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机车制造行业解决方案

  1. 方案概述
      近年来,随着中国铁路线路改造及运力需求的提升,国内铁路机车车辆进入快速更新期,2010年中国机车购置达到1000亿元,2011年达到1260亿元。整个“十二五”期间,国内铁路机车车辆市场需求仍将保持上升趋势。
      为适应机车车辆工业跨越式发展的需要,国内铁路客车及城市轨道车辆制造业也正在积极进行全面技术装备改造和产品技术升级,焊接是其生产制造的关键技术之一。
      与传统焊接技术不同,由于激光具有优良的传输和聚焦特性,可以将全部的能量集中于很小的区域,因此,激光焊接具有能量高度集中、高速度、高精度、高质量、低变形、易控制等独特优势。激光焊接技术被认为是21世纪最有发展潜力的焊接方法之一,近年来,已经将其成功地应用到机车制造领域。
  2. 方案推荐

    传统焊接方式和激光焊接方式比较

    电阻点焊电弧焊激光焊
    外板表面留下凹陷压痕,影响美观; 
    密封性差,不适合高速车辆; 
    大量焊点集聚在一个部位,变形大。
    热输入量大、变形大,精度低; 
    焊缝强度低(Al合金)、成形差;
    焊接速度慢、生产效率低。
    蒙皮外表面无焊痕,车体美观;
    热输入小,焊接变形小,焊接精度高, 提高整车尺寸精度; 
    易于实现自动化,同时提高焊缝质量稳定性;
    焊接效率高;
    连续施焊,车体强度和密封性高。

    不锈钢车体的激光焊接

    不锈钢车体的使用日趋广泛:
    美国和法国早在20世纪30年代就开始使用不锈钢制造列车车体。
    日本川崎重工业公司的兵库工厂,在不锈钢铁道车辆的焊接中,正式引进了激光焊接,使作业提高20%~30%,成本降低20%~30%。
    2003年7月,长春轨道客车股份有限公司研制了首例不锈钢城市轨道客车,该车采用鼓形车体整体点焊结构,它标志着我国城市轨道车技术实现了由碳钢车体向不锈钢车体的成功跨越。
    国内长春车辆厂、四方以及株洲电力机车等单位已经开展了不锈钢车体的激光焊接技术前期研究,并已开始实际应用。
    发动机燃烧室表面激光打孔

    不锈钢焊接性能主要受以下两点物理性能制约:

    热膨胀系数大
    热膨胀系数约为碳钢的1.5倍,使得焊接时同样的热量,其变形比普通钢材大得多。
    热导率低
    热导率约为普通碳钢的1/3,因此焊接产生的热量不能很快散失,大量的热量聚集在焊缝区域。
    由此得知,不锈钢焊接适合采用热输入量小的焊接方法来进行焊接,就是激光焊接。

    我们提供的方案

    1. 针对不锈钢车体典型接头(对接、搭接、角接),开展了激光焊接工艺优化与接头性能评定工作,制定了激光焊接工艺规程(WPS);
    2. 论证不锈钢车体主要构件(侧墙、门框)激光焊接的工艺可行性。

    对接焊
    搭接焊
    有明显印痕,几乎无氧化目视无印痕,表面无氧化角接焊
     
    拼接焊
    蒙皮拼接蒙皮拼接门框三维拼接
    铝合金车体的激光MIG复合焊接铝合金车体的激光MIG复合焊接高速列车铝合金车体两种焊接方法对比
    FS(搅拌摩擦焊接)Laser-MIG(激光电弧焊)
    受搅拌头的压力,结构加重更高的焊接速度、更能结构减重

    激光-电弧复合焊

    高适应性:有利于降低对间隙、对中、错边的敏感性,改善焊缝成型、降低气孔数量和冶金裂纹的控制;
    高效率:电弧的辅助加热,可提高激光焊接速度;激光引导电弧,可实现高速焊接;
    提高熔深:获得更大单道焊接熔深;
    低成本:较低功率激光复合一定电流的电弧可获得高功率等级激光的焊接熔深。

    激光焊的优点

    焊缝成形均匀美观,无需后续处理
    接头强度高,拉伸时母材断裂
    弯曲性能满足要求,弯曲180度不出现裂纹
  3. 客户受益
    激光焊接速度快,可以大大提高生产效率;
    焊点光滑美观,焊缝平整美观,焊缝强度和韧性高,提高产品质量;
    焊后无需处理或只需简单处理,降低工人的劳动强度;
    由于它是无接触加工,幷且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工;
    激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件,降低了客户的使用成本。
    激光加工可靠性高,稳定性强,可满足工业大批量生产加工的需求;
  4. 相关应用
    钢材在线拼焊MIG复合焊激光焊接金属管焊接
  5. 推荐机型
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