光纤激光焊接技术在不锈钢车体制造上的应用
来源:至德钢业 日期:2021-11-07 07:36:36 人气:528
近年来,长春轨道客车股份有限公司对不锈钢车体制造问题进行进一步研究,充分学习日本在不锈钢车辆制造方面的经验。2003年7月,长春轨道客车股份公司又成功设计并制造出全新不锈钢城市轨道客车,这是我国第一例。它的结构设计难度较高;但是经过反复试验,最后终于制造出符合强度要求的轻量化不锈钢车辆。
虽然电阻点焊和激光焊所输出线能量都很低,但是鉴于电阻点焊不能满足现阶段我国列车的需求,同时随着激光焊接的发展优势越发明朗,工业上利用激光焊接技术焊接不锈钢车体已逐步取代电阻点焊技术。
图为待焊工件分别采用电阻点焊和激光焊的总体形貌对比。电阻点焊通过不连续的焊点连接,密封性较差,不满足高速车辆的制造要求。激光焊接通过连续施焊,很大的提高了车体强度和密封性。
随着激光器和机器人配合使用技术的不断发展,二者配合作业已应用于工业生产,产品质量和效率都得到了很大的提升。所以把光纤激光焊接技术应用于不锈钢列车车体的制造中无疑拥有十分广阔的应用前景:
A.车体外表面美观;
B.焊接变形小,从而使焊接精度和整车尺寸精度提高;
C.机器人配合激光焊接头作业,实现高度自动化,焊接过程更加稳定,效率更高;
D.车体强度高。
光纤激光焊接具有更高的焊接精度,更小的变形,更稳定的焊缝质量和更高的焊接效率。可以解决不锈钢车体密封性差以及不能制造高速列车车体(时速超过200km)的瓶颈。
在现阶段用于制造不锈钢车体的光纤激光焊接技术具体为两种:激光自熔焊(单激光焊接),光纤激光填丝焊。
对于光纤激光自熔焊,由于不添加任何焊接材料,只有激光作为热源,所以它的实际操作过程相对简单并且节约成本,具有高质量、高精度、低变形、高效率等许多优点。由于奥氏体不锈钢的焊接性能良好,利用光纤激光自熔焊工艺可以达到使用要求;但是对于焊接形状复杂的工件,其焊缝冶金调整困难及对加工、装配要求苛刻,利用自熔焊技术会花费大量时间来进行调整,严重影响效率。
对于光纤激光填丝焊,与自熔焊相比,可以解决工件加工装配要求严格的问题。可实现利用小功率成功焊接较厚较大零件的难题;通过调节填丝成分,可调控焊缝区域组织成分而得到不同的性能。对激光填丝焊进行进一步研究并加以广泛应用,为激光自熔焊技术的应用限制提供了有效解决途径。