摘要：在国家“十三五”期间，我国轨道客车装备得到了快速的发展，在轨道客车制造业早期，轨道客车产品主要是碳钢材质的普通铁路客车或城铁车，结构相对单一，所使用的焊接技术也相对落后；随着不锈钢车体焊接技术的引进，香港沙中线、澳大利亚EDI等A型车产品相继研发试制成功使得轨道车辆产品变得丰富，形成了不同档次水平，能满足各层次用户需求的多样化、梯次化的产品结构。不锈钢车体技术的引进，使得不锈钢车体焊接技术得到快速发展和提高，在焊接设备、焊接材料、焊接工艺等方面发生了前所未有的变化，如何使焊接工艺优化，提升轨道车辆焊接产品质量本文进行了详细阐述。
关键词：不锈钢车体；焊接设备；焊接材料；焊接技术
引言
辆发展的前期，车体钢结构主要以碳钢材质为主，所使用的材料较为单一，所使用的母材强度较低，焊接材料相对品种单一；随着不锈钢车体技术的引进，城铁客车产品在种类上进行了丰富，车体焊接技术上也有较大的提高，在焊接设备方面，增加了不锈钢电阻点焊自动焊设备、数字化集成焊机、激光焊及螺柱焊等；在焊接母材方面，使用了不锈钢、高强钢等母材材料；在焊接材料方面，增加使用了308LSi、309LSi及ER100S-G等焊丝，车体钢结构焊接技术得到了长足的进步。
一、车体钢结构焊接工艺
在铁路客车制造的前期发展阶段，车体钢结构材质仍以碳钢材质为主，所使用的焊接技术主要以手工电弧焊和传统的CO2气保焊为主要工艺手段进行生产，同时开发激光焊工艺、螺柱焊工艺、机械手自动焊工艺在小范围内参与生产。
随着技术的不断发展，焊接方法得到了快速的发展，传统的手工电弧焊工艺和CO2气保焊被新工艺所取代，但新工艺所应用的范围和所占比例却有所不同，在不锈钢车辆车体钢结构方面，在制造过程中所应用的压焊焊接技术方面主要有点焊工艺技术、缝焊工艺技术；熔焊焊接技术方面主要有熔化极非惰性气体保护焊、非熔化极惰性气体保护焊、螺柱焊、激光焊工艺技术等，在钎焊焊接技术方面使用的较少，仅仅在少量位置和结构存在氧乙炔焰焊接。
在不锈钢车体钢结构中所使用的焊接工艺方法可以概括为：在压焊方面以点焊工艺技术为主线，并在整个制造中所占使用比例较大，占70%以上，同时在部分结构少量使用缝焊工艺技术；在熔焊方面主要以MAG焊工艺和TIG焊工艺为主，同时开发应用螺柱焊、激光焊等。
在不锈钢车体钢结构的制造中点焊工艺技术、熔化极非惰性气体保护焊、非熔化极惰性气体保护焊等焊接工艺得到了大范围的使用，其中考虑到不锈钢材质自身的材料特性和结构特点，点焊焊接工艺在整车的制造中有着不可替代的作用，点焊焊点规整美观、焊接变形小、结构尺寸好；同时，熔化极非惰性气体保护焊工艺在普通直流和脉冲直流等形式上应用也得到了大范围推广，并体现出电弧稳定，熔滴过渡均匀稳定，成形均匀美观、焊接效率高等技术特点。
整个车体钢结构的制造在EN15085轨道车辆焊接体系下进行，经过长期车辆实际运行的实践验证了焊接技术的稳定性，质量的可靠性，能够满足产品的生产要求和质量要求。
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二、车体钢结构焊接装备与焊接材料
在“十二五”期间，轨道车辆在焊接技术方面有了长足的进步和发展，车体在结构方面和质量方面有较大的提高，随着轨道车辆的进步和发展，在焊接装配、所使用的材料、焊材等方面均有较大的变化和提升，同时也提出了更高和更详细的要求。
在工艺制造装配方面，随着焊接工艺技术的多元化发展，焊接设备种类也随之变化，传统的手工电弧焊设备和CO2气体保护焊设备逐渐被淘汰，在焊接装备的成套性，自动化程度，制造精度和整体质量等方面的要求明显提高，要求焊接设备具有高精度、高质量、高可靠性，数字化、集成化和智能化控制，大型化和组合化，多功能化等特点。随之而来在轨道客车制造领域，点焊工艺设备要求其更加自动化、机械化、数字化，并保证设备具有良好而稳定的控制系统，在焊接过程中保证其参数的稳定性，以确保点焊焊点的表面质量；在熔化焊MAG焊工艺设备上要求焊接电弧稳定、熔滴过度稳定，即具有一套稳定的控制系统，并充分智能而又不繁琐，熔化焊智能设备中脉冲电源方式焊接可以在生产中尝试推广使用，同时在传统的TIG焊工艺上要求其开发半自动焊或自动焊技术，使其同时具有MAG焊高效率和传统TIG焊的高质量。
在所使用的母材材料上也有较大的变化，与传统使用的碳钢材质05CuPCrNi-A/B/C/D、09CuPCrNi-A/B/C/D、Q235、Q345相比，焊接结构中的母材也体现出不同金属材质牌号，金属性能参数，如拉伸强度、冲击韧性等，不同的板厚范围，碳钢材质金属材料有S355J2G3、S500MC高强钢、Q690D/E 高强钢及铸钢材质等，不锈钢材料有SUS301L材质系列和06Cr19Ni10等。
随着金属母材材质的变化，传统电焊条的使用已日趋减少，所使用的焊丝材料和保护气体也应该满足其要求，和其进行匹配，焊材与结构中使用的母材的匹配性主要从抗拉强度匹配、化学元素匹配等方面考虑，主要匹配使用的常用的焊丝有ER44-8（Ⅱ）、ER50-6、ER70S-G、ER90S-G、ER100S-G、ER308LSi、ER309LSi、ER308L等；根据采用的焊接工艺方法对焊接保护气体的使用进行确定，常见匹配使用的保护气体有Ar99.99%、Ar99.999%、Ar97%+3%O2、Ar80%+20%CO2、Ar97.5%+2.5%CO2等。通过金属母材、焊丝材料以及保护气体的正确的配置，来实现高质量的焊接，带动制造出高质量的焊接结构产品。
三、轨道车辆车体钢结构焊接技术展望
作为一种工业技术，焊接的出现迎合了金属工艺发展对新工艺手段的需要。焊接工艺具有独特的艺术性，选用不同的金属材料，使用不同的焊接工艺，不同焊接设备，可使焊接工艺性发挥至极致。
焊接设备更加趋向去自动化、自能化、集成化，提高成产效率，降低劳动强度；在焊接工艺上开展新工艺的开发应用，如激光焊工艺技术、螺柱焊技术等；在焊接材料上焊接材料多元化发展，品种更加齐全，成分更加优化合理。
参考文献：
[1]赵熹华.焊接方法与机电一体化.吉林大学
[2]中国焊接年鉴，2001年.中国焊接协会
[3]机械工程标准手册（焊接与切割卷），2002，12.机械工程手册编委会
作者简介：
孙宏宇（1973-）男，汉族，吉林长春人，技校，中车长春轨道客车股份有限公司单位，高级技师。研究方向：轨道车辆车体钢结构生产。
论文作者:孙宏宇,李俊海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：车体论文; 焊工论文; 轨道论文; 钢结构论文; 点焊论文; 材料论文; 材质论文; 《基层建设》2019年第21期论文;