崔少麗

(中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266000)

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國鐵路運(yùn)輸行業(yè)也隨之開始了迅猛發(fā)展。在科技日新月異的今天，國際市場對于鐵路運(yùn)輸提出了新的要求標(biāo)準(zhǔn)，要求鐵路運(yùn)輸車輛要具備更強(qiáng)的環(huán)保性、快捷性和舒適性，有效改善鐵路車輛乘客稱作的舒適度?，F(xiàn)如今我國也據(jù)此對鐵路運(yùn)輸車輛進(jìn)行積極的改進(jìn)并取得了良好的成果，現(xiàn)如今我國鐵路車輛已經(jīng)位于世界前列，成為我國一項(xiàng)主要出口產(chǎn)品。當(dāng)前我國鐵路運(yùn)輸依然堅(jiān)持不懈的結(jié)合用戶的要求標(biāo)準(zhǔn)，對鐵路車輛及進(jìn)行不斷的改革創(chuàng)新。有鑒于此，本文對當(dāng)前我國鐵道車輛焊接技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析，并以此為基礎(chǔ)展望其未來發(fā)展方向。

1 鐵道車輛焊接技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 FSW焊接技術(shù)

FSW焊接技術(shù)是由英國焊接研究所于1991年發(fā)明的。其工作原理主要是通過旋轉(zhuǎn)推壓前段存在凸起的工具，將其在熔點(diǎn)之下進(jìn)行固相結(jié)合。FSW焊接技術(shù)具備著輸入熱量較少，減小變形量的優(yōu)點(diǎn)，這使得其對于高焊接接頭的強(qiáng)度來說有著其他焊接技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢。

FSW焊接技術(shù)一般用于鐵道車輛的鋁合金制車體的加工工作之中，現(xiàn)如今我國鋁合金制車體鐵道車輛之中主要采用的是車體長度方向大型鋁合金型材構(gòu)成，F(xiàn)SW焊接技術(shù)在該鐵道車輛志宏主要是應(yīng)用在型材之間長度方向接合工作之中。在當(dāng)前我國環(huán)保理念的影響之下，我國鐵道車輛之中無涂裝的鋁合金制車體的數(shù)量逐漸增加。而FSW焊接技術(shù)由于其變形量小以及與木材之間不需要異種填充金屬進(jìn)行結(jié)合，因此其結(jié)合部位非常不明顯，更加美觀，因此FSW焊接技術(shù)受到了市場的歡迎，得到了廣泛的應(yīng)用。除此之外，F(xiàn)SW焊接技術(shù)一般采用的是自動(dòng)化裝置作業(yè)，因此應(yīng)用FSW焊接技術(shù)可以有效減輕工作人員的工作壓力，并且其具備易操作性的特點(diǎn)，使用過程之中也不會(huì)出現(xiàn)弧光以及焊接煙塵等情況，因此其在有效提高了鐵道車輛焊接工作的效率的同時(shí)也提高了該工作的質(zhì)量。

1.2 激光焊接技術(shù)

在鐵道車輛不銹鋼制車體焊接工作之中主要采用的焊接技術(shù)是激光焊接技術(shù)。該技術(shù)主要通過采用小直徑的激光束進(jìn)行焊接工作的，因此采用激光焊接技術(shù)焊接的部位變形程度較小，有效環(huán)節(jié)焊接變形的問題。除此之外，激光焊接技術(shù)在進(jìn)行搭接焊接工作的過程當(dāng)中，工作人員可以通過對激光功率和焊接速度進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)讓激光不穿透焊接工件。由于激光焊接技術(shù)可以有效控制大街界面的容身，因此通過采用該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)讓激光照射一側(cè)的內(nèi)面的外觀就和材料表面精加工過后一樣，有效提高了鐵道不銹鋼材質(zhì)車輛的外觀質(zhì)量。除此之外，激光焊接技術(shù)還具備著高效率、高質(zhì)量以及可以有效提高氣密性、水密性等多方面的優(yōu)點(diǎn)，因此受到了市場的廣泛歡迎。

在我國激光焊接技術(shù)之中，最先開始使用的激光振蕩器主要以YAG激光器為主，但是由于該激光器的激光束直徑比較小以及可維修性非常好等多方那面的特點(diǎn)使其被廣泛應(yīng)用于推進(jìn)光纖激光器之中。由于激光束共功率過高會(huì)導(dǎo)致工作人員的眼睛收到損傷，因此有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)激光屏蔽措施。在一般情況之下，激光焊接并不需要用到填充金屬，其通過將母材融化就能夠達(dá)到接合的目的。

1.3 激光、電弧混合焊接技術(shù)

激光、電弧混合焊接技術(shù)主要應(yīng)用于鐵道車輛鋁合金制車體制造工作之中。隨著我國鐵路行業(yè)的不斷發(fā)展，我國鐵道車輛車體的制造材料也隨之不斷變化，當(dāng)前我國主流鐵道車輛車體制造材料為大型鋁合金型材。而在對該類型的鐵道車輛車體進(jìn)行焊接工作的過程當(dāng)中，激光、電弧混合焊接方法要比MIG焊接方法要更好一些。在一般情況下，在MIG焊接的焊炬之前防止激光束，和打在了定位傳感器的機(jī)器人一起組成符合焊接系統(tǒng)。通過該方法進(jìn)行焊接不僅能夠有效提高焊接工作的效率，同時(shí)還能夠有效防止出現(xiàn)焊接變形、提高溶深深度以及擴(kuò)大對溶接坡口形狀的寬裕度，因此在市場受到了用戶的歡迎。

在對接接頭的情況之下，工作人員要結(jié)合接頭的實(shí)際特征開展焊接工作，通過激光、電弧混合焊接技術(shù)可以是母材的坡口角度變狹窄，有效減小熔融金屬部，因此通過該焊接技術(shù)可以有效改善鋁合金制無涂裝車輛的焊接接頭部位的外觀激光正當(dāng)其一般情況下使用光導(dǎo)纖維激光器。由于輸出功率過高的激光會(huì)對工作人員的眼睛造成損傷，因此鐵路單位一定要采取相應(yīng)的激光屏蔽措施。

2 鐵道車輛的焊接技術(shù)發(fā)展前景

2.1 異種材料接合技術(shù)

隨著當(dāng)前我國鐵路運(yùn)輸行業(yè)的飛速發(fā)展，我國以輕量化為目的開發(fā)的鋁合金制鐵路車輛現(xiàn)如今收到了世界各國的廣泛歡迎。此外，通過結(jié)合客戶的要求，可以滿足以下關(guān)于鐵路車輛性能方面的要求標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)鐵路車輛發(fā)生碰撞事故的時(shí)候，車輛要具備3000KN以上的車端壓縮強(qiáng)度性能，當(dāng)鐵路隧道之中發(fā)生火災(zāi)的情況時(shí)，鐵路車輛要具備能夠長時(shí)間耐火的性能。

在一般情況之下，面對客戶提出的種種要求，鋁合金材料的鐵路車輛是無法有效滿足的，即使能夠滿足制造成本也過高。有鑒于此，就可以采用具備壓縮強(qiáng)度性能和良好耐火性能的碳鋼、不銹鋼，如果想要達(dá)到輕量化的目的，則采用鋁合金材料。而在不遠(yuǎn)的將來，異種材料建設(shè)的鐵道車輛可能會(huì)通過使用鉚接、FSW以及激光焊接技術(shù)來進(jìn)行接合。

2.2 新材料接合技術(shù)

現(xiàn)如今，碳纖維增強(qiáng)塑料已經(jīng)開始在航空飛機(jī)之中開始得到應(yīng)用，而在鐵道車輛之中，這一材料也開始投入使用了，相信在不就得將來，這種材料將會(huì)在鐵道車輛之中得到廣泛應(yīng)用。如果應(yīng)用碳纖維增強(qiáng)塑料制造鐵道車輛的話，就必須要采用碳纖維增強(qiáng)塑料結(jié)合技術(shù)，但是現(xiàn)如今我國鐵道車輛生產(chǎn)單位普遍不具備碳纖維增強(qiáng)塑料結(jié)合技術(shù)，因此鐵道車輛生產(chǎn)單位必須要從最基礎(chǔ)的技術(shù)開始進(jìn)行該技術(shù)的積累。

2.3 焊接自動(dòng)化技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，西方國家由于人口普遍比較少，在這樣的時(shí)代背景之下，生產(chǎn)裝置自動(dòng)化開始在西方國家普及起來。在西方國家各家公司的共同協(xié)作之下，存在于生產(chǎn)裝置自動(dòng)化之中種種問題都得到了有效解決。比如說機(jī)器人出現(xiàn)初期的是僥幸較差、數(shù)據(jù)記憶容量不足、反復(fù)動(dòng)作的精度比較低以及活動(dòng)范圍非常有限等等。

現(xiàn)如今市場主流的鐵道車輛焊接技術(shù)都可以通過機(jī)器人進(jìn)行應(yīng)用，但是許多焊接作業(yè)需要焊接技能水平較高的焊工才能夠進(jìn)行，因此要像有效對機(jī)器人進(jìn)行有效完善就必須要解決以下三個(gè)方面的問題。

首先第一點(diǎn)就是提高定位性能，這主要是因?yàn)闄C(jī)器人身上的焊接定位傳感器存在著不能適應(yīng)高速焊接作業(yè)的問題；第二點(diǎn)就是提高示教性能；第三點(diǎn)就是提高機(jī)器人與操作工作人員之間的協(xié)作性。在機(jī)器人的可移動(dòng)范圍之內(nèi)工作人員無法接近，這在一定程度上影響了機(jī)器人工作的精確性，隨著臨近傳感器技術(shù)的發(fā)展，其能夠高精度檢測人體接近的范圍，因此通過該傳感器可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和工作人員共同作業(yè)的目的。

3 結(jié)束語

隨著我國“一帶一路”戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，我國鐵道車輛正漸漸走向世界舞臺，在這樣的時(shí)代背景之下，對我國鐵道車輛焊接技術(shù)進(jìn)行研究分析，尋找其進(jìn)一步發(fā)展的方向就至關(guān)重要，借此可以有效提高我國鐵道車輛的市場競爭性，為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 王濱鹽.鐵道車輛的焊接技術(shù)現(xiàn)狀與前景[J].國外機(jī)車車輛工藝,2018,(01):1-5.

[2] 呂曉鵬，李文強(qiáng)，孫召進(jìn).地鐵車輛車體側(cè)墻隔聲性能試驗(yàn)研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2017，(02).

[3] 李文強(qiáng)，徐冠基，呂曉鵬.某地鐵車輛車體的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2017，(06).