熔核尺 寸过 小 或 熔 透 率 不 足。 该缺陷使焊接接头强度 是点焊的一种 大大降低， 危险的缺陷。 产生的原因是由于电极 球面半径过小； 电极压力 过大； 焊接电流太大或焊 接时 间 过 长； 喷 溅 所 引 起。
1 不锈钢车体结构及材料特点
不锈钢车体主要由底架、 侧墙、 端墙、 顶盖及司机室组 成， 采用板梁组成薄板筒体结构整体承载。其中底架端部 结构采用碳钢材料 Q345GNHL， 材料厚度 4 mm ～ 16 mm， SUS 301L 及 SUS 其他部位均采用不锈钢材料 1． 431 8、
轨道客车不锈钢车体焊接工艺分析李智存
轨道客车不锈钢车体焊接工艺分析李智存发布时间：2021-08-26T07:35:20.474Z 来源：《福光技术》2021年8期作者：李智存解志祥吴稚鑫潘洪宝李学鹏张成林[导读] 本文对轨道客车不锈钢车体的特点和分类进行分析，选择铁路客车和城轨客车作为载体，对不同的车体中使用的焊接工艺加大分析天津中车唐山轨道车辆有限公司天津 300300摘要：本文对轨道客车不锈钢车体的特点和分类进行分析，选择铁路客车和城轨客车作为载体，对不同的车体中使用的焊接工艺加大分析，形成一个认知的焊接工艺认知系统，让不锈钢材质能够派上用场，节省大量的成本，推动轨道客车的发展。
关键词：轨道客车；不锈钢车体；焊接工艺轨道客车的材质具有多种，这些材质具有一定的差异，针对这些差异可以对轨道客车实施划分，通过划分之后有：碳钢车、铝合金车、不锈钢车。
制造业的不断发展让轻量钢具有一定的标志性，制造过程中需要的基础工艺就是焊接工艺，不锈钢客车拥有的前景比较广阔，因此对焊接工艺加大研究是十分必要的一件事情。
点焊静强度评估方法和应用轨道客车的发展离不开制造，焊接是制造中一个十分重要的工艺，其中最常见的就是点焊，对点焊的静强度实施相应的评估和应用是十分重要的，把握好点焊的同时能够提高焊接的工艺和质量。
点焊静强度评估标准遵循标准选择焊点最小的剪切力对焊点的强度进行评价，金属的抗拉压力强度处于 360-620MPa，板厚的范围会处于 0.8-3.01mm 的范围内，焊核的直径会在 4.51-8.51mm。
采用抗拉强度不同的材料进行组合根据焊核的直径来决定焊点。
车体点焊静强度的评估不锈钢车体中使用的点焊比较多，各个部件之间是依靠点焊连接的。
侧墙与车顶更是需要薄板互相之间展开连接，让施工在一定的便界中进行，两端都会发生横向或者纵向的位置。
通过重力加速度的方式来完成车体自重的施加。
乘客重量通常是在底架乘客区域以布载荷的方式开展，剩余的重量需要以单元的方式增加在地板上。
轨道客车不锈钢车体焊接工艺分析
焊接 生产提 供借 鉴 。
关键 词 ：轨 道客 车 ；不锈 铜 车体 ；焊接 工 艺
中图分 类 号 ：Ｕ２７０．６
文献 标识 码 ：Ａ
文章编 号 ：２０９６—４３９０（２０１８）２２—０１６５—０２
对 于轨 道客 车来 说 ，由于车体 材质 存 在一 定差 异 ，可将 轨道 １．０ｒａｍ，不 超 出 １．８ｍｍ，但 对 于不 锈 钢薄 板 的刚 度 存在 特 殊要
２０１８．２２科学技 术创新 一１６５－
轨道 客车不锈钢 车体焊接工艺 分析
张休 巍 （中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 １３００６２）
摘 要 ：本 文就轨 道 客 车不 锈钢 车体 的特 点 与 分 类进行 阐述 ，进 一步 从铁 路 客 车 不锈钢 车体 制造 与 城轨 客 车不锈 钢 车 体 制 造 这 两方 面入 手 ，对轨 道客 车不锈 铜 车体 焊接 工 艺与设 备进 行 分 析 ，对 焊接 工 艺形 成一 个 系统认 知 ，从 而为轨道 客 车不锈 钢 车体
质量 问题 。并 且要 易于 购买 。轨道 客 车不锈钢 车体 焊接 的最 佳
通过对 比可知 ，不锈钢车体重量要轻于普通碳钢客车 ，使用 方式 为 点焊 ，也就 是 通过 电极加 压 对两 个 以上 相叠 加 金属 进 行
寿命长且工艺简单 ，无需维修 ，耐磨性与疲劳寿命 方面要 明显 处理 ，在 大 电流条件 下金 属 电阻发 挥作 用 ，此 时会 产生 较高 热 优于铝合金客车 ，损伤后易于修复 ，且具有 良好 的经济性 ，轨道 量 ，令 叠加 金 属 出现熔 核 ，在 加压 区 内金 属彼 此 连接 ，从 而达 到
３ 结论 近年来 ，ＨＶＤＣ工程输送容量不断提升 ，为满足超高压 、大
轨道客车不锈钢车体焊接工艺研究
轨道客车不锈钢车体焊接工艺研究作者：史绍贤来源：《科技创新导报》2012年第15期摘要:本文对轨道客车不锈钢车体的焊接生产过程进行了深入而细致的研究,选择了先进合理的、成熟可靠的轨道客车不锈钢车体焊接工艺,确定了焊接生产工艺设备,形成了系统的认识,用于指导生产实践可形成轨道客车不锈钢车体焊接生产线,对轨道客车制造企业具有一定指导意义。
关键词:轨道客车不锈钢车体焊接工艺中图分类号:P755.1 文献标识码:Ａ文章编号:1674-098X(2012)05(c)-0073-011 前言在我国,轨道客车按车体材质主要分为碳钢车、铝合金车和不锈钢车。
我国于1987年开始在普通铁路客车上使用不锈钢材料,主要用于外墙板及易腐蚀的梁柱。
1996年与韩国韩进公司合作,开发出了点焊结构的不锈钢车体。
但真正意义上的轻量化不锈钢车体的制造,始于2003年制造完成的北京城轨轻量化不锈钢样车、天津滨海线轻轨快速不锈钢客车。
由于不锈钢客车与普通碳钢客车相比具有重量轻、使用寿命长、制造组装工艺简单、无须涂漆、免维修等优点,与铝合金客车相比具有疲劳寿命长、更具耐磨性、损伤后易于修复、且成本低廉的优点,所以不锈钢客车在我国轨道客车发展中将有广阔的前景。
轨道客车不锈钢车体的焊接生产技术是轨道客车制造的基础,这将推进不锈钢材质轨道客车车体焊接技术的研究和发展。
现阶段我国的轨道客车不锈钢车体主要采用点焊工艺,个别企业已经开始采用弧焊工艺和激光焊工艺。
2 不锈钢车体的特点和分类轨道客车不锈钢车体主要由底架、侧墙、车顶、端墙和裙板等部分组成,车体钢结构采用全焊接型钢和板梁结构。
不锈钢车体中车顶板和地板等采用不锈钢薄板,一般厚度为1.0～1.8mm,为增加刚度,这些薄板一般被滚轧成波纹板。
此外,车体中的梁柱普遍为冷压或冷弯型材,为增加刚度,这些型材断面进行了专门设计。
不锈钢材料线膨胀系数较大,焊接过程产生的变形大,焊接过程易造成晶间腐蚀及热裂纹,导致机械性能的降低,因此对焊接工艺的要求高。
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轨道客车不锈钢车体焊接工艺研究
摘要:本文对轨道客车不锈钢车体的焊接生产过程进行了深入而细致的研究,选择了先进合理的、成熟可靠的轨道客车不锈钢车体焊接工艺,确定了焊接生产工艺设备,形成了系统的认识,用于指导生产实践可形成轨道客车不锈钢车体焊接生产线,对轨道客车制造企业具有一定指导意义。
关键词:轨道客车不锈钢车体焊接工艺
1 前言
在我国,轨道客车按车体材质主要分为碳钢车、铝合金车和不锈钢车。
我国于1987年开始在普通铁路客车上使用不锈钢材料,主要用于外墙板及易腐蚀的梁柱。
1996年与韩国韩进公司合作,开发出了点焊结构的不锈钢车体。
但真正意义上的轻量化不锈钢车体的制造,始于2003年制造完成的北京城轨轻量化不锈钢样车、天津滨海线轻轨快速不锈钢客车。
由于不锈钢客车与普通碳钢客车相比具有重量轻、使用寿命长、制造组装工艺简单、无须涂漆、免维修等优点,与铝合金客车相比具有疲劳寿命长、更具耐磨性、损伤后易于修复、且成本低廉的优点,所以不锈钢客车在我国轨道客车发展中将有广阔的前景。
轨道客车不锈钢车体的焊接生产技术是轨道客车制造的基础,这将推进不锈钢材质轨道客车车体焊接技术的研究和发展。
现阶段我国的轨道客车不锈钢车体主要采用点焊工艺,个别企业已经开始采用弧
焊工艺和激光焊工艺。
2 不锈钢车体的特点和分类
轨道客车不锈钢车体主要由底架、侧墙、车顶、端墙和裙板等部分组成,车体钢结构采用全焊接型钢和板梁结构。
不锈钢车体中车顶板和地板等采用不锈钢薄板,一般厚度为 1.0～1.8mm,为增加刚度,这些薄板一般被滚轧成波纹板。
此外,车体中的梁柱普遍为冷压或冷弯型材,为增加刚度,这些型材断面进行了专门设计。
不锈钢材料线膨胀系数较大,焊接过程产生的变形大,焊接过程易造成晶间腐蚀及热裂纹,导致机械性能的降低,因此对焊接工艺的要求高。
不锈钢车体骨架与骨架、骨架与墙板之间的连接方式多为搭接结构,为减小焊接变形和防止高温下不锈钢材料机械性能下降,车体制造中大量采用点焊技术。
不锈钢点焊时由于电阻率较高、导热性较差,与低碳钢相比可采用较小的焊接电流和较短的焊接时间,由于不锈钢有较高的高温强度,因此焊接时的电极压力较大。
轨道客车不锈钢车体主要采用301L和304冷轧板(其中301L用量占70%),材料和等级分别是301L—LT、301L—DLT、301L—ST、301L—MT、301L—HT和304,要求301L 的含碳量<0.03%。
轨道客车不锈钢车体分成铁路客车车体和城轨地铁车体两类。
3 不锈钢车体制造工艺和设备
3.1 铁路客车不锈钢车体制造工艺
当前,我国大批量生产的铁路客车不锈钢车体主要采用在骨架的外面覆上不锈钢薄板的板梁结构型式,耐腐蚀性能好,结构形式简单。
车体由底架、侧墙、车顶、端墙组成,焊接工艺以点焊为主。
除摇枕、前端构造和缓冲梁采用碳钢制造外,其余为不锈钢制造。
车体无气密性要求。
铁路客车不锈钢车体的侧墙、车顶、底架、端墙主要采用点焊机器人蒙皮焊接的工艺,在蒙皮之前采用手动点焊机完成部件骨架的组对工作。
点焊机器人平均8s完成一点的焊接,设备采用龙门移动式,可根据产能选择轨道长度。
侧墙在点焊机器人工位完成作业后需继续安装小件和补焊未焊到的焊点,需单独的工作台位和设备。
车体总组成焊接时采用成套的总组成焊机完成。
大部件和车体采用火焰矫正技术进行调修。
车体或车顶根据设计要求进行淋雨试验。
3.2 城轨客车不锈钢车体制造工艺
城轨不锈钢车体的制造工艺与铁路客车不锈钢车体的制造工艺主要不同点在于侧墙和端墙,城轨客车的侧墙采用分段制造,然后再组合成完整的侧墙,而铁路客车的侧墙则一次组对完成,而且焊接工艺有所不同。
城轨不锈钢车体的侧墙蒙皮和端墙蒙皮采用侧墙单元蒙皮自动点焊机完成。
城轨客车不锈钢车体也主要由底架、侧墙、车顶、端墙等部分组成,其中,底架中的牵引梁、枕梁、缓冲梁采用碳钢制造。
该类车具有结构合理、强度和刚度好、轻量化水平高、制造工艺简单等优点。
底架边梁是车体底架组成部件,主要采用底架边梁点焊机完成该工序,该设备同时可用于横梁等连接件的点焊。
城轨客车不锈钢底架采用骨架铺地板的结构形式,采用底架骨架自动点焊机完成底架骨架的焊接工序。
城轨客车不锈钢车顶采用骨架铺顶板的结构形式,采用车顶骨架自动点焊机完成车顶骨架的焊接工序。
城轨客车不锈钢侧墙采用单元结构形式,采用侧墙骨架龙门自动点焊机完成单元侧墙骨架的焊接工序。
采用大部件蒙皮点焊机器人完成城轨客车不锈钢车体侧墙、车顶、底架大部件的蒙皮焊接,该设备与铁路客车不锈钢车体选用的点焊机器人规格不同。
采用侧墙蒙皮自动点焊机完成城轨客车侧墙蒙皮的焊接。
为保证城轨客车不锈钢车体的组装精度,提高效率和速度,一般选用车体总成自动点焊系统来完成车体的总组装。
车体总成自动点焊系统是一组成套设备,主要包括端部点焊设备、车顶与侧墙组合点焊设备、底架与侧墙点焊设备。
4 结语
本文对轨道客车不锈钢车体的焊接生产过程进行了深入而细致的研究,形成了系统的认识,可用于指导实际生产,建设轨道客车不锈钢车体生产线。
当前,世界范围内轨道客车不锈钢车体的批量生产工艺主要采用电阻点焊,其它焊接工艺还有缝焊、激光焊、MIG焊、TIG焊、微束等离子弧焊和手工电弧焊等。
在国外,轨道客车制造企业已经制造出了主要采用激光焊工艺的不锈钢车体。
从技术角度分析,微束等离子弧焊和激光焊接将是不锈钢车体制造技术的重要发展方向和趋势,我国相关研究单位、设计单位和企业应该积极跟踪前沿技术,进行先期研究,为企业的发展提供理论指导。
参考文献
[1] 王元良,等.我国高速列车焊接技术及其新发展[J].电焊机,2008(8).
[2] 刘征.氩氢混合气体保护不锈钢焊接[J].现代焊接,2007(7).
[3] 郝春梅,等.轨道客车不锈钢化[J].铁路采购与物流,2008(3).
[4] 陈锋,等.地铁不锈钢车体研究[J].铁道客车,2007(3).。