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作业速度提升30%和成本降低30%?这项轨交车体焊接技术是什么来头?

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发表于 2020-4-13 20:18:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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我国轨道交通行业蓬勃发展,随着环保概念的大力提倡,绿色轨道交通一度被提为业界的主流议题之一。

  
通过轨道交通车辆的轻量化带来车辆减重、提速、降噪、降低能源消耗等效果,是实现绿色轨道交通的路径之一。

  
在轨道交通车辆制造过程中,制造技术与材料选择是轻量化的有效路径。而轨交车辆车体在材料的选择方面,已由普通的合金材料发展到以铝合金和不锈钢为主的材料。而如何让这些车体的工艺变得更简单,激光加工技术呼之欲出。

  
在由国家先进轨道交通装备创新中心、寻材问料?、中国先进轨道交通装备创新联盟、《电力机车和城轨车辆》期刊、智慧轨道交通产业观察共同举办的“轨道交通装备产业线上直播大讲堂”上,华工激光焊接应用技术专家邢凯介绍了“激光焊接在轨道交通的应用”。

  
据介绍,激光加工技术在轨道交通制造中可分为焊接、切割、清洗、表面再制造等技术。他表示,激光焊接技术具有能量密度高、可以获得较大烙深;焊接速度快、热变形小;激光束聚焦光斑直径小、精度高;连续焊接可得到强度及密封性好的高质量焊缝等优势,另外在材料下料相比传统的等离子切割可以获得更好的零件尺寸精度,激光清洗技术可以在工件表面除锈、除油、除漆代替酸洗等化学方式绿色环保,激光表面在制造可以提高运动及摩擦部件的耐腐蚀、耐冲击、提高使用寿命。

  
激光焊接工艺的常见类型包括:激光导热焊接、激光深熔焊、双光斑焊接和激光摆动焊接。可应用于不锈钢车体激光焊接、铝合金车体激光、转向架激光等场景。

  
邢凯以地铁的不锈钢车体为例,表示该车体制造过程中有两大痛点:一是车体长,需要拼接,用传统的方式很复杂,如不锈钢车体焊接,通常每辆轨道车辆实施7000~8000处点焊,而经点焊的表面需要后续加工,耗费作业时间。二是加强筋的传统焊接,会留痕,而激光焊技术可以保证其强度的同时,背面痕迹大幅减少,热变形量几乎为零,后续涂装加工变得简单,大幅度降低整个车厢的制造成本。

  
邢凯表示,机车车体侧墙结构是车体钢结构的重要组成部分,主要由侧墙板和车顶侧梁以及各种纵横梁组焊构成。若将激光焊接用于替代不锈钢车体侧墙构件的点焊,作业速度可提高20%~30%,成本降低20%~30%。

  
他分析了为印度高铁车体侧围焊接项目案例。项目要求10米长车身侧围,带窗户、不锈钢板件,用激光先裁剪板材的首尾后,焊缝跟踪,再进行激光焊接拼焊,达到采购成本降低50%的效果。

  
高铁车辆方面,兼顾车身重量与强度的要求,可以采用铝合金材料搭建的蜂窝结构达到轻量化与车体强度的效果。传统焊接方法是电弧焊,其缺陷是热输出量大、热影响区域大、变形大、强度损失大。而采用激光MIG复合焊代替,可实现更高的焊接速度和更优的结构减重。

  
“激光焊接实际上是一个非常好的适应性工具,非常适合轨道交通、航空航天、船舶领域的基础性工件的焊接需求。虽然现阶段在一些应用领域不能完全地替代传统焊接,但作为一个互补的技术,激光焊接可以帮助企业在设计产品结构的过程中,给设计人员更大的施展空间。”邢凯总结道。

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扫码查看“轨道交通直播大讲堂” 第六期直播回放
邢凯:激光焊接在轨道交通的应用

  
轨道交通直播大讲堂第七期预告

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