機車新技術論文(2)
機車新技術論文篇二
焊接技術在機車車輛制造和維修中的應用
【摘要】焊接技術是通過加熱加壓、或兩者并用，使同性或異性兩工件產生原子間結合的加工工藝和連接方式。在焊接過程中，工件和焊料融化形成熔融區域，熔池冷卻凝固后，形成材料之間的連接。隨著焊接機器人等現代技術在工業生產中的應用，焊接技術的在機車車輛制造和維修的作用也越來越明顯。
【關鍵詞】焊接技術方法 工藝車輛制造 維修
中圖分類號：F407.472 文獻標識碼：A 文章編號：
一.引言
焊接是現代機械制造業中一種必要的工藝方法應用，焊接技術的先進水平做為衡量一個國家工業發達程度的重要指標已逐漸為大眾公認，同樣焊接技術的發達程度也是衡量工業企業技術水平高低的重要標志。由于受我國相關工業的制約， 在使用焊接機械手的過程中，必須采用與西方發達國家不同的、適合我國國情的靈活的使用方式，才能保證焊接機械手在我國相關產業不配套的情況下正常使用。
二. 機車車輛工業焊接的主要用料。
目前， 在機車車輛上所采用的主要是碳素結構鋼、低合金結構鋼(包括耐候鋼) 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用鑄鋼或鍛鋼制造， 其材質本身有較好的焊接性能，但因構件結構復雜， 在焊接過程中有些需要采用適當的輔助工藝手段。鋁合金型材由于其質量輕， 能減輕運輸設備的自重，在客車及一些特種車輛的制造中應用范圍逐漸擴大。鋁合金、不銹鋼及各種復合材料隨著先進焊接技術的運用，將在機車車輛工業生產中發揮更大的作用。
三.鐵路工業涉及的焊接方法。
焊條電弧焊。
焊條電弧焊曾廣泛應用于機車車輛工廠的制造與修理部門。隨著二氧化碳氣體保護焊、混合氣體保護焊、埋弧焊、焊接機械手等新技術、新工藝的推廣， 焊條電弧焊在鐵路機車車輛工廠的使用逐年下降， 其焊縫長度比例在機車車輛制造業目前大約僅占5%左右。在機車車輛修理業用得還比較多，其焊縫總長度大約占30%-50%左右。此比例還將逐年下降， 集中檢修的配件多采用了二氧化碳氣體保護焊與埋弧焊等焊接方法。如對鐵路貨車上、下心盤檢修，采用二氧化碳氣體保護焊技術進行堆焊、車鉤鉤舌的檢修采用埋弧焊技術堆焊。各工廠對檢修機車車輛中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳氣體保護焊技術。
二氧化碳氣體保護焊接技術的應用。
二氧化碳氣體保護焊與富氬混合氣體保護焊焊接電流大，相應電流密度大，電弧熱量利用率較高， 熔敷速度比焊條電弧焊快，焊接時熔深大，可以減小坡口， 減少填充金屬;焊接速度是焊條電弧焊的1-2倍;節能，其耗電量僅是交流焊條電弧焊的1/2左右;工作輔助時間少，特別是在富氬混合氣體保護焊中幾乎不必清渣， 節省了時間， 提高了效率; 明弧焊接，操作方便，適合全位置焊接。二氧化碳氣體保護焊技術廣泛應用于機車車輛各種大型構件的連接焊縫及工件的堆焊等方面。特別是“七五”、“八五” 以來，二氧化碳氣體保護焊技術已在機車車輛工業系統普遍采用。1996年5月27日，鐵道部發布了TB/T1582-1995《機車車輛二氧化碳氣體保護焊技術條件》， 使我國鐵路二氧化碳氣體保護焊技術逐步實現與國際接軌。現在，在機車車輛制造中， 一些重要焊縫如在車輛制造中的中、枕、橫梁焊接都采用了二氧化碳氣體保護焊工藝，南方匯通股份有限公司在.C64T提速貨車的制造中，用二氧化碳氣體保護焊焊接枕、橫梁及車體底架各連接焊縫， 焊接質量與生產效率明顯提高。南方匯通股份有限公司在ZD240型鑄錠車制造中，全面使用二氧化碳氣體保護焊，焊縫長度達98%以上，北京二七車輛廠在NX等型平車上使用二氧化碳氣體保護焊，焊縫長度達90%以上。
埋弧焊技術的應用。
由于埋弧焊焊接電流大， 相應電流密度大(是同直徑焊條電弧焊的3-5倍)倍)，同時有焊劑和熔渣的隔熱作用， 電弧熱量利用率較高， 焊接時熔深大， 可減小坡口與填充金屬量;焊接速度是焊條電弧焊的5-6倍，焊接時焊接參數自動調節保持穩定，又有焊劑的保護，焊接質量穩定可靠，無弧光照射、勞動條件較好。在機車車輛的制造與修理工作中， 埋弧焊技術廣泛應用于各種大型構件主要焊縫的焊接及工件的堆焊。如南方匯通股份有限公司應用埋弧焊技術， 焊接新造C64T、C64K等鐵路提速貨車的中梁，堆焊鐵路貨車磨耗的輪緣等部件。
電阻焊技術的應用。
電阻焊技術主要在客車工廠使用， 原來主要用于薄板及小配件的連接，隨著城際快速列車的發展， 在要求車體自重特別輕的城際快速列車上得到較好的應用。長春客車廠在為重慶市生產的城際快速列車上，使用從英國引進的350KV，10萬A的電阻焊設備，進行鋁合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城際快速列車上， 使用從英國、韓國引進的側架、底架、車頂等12套專用大型龍門點焊機械手,進行不銹鋼車體各部件的焊接。
焊接機械手、焊接工作站的應用。
鐵路實施“客運提速，貨運重載”，要求鐵路機、客、貨車具有更好的結構強度， 有更輕的質量， 毫無疑問地給鐵路機車車輛焊接技術的新發展帶來了機遇。從1992年株洲電力機車廠引進焊接機器人工作站后， 長春、四方、浦鎮等客車廠，齊齊哈爾、武昌、二七等貨車車輛廠也先后從德國、奧地利、日本、法國、美國等發達國家引進了焊接機器人工作站、焊接機械手等先進設備， 并在引進消化吸收的基礎上，與國內有關部門合作， 自行開發了機器人焊接程序及適應我國鐵路機車車輛焊接技術需要的機械手、工作站等設備， 逐步縮小了與發達國家的差距。
6. 新型結構材料在鐵路機車車輛上應用。
隨著鐵路“ 提速重載” 與跨越式發展戰略的實施， 原有的碳素結構鋼已遠遠不能滿足鐵路機車車輛工業的使用要求。目前國內已開始生產微合金控軋鋼， 其鋼種具有良好的焊接性能; 正在研制的超細晶粒鋼， 其強度和使用壽命將比現有結構鋼提高一倍， 其鋼種特點是超細晶粒、超潔凈度、高均勻性， 性價比更加合理。同時， 各種不銹鋼、鋁合金、中低合金鋼等耐蝕材料的應用也將成為主流。這些高性能鋼種的應用， 必將進一步推動鐵路機車車輛焊接技術的發展。
四.鐵路機車車輛工業焊接技術發展前景。
鐵路機車車輛工業焊接技術發展前景焊接生產過程的機械化和自動化是工業現代化的必由之路。世界工業發達國家焊接機械化和自動化的程度都已達到60%以上，西歐和美國已達到70%以上，而日本已經達到80%以上。我國各工業部門焊接生產的機械化和自動化程度還相對較低，平均30%左右，而且大部分僅是自動化程度較低的機械焊機。我國大型骨干企業機械化和自動化程度已達到60%-65%。如汽車制造業，已經普遍采用了弧焊機器人、點焊機器人和機器人自動焊接生產線; 我國船舶制造企業焊接機械化和自動化程度已達61%左右。伴隨鐵路“客運提速， 貨運重載”， “九五”以來，鐵路部門焊接技術的機械化和自動化程度雖然有了較大的提高， 但與我國汽車制造企業、船舶制造企業、軍工企業等工業系統相比，還存在較大的差距。
五.結束語
隨著提高質量和效率的焊接機械化和自動化水平的不斷提高，焊接機械手、機器人工作站等的推廣應用， 焊接工藝及焊接裝備的現代化， 必將推進我國鐵路機車車輛制造業的現代化進程，也必將提升我國鐵路機車車輛工廠與國際鐵路供應商競爭的實力。對于新的應用鋼種和工藝方法， 必須要有相匹配的焊接材料，從發展趨勢看， 藥芯焊絲、燒結焊劑、低飛濺氣體保護焊實芯焊絲、高強鋼用焊材、低溫鋼用焊材、耐熱鋼用焊材、不銹鋼用焊材等高技術含量產品是鐵路機車車輛用焊接材料的主要方向。
參考文獻：
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