解決方案

近年來(lái)，隨著(zhù)中國鐵路線(xiàn)路改造及運力需求的提升，國內鐵路機車(chē)車(chē)輛進(jìn)入快速更新期，整個(gè)“十三五”期間，國內鐵路機車(chē)車(chē)

輛市場(chǎng)需求仍將保持上升趨勢。同時(shí)基礎設施互聯(lián)互通是“一帶一路”建設的優(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。為適應機車(chē)車(chē)輛工業(yè)跨越式發(fā)展的需要，國內鐵路客車(chē)及城市軌道車(chē)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，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(chē)體存在著(zhù)密封性差、焊接變形大等問(wèn)題，使得國家在大力發(fā)展高速軌道客車(chē)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(chē)體。隨著(zhù)“十三五”期間我國對軌道車(chē)輛需求量的進(jìn)一步增加，不銹鋼車(chē)體在制造成本等方面的優(yōu)勢將得到重視。與傳統焊接技術(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、易控制等獨特優(yōu)勢，被認為是21世紀最有發(fā)展潛力的焊接方法之一。

 

激光加工技術(shù)是機車(chē)制造行業(yè)中近些年最重要的制造技術(shù)方法，對機車(chē)制造工藝水平的提升起著(zhù)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，推出高效專(zhuān)業(yè)的機車(chē)制造行業(yè)解決方案，將鐵路機車(chē)制造技術(shù)推向新時(shí)代。

 

方案推薦：

傳統焊接方式與激光焊接比較

 

不銹鋼車(chē)體的激光焊接

不銹鋼車(chē)體的使用日趨廣泛：

● 美國和法國早在20世紀30年代就開(kāi)始使用不銹鋼制造列車(chē)車(chē)體。 

● 日本川崎重工業(yè)公司的兵庫工廠(chǎng)，在不銹鋼鐵道車(chē)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(cháng)春軌道客車(chē)股份有限公司研制了首例不銹鋼城市軌道客車(chē)，該車(chē)采用鼓形車(chē)體整體點(diǎn)焊結構，它標志著(zhù)我國城市軌道車(chē)技術(shù)實(shí)現了由碳鋼車(chē)體向不銹鋼車(chē)體的成功跨越。

● 國內長(cháng)春車(chē)輛廠(chǎng)、四方以及株洲電力機車(chē)等單位已經(jīng)開(kāi)展了不銹鋼車(chē)體的激光焊接技術(shù)前期研究，并已開(kāi)始實(shí)際應用。

 

不銹鋼焊接性能主要受以下兩點(diǎn)物理性能制約：

● 熱膨脹系數大 

熱膨脹系數約為碳鋼的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。 

● 熱導率低 

熱導率約為普通碳鋼的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(lái)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(chē)體典型接頭（對接、搭接、角接），開(kāi)展了激光焊接工藝優(yōu)化與接頭性能評定工作，制定了激光焊接工藝規程（WPS）；

2. 論證不銹鋼車(chē)體主要構件（側墻、門(mén)框）激光焊接的工藝可行性。 

 

激光-電弧復合焊

● 高適應性：有利于降低對間隙、對中、錯邊的敏感性，改善焊縫成型、降低氣孔數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；激光引導電弧，可實(shí)現高速焊接；

● 提高熔深：獲得更大單道焊接熔深；

● 低成本：較低功率激光復合一定電流的電弧可獲得高功率等級激光的焊接熔深。

 

激光切割

傳統CO₂激光切割機通常只能切割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：標準切割模式和SuperCut模式任意切換，可以實(shí)現僅用一臺設備就能對不同厚度不同材料實(shí)現高質(zhì)量切割。?

● 智能切割系統：切割氣體自動(dòng)控制、自動(dòng)調焦、可擴展自動(dòng)上下料機構及料庫單元。

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