焊接技术在动车组铝合金车体焊接中的应用

孙德伟 方 斌

（1.沈阳局集团公司长春车辆监造项目部，吉林 长春 130000；2.中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130000）

1 研究动车组铝合金车体焊接技术的重要意义

近年来，我国的装备制造业取得了飞速发展，轨道车辆也随之快速发展。在轨道车辆铝合金车体生产制造过程中涉及多项关键技术，其中焊接技术属于其中之一，为了保证该项技术的先进性，就必须借助科学技术对其进行不断的创新，其中在铝合金车辆制造的过程中始终离不开焊接技术，因此研究铝合金焊接技术对于轨道车辆行业的发展具有重要的推动作用。

2 动车组铝合金车体焊接技术概述

就目前行业形势来看，轨道车辆铝合金车体制造业主要的采用的焊接技术主要有五大类，它们分别是TIG焊、MIG焊、电阻点焊以及近些年出现的激光焊与搅拌摩擦焊等新的焊接技术等，而在我国应用最多最广泛的焊接技术主要是前两者。因为受铝合金自身的特性影响，该种材料的焊接性能相对较差，材料比热容相对较高，材料热传导率比较大，再就是在进行局部加热的时候非常难控制，所以这就使其对于焊接技术要求比较严苛，再加上动车组铝合金车体的整体性能要求比较严苛，所有对于壳体的焊接质量要求就相对更加严格，尤其是焊接质量以及焊接尺寸等，所以这种复杂的形势迫切地要求技术人员需要不断地对焊接技术进行更新。

3 焊接技术在动车组铝合金车体焊接的应用现状以及未来发展趋势研究

3.1 TIG焊技术

TIG焊技术属于动车组铝合金车体焊接技术中最为常见的焊接技术之一，其主要是借助钨电极，采用燃烧于非熔化极电极及焊件间的电弧作为热源，同时电极和电弧区及熔化金属都用一层惰性气体保护，这样就使电弧焊焊接质量能够达到较高的质量要求。该种焊接技术既可以是手工焊也可以是自动焊，但就目前行业应用情况来看，动车组铝合金车体焊接领域采取的焊接方式比较固定，主要还沿用了传统的人工焊接方式。由于钨非常容易过热熔化，所以焊接过程中电流不能过高，这就决定了该种工艺只适用于比较薄的板材焊接情况，其实准确地讲，该种焊接技术的大多数情况下只是作为一种辅助焊接技术。

3.2 MIG焊技术

MIG焊接技术属于一种熔化极气体保护焊，其主要特点是电弧功率大，热量性对比较集中，所以在实际的生产过程中生产效率也就比较高，在实际的操作过程中可以根据板厚、焊接位置不同灵活地进行调整。MIG焊可以实现多种不同的熔滴过渡形式，例如常见的短路过渡、射流过渡以及亚射流过渡等过渡形式，都可以通过MIG焊接技术轻而易举地实现。就目前动车组铝合金车体焊接过程中MIG焊技术实际应用情况来看，包括手工焊接和自动焊的形式存在，这两者焊接方式都有各自具有优缺点，并且分别用于不同环境和不同部位的焊接情况，所以在实际的生产过程中两者不存在冲突，焊接人员会根据具体的情况选取合理的焊接方式。

3.3 电阻点焊技术

电阻点焊技术主要是利用电阻热原理，借助电阻产生的热量对铝合金表面进行加热，从而实现焊接目的，由于铝合金的物理导热性能比较好，所以表面易形成高熔点化合物，所以该种焊接方式非常容易产生不熔合现象，因此该项技术主要被应用普通材质的车体制造过程中，在铝合金材料的焊接情况中比较少见，但是铝合金点焊也有许多优点，例如焊后变形情况非常小，相反缺点则是应用范围相对窄小、对于焊接电流需求比较大、焊接设备设施价格也相对比较昂贵。

3.4 激光焊技术

激光焊接技术是近些年来才被广泛推广开来的一种新型焊接技术，该种技术被广泛地应用于各种高端领域。该种焊接技术主要就是利用借助于激光的高集中性能，然后促使焊接件局部产生高温，然后融化焊丝和母材实现重新凝固的冶金过程。该种焊接技术有很多优点：焊缝深宽比相对于传统的方式比较大、热影响区变得比较窄、焊接速度快、焊接变形非常小、能量密度也非常大。但是该种技术也存在着许多缺点，例如激光焊焊前装配精度要求比较严格，焊后焊缝也会比较容易出现缺陷，例如气孔、咬边与裂纹等缺陷非常常见。但是由于激光焊接设备设施的投资比较大，而且各种工作条件要求也相对较高，所以目前该种焊接技术在轨道车辆铝合金车体焊接制造过程中应用的情况非常少。

3.5 搅拌摩擦焊技术

搅拌摩擦焊就是业内常说的FSW焊接技术，该种焊接技术属于一种机械化连续的固相连接方法，其基本原理就是通过摩擦过程将机械能转化成热能，然后焊接材料和焊丝受热融化，交融在一起。该种焊接技术的主要优点就是焊接速度非常快，应用范围也十分广泛，变形量也很小，焊缝几乎零缺陷，焊接效果十分美观，另外与其的焊接工艺相比，该种工艺不产生二次污染、操作简单，缺点就是对于设备的精度要求非常高，设备投入的费用也比较高，就目前应用情况来看，该种技术已经在车辆焊接中应用得越来越广泛。

4 新型焊接技术在动车组铝合金车体制造中应用的未来发展趋势

可以说新型焊接技术正在日趋成熟，以激光焊与FSW焊为代表的焊接技术术语新型焊机技术的代表，由于它们起步相对较晚，所以在未来行业应用的过程中还需要不断地去完善。所有相关领域的技术人员都在努力提升技术水平和优化实际应用，所以这些新型的焊接技术在动车组铝合金车体焊接领域应用前景良好。近年来，我国轨道行业十分热衷于先进的动车组铝合金车体制造技术研究，这体现了我国十分重视铝合金车体制造生产，也表现出了我国大力发展轨道车辆行业的决心，这些都为我国动车组铝合金焊接制造技术的提升提供了良好的发展基础，同时也为激光焊、FSW 焊制造提供了工艺良好的工艺准备。

5 结语

综上所述，动车组铝合金车体焊接工序中的焊接技术未来还有很长的发展之路要走，随着多项科学技术与焊接技术的相互融合，传统的焊接技术必将脱胎换骨，尤其是激光焊技术和FSW 焊技术未来将会在动车组铝合金车体焊接过程中占据主体地位，这将是行业发展的必然趋势，所以研究这些新型的焊接技术十分有必要。该文主要简要了介绍了这些焊接技术的基本特点和应用，希望能够对相关领域的技术人员有所帮助。