高端不锈钢轨道车辆激光叠焊技术开发与应用

针对高端不锈钢地铁产品采用电阻点焊工艺出现外观水平低、效率低等问题,国内首创性开发出采用薄板搭接激光焊部分替代电阻点焊方法制造的不锈钢轨道车辆新产品.介绍了不锈钢车体激光搭接焊工艺开发,优化了工艺参数,得出在光斑直径为0.6?mm的前提下,激光功率1200?W、焊接速度30?mm/s可获得剪切强度和下板外表面质量合格的接头.通过明确焊缝质量标准(熔深0.9?mm)并进行焊缝质量监测装置开发,搭建激光焊制造体系,实现了激光焊新技术在高端不锈钢轨道车辆产品中的批量化应用,激光焊不锈钢车体质量降低1.8 t,侧墙抗横向冲击性能显著提升,提升车体寿命15％以上.     

轨道车辆不锈钢车体典型接头激光焊接工艺特性研究

通过优化两种板厚组合(2?mm+1.5?mm和1.5?mm+2?mm)的不锈钢非熔透型激光搭接焊的焊接工艺参数,实现对多参量耦合工况条件下的激光焊接质量控制,并对其疲劳性能进行研究.运用正交试验方法设计了焊接工艺试验,根据正交试验结果分析两种板厚组合焊接接头的3种关键焊接参数(焊接功率P、焊速v、离焦量f)与抗剪强度之间的关系,得出最优焊接工艺参数,即1.5?mm+2?mm板厚组合:P=3700?W,v=4330?mm/min,f=+4?mm;2?mm+1.5?mm板厚组合:P=3700?W,v=4580?mm/min,f=0?mm,对比分析最佳焊接工艺参数下两种板厚组合激光焊焊接接头的疲劳性能,2?mm+1.5?mm板厚组合焊接接头疲劳强度高于1.5?mm+2?mm板厚组合,为不锈钢车体激光焊接参数的进一步优化及疲劳性能研究提供了参考.     

基于响应面法的不锈钢车体激光焊接工艺参数优化

为解决电阻点焊不锈钢车体表面质量差、密闭性差等问题,采用二次回归旋转设计试验方案,基于响应面法建立了不锈钢车体激光焊接工艺参数(激光功率、焊接速度、离焦量)与预测响应值(熔深、熔宽、接头剪切拉伸载荷)之间的数学模型,能够根据车体表面质量和接头强度的要求优选焊接工艺参数.并通过优化激光焊接工艺参数来预测激光搭接焊接头的熔深、熔宽以及接头的剪切拉伸载荷,实现焊缝成形与接头强度的最佳组合,为改善不锈钢车体焊接表面质量提供了新的工艺途径.     

不锈钢车体非熔透激光搭接焊热源模型

用激光搭接焊取代电阻点焊是解决不锈钢车体表面质量和密封性问题的理想方法,但在不锈钢车体非熔透型激光搭接焊工艺试验过程中,发现在常用的激光焊接工艺参数范围内,搭接接头的熔池形状近似花瓶状,不同于通常情况下热导焊时呈碗状和深熔焊时呈钉形.为此,基于ABAQUS有限元分析软件,分别对高斯热源、高斯热源+柱体热源、三维正锥体热...     

激光焊接技术在不锈钢轨道客车制造中的应用与展望

"十二五"期间,不锈钢轨道客车装备制造业发展迅速。传统的电阻点焊存在车体外观质量不高、结构气密性较差以及点焊生产效率较低等难以克服的局限性,采用部分熔透激光搭接焊取代电阻点焊进行不锈钢车体焊接的技术优势明显。结合轨道客车激光焊接的技术特点,围绕不锈钢车体的零件精密成型、部件精细组装、无痕焊接工艺、智能质量监控及无损检测方法等形成了一系列的核心技术、关键装备和标准规程,建立了不锈钢轨道车辆激光焊接生产线和制造工艺体系,分析大规模激光焊接制造不锈钢车辆的主要技术问题,并对激光焊在轨道客车制造行业的应用前景进行预测和展望。     

SUS301L不锈钢非熔透型激光搭接焊的疲劳特性分析

通过对轨道客车试验用不锈钢熔透型和非熔透型激光焊接头及电阻点焊接头不同的拉力和疲劳对比试验,疲劳试验采用阶梯法和成组法,并进行初步断裂力学和微观分析.结果表明,不锈钢车体非熔透型激光焊具有较熔透型激光焊和电阻点焊更高的疲劳强度,同时在相同激光焊接参数下,改变非熔透型激光焊工艺中非熔透板厚度,能直接影响其工艺的剪切拉伸强度和疲劳强度,加厚非熔透板,疲劳强度提高,剪切拉伸强度降低.     

不锈钢薄板搭接等离子-MAG复合焊接工艺

针对板厚3 mm SUS301L-MT与板厚5 mm SUS304不锈钢板材搭接组合,采用等离子-MAG复合焊工艺进行焊接,分析等离子电流、MAG电流和焊接速度等工艺参数对搭接角焊缝成形的影响,得出合适的等离子-MAG复合焊接工艺参数,并比较等离子-MAG复合焊和电阻点焊两种方法搭接接头的准静态拉剪性能和拉剪疲劳性能。试验结果表明,在确定的焊接工艺参数下,等离子-MAG复合焊和电阻点焊接头均符合铁道车辆用不锈钢焊接接头的设计要求,且与电阻点焊接头相比,等离子-MAG复合焊接头的拉剪载荷提高约92%,在循环寿命为2×106的条件下疲劳极限提高约33%。     

轨道客车用不锈钢等离子填丝搭接焊接头力学性能研究

针对板厚3mm SUS301L-MT与板厚5mm SUS304不锈钢板材搭接方式,分别采用等离子填丝焊工艺和电阻点焊工艺进行焊接,分析比较等离子填丝焊和电阻点焊两种方法搭接接头的准静态剪切拉伸性能和剪切拉伸疲劳性能。试验结果表明:在确定的焊接工艺参数条件下,等离子填丝焊和电阻点焊接头均符合铁道客车用不锈钢焊接接头的设计要求,且与电阻点焊接头相比,等离子填丝焊接头的剪切拉伸载荷提高约1.3倍,在循环寿命为2×106条件下的疲劳极限提高67.1%。     

不锈钢薄板搭接MAG电弧点焊工艺的实践研讨

采用0.6 mm不锈钢薄板和8 mm碳钢厚板进行搭接MAG电弧点焊试验,分析MAG电弧点焊焊接参数与搭接面熔核等效直径的试验结果;提出采用"核心"范围内的焊接参数能形成大于产品图纸要求且尺寸稳定的搭接面熔核等效直径;针对不锈钢薄板搭接MAG电弧点焊工艺的实践应用提出建议。     

A304不锈钢薄板激光焊接接头微观组织及电化学腐蚀研究

为了研究A304不锈钢薄板的连续激光焊接工艺及电化学腐蚀性能,本文采用英国GSI公司的JK2003SM型Nd：YAG固体激光器进行焊接实验,并对焊接接头微观组织进行了研究。研究结果表明工艺参数为P=1 600 W,v=3 mm/s,焊后熔宽为1.6 mm,焊缝的中心位置有等轴晶;A304不锈钢焊接接头耐蚀性最强的是焊缝金属区、其次是母材区、最弱的是热影响区。