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。     

铁道客车用SUS301L不锈钢非熔透型激光搭接焊工艺

针对不锈钢车体电阻点焊外观质量较差和密封性不良等问题,研究采用非熔透型激光搭接焊工艺进行不锈钢车体焊接,分析了激光焊接工艺参数(激光功率P、焊接速度v、离焦量F等)对搭接焊熔深和抗剪强度的影响规律.得出合理的激光搭接焊工艺参数为:P=2.0kW,v=22mm/s,F=0mm.激光焊接头剪切强度高于点焊接头,外墙板表面无焊接痕迹.     

轨道车辆不锈钢波纹板缝焊工艺

轨道车辆不锈钢车体的顶板及地板采用厚度0.8 mm、材质为SUS301L的奥氏体不锈钢薄板滚压成型材焊接而成。为保证车体的密封性、控制焊接变形,波纹板拼接采用全自动电阻缝焊工艺。通过制定试验方法,开发波纹板缝焊工艺,实现了不锈钢波纹板自动、稳定的焊接,大大提升了轨道车辆不锈钢车体的制造水平。     

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%。     

焊接技术在动车组铝合金车体焊接的应用及发展趋势

通过对MIG焊、TIG焊、电阻点焊、激光焊及搅拌摩擦焊技术在轨道车辆铝合金车体焊接中的应用情况进行分析,阐述了上述各种焊接技术在轨道车辆铝合金车体焊接应用中的优缺点.总结得出:MIG焊及TIG焊技术是我国动车组铝合金车体制造目前应用的主要焊接技术,激光焊及搅拌摩擦焊技术在动车组铝合金车体焊接中的应用是未来我国动车组铝合金车体制造中的趋势.     

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...     

轨道车辆不锈钢车体电阻点焊缺陷产生及预防工艺

结合生产实际情况,介绍了不锈钢电阻点焊基本原理、冷作硬化不锈钢板电阻点焊的工艺特性、轨道车辆不锈钢车体电阻点焊常见缺陷类型,如:焊核直径不符合要求、缩孔、飞溅、未熔合、熔透率不达标、过烧、焊点外观不良等。分析缺陷产生的原因并制定预防措施,如焊接电流、电极压力、通电时间、工件装配及电极形状材质等影响因素。通过相应的工艺手段,提升焊点质量,保障产品的焊接和商品化质量。     

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.     

不同电阻点焊方法对轨道车辆用不锈钢接头质量与性能的影响

分别采用阿普拉斯焊接工艺、中频逆变点焊工艺对1.0 mm厚SUS301L-ST与1.5 mm厚EN1.4318+2G轨道车辆用奥氏体不锈钢进行电阻焊接,焊后根据相关标准进行点焊接头的外观质量、断面质量观察,剪切拉伸、轴向拉剪疲劳试验与分析.结果 表明,与中频逆变点焊接头相比,阿普拉斯焊接接头外观质量得到大幅提升,达到无...     

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.     

SUS301L不锈钢激光焊研究现状

SUS301L系列奥氏体不锈钢及系列等效产品由于其良好的抗晶界腐蚀性及力学性能已成为轨道车辆车体制造的主要材料。激光焊作为一种前沿焊接方法,已被应用到轨道车辆车体的生产制造中。文中阐述了YAG固体激光焊、 CO_2激光焊、盘式固体激光焊、光纤激光焊、激光-MAG复合焊、激光-MIG复合焊等焊接方法的特点,介绍了SUS301L不锈钢采用不同激光焊方法时的特性,对SUS301L不锈钢激光焊以及激光电弧复合焊的发展趋势作出展望。     

轨道车辆不锈钢电阻点焊工艺试验

针对轨道车辆常用不锈钢材料3 mm X2CrNi N18-7,采用NIDS-50-815电阻点焊机进行电阻点焊,焊后根据产品标准进行外观检验、剪切拉伸试验、凿铲试验、剥离试验和宏观检验。试验结果表明,电阻点焊技术在轨道车辆不锈钢材料的应用良好,能够获得满足产品要求的焊接接头。     

预涂导电密封胶的轨道车辆不锈钢车体电阻点焊工艺试验

根据某不锈钢车辆上下侧墙板搭接结构形式,采用涂导电密封胶的电阻点焊技术,实现结构连接的同时保证了车辆密封.为验证该工艺的可靠性,采用预涂导电密封胶的电阻点焊技术分别对三种搭接结构试件进行焊接试验.焊后根据相关标准分别对三种搭接结构进行电阻点焊接头试验,包括外观检验、剥离试验、剪切拉伸试验和金相检验,并对点焊接头的表面凹...     

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%。     

不锈钢城轨客车车体电阻点焊质量监控

为了保证不锈钢城轨客车车体电阻点焊质量,对电阻点焊过程关键工艺参数进行智能在线监控,并基于网络及数据库技术建立不锈钢城轨客车车体电阻点焊质量控制管理系统。该系统对保证不锈钢城轨客车车体电阻点焊质量及不锈钢城轨客车整车的制造质量具有重要意义。     

6mm厚SUS301L-DLT不锈钢电阻点焊工艺

在轨道车辆行业中,电阻点焊主要用于焊接板厚小于等于5 mm的不锈钢车体结构。而不锈钢车体结构中底架边梁和补强梁板厚均为6 mm,若能使用电阻点焊来减小焊接变形则具有重要的实际意义。对6 mm厚SUS301L-DLT不锈钢进行双面单点电阻点焊,通过外观检测、平滑度试验、断面试验和拉伸剪切试验,确定电阻点焊工艺。结果表明:在合理的电阻点焊参数条件下,6 mm厚SUS301L-DLT不锈钢电阻点焊焊点熔核直径可达到φ12.2 mm的要求,且拉伸剪切结果符合标准要求。增加电极压力可有效避免缩孔缺陷的出现,且电极压力不宜过大,否则易造成压痕过深、熔核直径过小等不足。     

CMT焊接技术在轨道车辆中的应用

文中主要对现代有轨电车车顶不锈钢蒙皮CMT半自动焊工艺进行了研究,通过组焊件来料质量控制、搭接间隙保证及焊接工艺参数优化等措施实现了不锈钢薄板焊接.结果表明:在长直搭接焊缝中,不锈钢1 mm+1 mm和1 mm+2 mm这2种接头方式采用CMT半自动焊可获得质量良好的焊缝及较高的焊接生产效率.     

304不锈钢薄板激光焊搭接接头组织及性能

研究0.8 mm厚度304不锈钢薄板的搭接连续激光焊工艺,分析接头的显微组织和部分力学性能。与电阻缝焊接头进行比较,结果表明:激光焊成形良好,在适当的工艺规范下,激光焊和电阻缝焊的水压试验都可以达到8.0 MPa;激光焊的热影响区更窄并且焊缝中组织为奥氏体;较电阻缝焊焊缝呈更均匀、细小的柱状晶;两种焊接方法的拉伸剪切试验的断裂位置均位于母材。     

不锈钢轨道客车侧墙激光焊接与电阻点焊数值模拟对比研究

针对激光焊接工艺和电阻点焊工艺在不锈钢轨道客车侧墙组上的应用进行了数值模拟对比分析。分别测试SUS301L不锈钢薄板激光焊接和电阻点焊搭接的侧墙结构件的拉剪强度。结果表明,对于相同长度的接头,激光焊接接头的力学性能比电阻点焊接头更好。在施加相同载荷条件下,对两种焊接接头的应力和应变进行了数值模拟研究。结果表明,应力集中现象和最高应力水平均出现在电阻点焊接头中,理论分析和实验结果都证明激光焊接的轨道客车侧墙受力更均匀、变形更小、外观质量更好。     

不锈钢车体激光叠焊电磁超声检测技术应用研究

结合不锈钢车体激光叠焊的结构特点,开发了激光叠焊电磁超声自动在线检测技术,采用该技术对不锈钢车体激光叠焊质量进行在线检测。研究表明,电磁超声检测技术适用于不锈钢薄板激光叠焊质量检测,对不锈钢激光叠焊焊缝检测有较高的灵敏度,反射波的高低与不锈钢激光叠焊熔深有良好的对应关系,可根据焊缝的回波能力检测不锈钢薄板激光叠焊熔深。应用研究中,比较了熔深与熔宽的关系,并采用机器人进行全自动检测判断激光叠焊焊缝质量,机器人的扫查速度快,提高了检测效率,对不锈钢激光叠焊质量检测优势明显。