解決方案

近年來，隨著中國鐵路線路改造及運(yùn)力需求的提升，國內(nèi)鐵路機(jī)車車輛進(jìn)入快速更新期，整個(gè)“十三五”期間，國內(nèi)鐵路機(jī)車車

輛市場需求仍將保持上升趨勢。同時(shí)基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通是“一帶一路”建設(shè)的優(yōu)先領(lǐng)域，“一帶一路”的發(fā)布進(jìn)一步推動(dòng)了軌道交通行業(yè)的發(fā)展。為適應(yīng)機(jī)車車輛工業(yè)跨越式發(fā)展的需要，國內(nèi)鐵路客車及城市軌道車輛制造業(yè)也正在積極進(jìn)行全面技術(shù)裝備改造和產(chǎn)品的技術(shù)升級(jí)，激光切割和激光焊接是其生產(chǎn)制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。

 

“十二五”期間，由于不銹鋼車體存在著密封性差、焊接變形大等問題，使得國家在大力發(fā)展高速軌道客車時(shí)選擇了生產(chǎn)成本更高、安全性能相對較低的鋁合金車體。隨著“十三五”期間我國對軌道車輛需求量的進(jìn)一步增加，不銹鋼車體在制造成本等方面的優(yōu)勢將得到重視。與傳統(tǒng)焊接技術(shù)不同，由于激光具有優(yōu)良的傳輸和聚焦特性，可以將全部的能量集中于很小的區(qū)域，因此，激光焊接時(shí)能量高度集中，具有高速度、高精度、高質(zhì)量、低變形、易控制等獨(dú)特優(yōu)勢，被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ暮附臃椒ㄖ弧?/span>

 

激光加工技術(shù)是機(jī)車制造行業(yè)中近些年最重要的制造技術(shù)方法，對機(jī)車制造工藝水平的提升起著極大的推動(dòng)作用。華工激光智能裝備事業(yè)群將多年積累的激光切割技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，推出高效專業(yè)的機(jī)車制造行業(yè)解決方案，將鐵路機(jī)車制造技術(shù)推向新時(shí)代。

 

方案推薦：

傳統(tǒng)焊接方式與激光焊接比較

 

不銹鋼車體的激光焊接

不銹鋼車體的使用日趨廣泛：

● 美國和法國早在20世紀(jì)30年代就開始使用不銹鋼制造列車車體。 

● 日本川崎重工業(yè)公司的兵庫工廠，在不銹鋼鐵道車輛的焊接中，正式引進(jìn)了激光焊接，使作業(yè)提高20%-30%，成本降低20%-30%。 

● 2003年7月，長春軌道客車股份有限公司研制了首例不銹鋼城市軌道客車，該車采用鼓形車體整體點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，它標(biāo)志著我國城市軌道車技術(shù)實(shí)現(xiàn)了由碳鋼車體向不銹鋼車體的成功跨越。

● 國內(nèi)長春車輛廠、四方以及株洲電力機(jī)車等單位已經(jīng)開展了不銹鋼車體的激光焊接技術(shù)前期研究，并已開始實(shí)際應(yīng)用。

 

不銹鋼焊接性能主要受以下兩點(diǎn)物理性能制約：

● 熱膨脹系數(shù)大 

熱膨脹系數(shù)約為碳鋼的1.5倍，使得焊接時(shí)同樣的熱量，其變形比普通鋼材大得多。 

● 熱導(dǎo)率低 

熱導(dǎo)率約為普通碳鋼的1/3，因此焊接產(chǎn)生的熱量不能很快散失，大量的熱量聚集在焊縫區(qū)域。 

由此得知，不銹鋼焊接適合采用熱輸入量小的焊接方法來進(jìn)行焊接，就是激光焊接。 

 

我們提供的方案

1. 針對不銹鋼車體典型接頭（對接、搭接、角接），開展了激光焊接工藝優(yōu)化與接頭性能評(píng)定工作，制定了激光焊接工藝規(guī)程（WPS）；

2. 論證不銹鋼車體主要構(gòu)件（側(cè)墻、門框）激光焊接的工藝可行性。 

 

激光-電弧復(fù)合焊

● 高適應(yīng)性：有利于降低對間隙、對中、錯(cuò)邊的敏感性，改善焊縫成型、降低氣孔數(shù)量和冶金裂紋的控制；

● 高效率：電弧的輔助加熱，可提高激光焊接速度；激光引導(dǎo)電弧，可實(shí)現(xiàn)高速焊接；

● 提高熔深：獲得更大單道焊接熔深；

● 低成本：較低功率激光復(fù)合一定電流的電弧可獲得高功率等級(jí)激光的焊接熔深。

 

激光切割

傳統(tǒng)CO₂激光切割機(jī)通常只能切割12mm以下厚度的不銹鋼和8mm以下鋁合金，采用華工法利萊公司SuperCut切割技術(shù)，可以輕松切割20mm的不銹鋼和鋁合金。

?● 亮面切割：毛刺極少，粗糙度小，更好的切割質(zhì)量和垂直度。

● 多樣化的板材選擇：標(biāo)準(zhǔn)切割模式和SuperCut模式任意切換，可以實(shí)現(xiàn)僅用一臺(tái)設(shè)備就能對不同厚度不同材料實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量切割。?

● 智能切割系統(tǒng)：切割氣體自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)焦、可擴(kuò)展自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)及料庫單元。

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