焊接技术在轨道车辆制造行业的应用

焊接技术在轨道车辆制造行业的应用

王治国 丁广坤

中 车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 266000

摘要：随着市场的快速发展，使得航标焊接不断增加，因焊接技术成本低与效率高，所以得到了航标焊接生产企业的重视。目前我国在航标焊接方面的研究不断增加，新型焊接技术不断出现，焊接效率明显提升。本文基于焊接技术在轨道车辆制造行业的应用展开论述。

关键词：焊接技术；轨道车辆；制造行业的应用

引言

目前，全球铁路运输设备在高速发电机上，现代铁路运输设备运行速度持续更新记录，高速动车组、城际汽车、城市铁路车辆、磁悬浮列车等成为国内客运的主力车辆。焊接技术是轨道车辆制造中特别重要的核心环节，直接影响车辆在高速运输生命周期内能否实现零缺陷、无风险、无风险的安全运行，关系到每位乘客的生命和财产安全，因此，先进焊接技术的应用有力地保障了铁路车辆产品的质量。

1焊接技术发展现状

在现代航标焊接技术的使用下，不仅可以提升产品焊接质量，同时也实现了自动化、智能化的生产，提高了焊接的实效性。可以说目前航标焊接技术已经引入了先进的科学技术，不仅实现了智能化机器人技术与数字技术，同时也涉及到了深层次的图像处理技术等。也正是受到这些技术的影响，使得航标焊接技术得到了快速发展，满足了焊接需求。就航标焊接技术来讲，其目的就是要提高焊接的质量与速度，如多弧焊接技术、多元化气体保护技术等，已经取得了一定的成效。在现阶段发展中一些国家已经开展了多根焊丝配备多个电源实验研究，并针对这一工艺进行了拓展，在焊接速度上不断提升。其次，在数字化焊接中，全新的焊接系统不断出现，许多企业开始按照这一系统进行创新生产。航标焊接技术最为显著的效果就是能够实现对焊缝的跟踪，确保自动焊接的质量。目前这种缝移动跟踪方面所使用的技术已经相对较多，并取得了显著的成效。在熔滴中受到数字化技术的影响，先进电子元件不断出现，进一步提升了焊接质量。

2车身钣金金件修复质量控制的重要性

在汽车行业的不断发展下，汽车制造业在保证车辆使用中的安全性、可靠性和节能环保性的基础上重点研究汽车的结构设计、制造技术和材料的选用，让车身所选用的新材料、新工艺和新结构不断地涌现出来，但是新材料在为车辆带来保证的同时也为车身的维修带来了极大的挑战，因为车身在修复过程中最主要的修复目标就是保证修复后的车身有最好的性能，对车身整体结构位置的恢复可以保证质量的控制，这并不是简单的外表的修复，如果对于车身的修复质量控制的不好的话就会由于整体结构位置的偏差导致发动机和底盘的安装定位偏差，致使前轮的定位失准，出现“二次事故”的发生，在车身力学性能的改变下削弱关键部位的强度，再次发生事故中造成的损失被无限放大[2]，所以对车身钣金金件的修复质量控制是极其重要的。

3轨道车辆焊接技术发展中的新型技术

3.1激光焊技术激光

焯是用集中很多能量的激光束照射移动中连接部位的表面，有效地焊接的方法。根据非m功率密度形成不同的传热机制，激光焊接可以分为导热焊接和深焊焊接。相对不锈钢车身传统电阻焊工艺，激光焊接表面无压痕，平整美观；传热者低，焊接变形小。连续高速精密焊接，密封良好；焊接质量稳定性好。焊接速度高。激光焊接提高了无表面涂层不锈钢车身的外观质量，提高了车辆商品化质量。

3.2搅拌摩擦焊接技术

在轨道车辆的实际生产和运行中，搅拌摩擦焊接技术是目前广泛使用的新技术，应用该技术可以直接焊接单壁材料，在实际焊接中搅拌头压力会发生变形，因此焊接时必须安装铜垫，以便有效地提高接合质量，有效地提高生产效率。但是，在焊接双壁材料的过程中，安装铜片不能避免变形。在这种情况下，可以用搭接接头替换原始对接接头，以减少垫板安装过程，并在一定程度上增加接头刚度。在实际焊接过程中，搅拌摩擦焊应用中，搅拌头由于机械摩擦，可以在摩擦作用和材料传递过量之间实现动态平衡，在此过程中，焊接温度没有达到材料的熔点，因此不会发生焊接材料熔化的情况。这是固体连接。在技术实现中，由于摩擦和挤压操作后摩擦产生的热效应，焊接材料可能产生热塑性变形，塑料变形结合摩擦热，促进材料流动，扩散到焊点周围，从而实现连接的工艺要求必须得到满足。由于搅拌摩擦焊接技术具有独特的特性，母料在实际应用中没有出现太大问题，该技术在铝合金材料的焊接中应用很广，在实际应用中具有比较明显的优势。

3.3数字化焊接

随着中国轨道设备制造业的振兴，中国“智能制造2025”战略转换和升级、产业自动化、智能化、数字化等技术的日益发展和广泛应用，城市铁路运输客户也逐渐对产品的交货周期短、成本低、质量高、低碳绿色和节能提出了要求。近年来，植物机械公司为了快速响应市场和客户的需求，通过数字研究开发和工程建设，自动化工程和网络支持智能决策运营和维护，将工艺设计、焊接工艺、自动控制、精密机械设计制造等多种技术融为一体。通过实践探索，创建了世界上第一个铁路运输转向架智能制造车间，铁路运输转向架数字化，填补了智能技术在世界范围内应用的空白，在世界范围内首次将转向架制造的全过程数字化应用于生产。

4焊接、工装技术工作效率性能优化

制造过程中，品牌商和制造单位一般会重点关注焊接质量问题，因为焊接操作质量直接影响到零件的生产。科学有效的焊接、工装改进与应用不仅能保证焊接质量，也会优化产品生产效率，降低生产成本。实现焊接性能优化首先要找出问题的“源头”，再“对症下药”。我司主导改善的后桥工位产能不足问题，在进行原因分析及改善主导步骤后，解决了各工位工时不平衡的问题，提升瓶颈工位生产效率，为公司节省了人力资源和材料的成本消耗。在后桥JG11工位产能不足问题中，焊接机器人的工作时间往往是影响整体焊接效率的关键点，不同工位焊接时间的较大时间差会造成公式不平衡问题，影响产能。JG11工位机器人焊接时间是112秒，而零件放置平均时间需要10秒，JPH值则为26．55，作为瓶颈工位，显然这个数值不能满足生产性能要求。根据确定的影响原因，包括工装夹具的老化、焊道分布不合理等，我司采取了有效对策进行工位改善。最主要的对策就是根据针对不合理的焊道分布，拆除原来的焊道，通过熔深试验和反向弯曲试验重新工位调整。经过整改后的机器人焊接时间为92秒，JPH值为31．76，生产效率提升目标得以实现。通过改善各个工位机器人焊接速度时间，达到各个工位时间平衡，缩短每台份工时，提升焊接效率。在此案例中，改进策略的有效实施使得生产目标达到设定值，工作小组的成员的能力得到提升，同时JG11工位性能优化也为日后的其他瓶颈工位改善提供了经验。

结束语

在铁路运输的实际运行中，铁路运输车辆的有效运行属于基础，为了使铁路车辆稳定良好的运行，必须利用各种相关技术，其中比较重要的是铁路车辆焊接技术。

参考文献

[1]赵庆华.工装在轨道车辆铝合金焊接变形控制技术中的应用[J].科技创新导报,2019,16(07):94-95.

[2]孙德伟,方斌.焊接技术在动车组铝合金车体焊接中的应用[J].中国新技术新产品,2019(02):61-62.

[3]方斌,吴宝强.激光加工技术在城市轨道车辆制造中的应用[J].中国新技术新产品,2019(01):72-73.

[4]魏良,王娜,石强,王飞,牛国营,薛涛,张雪峰,孙英.轨道车辆不锈钢车体激光焊工艺研究[J].电焊机,2018,48(11):63-67+77.

[5]高安江,岳亮.工装在轨道车辆铝合金焊接变形控制技术中的应用[J].金属加工(热加工),2018(05):23-26.