攻破鋁合金的焊接難點——軌道列車的激光焊接工藝

隨著我國城市規模的不斷擴大，城市經濟的快速發展和現代化水平的不斷提高，軌道交通已成為我國各城市公共交通體系的最佳選擇。

作為運送乘客的重要工具，列車的製造水平直接影響著軌道交通的發展規模和速度，各種先進的技術也在軌道交通車輛製造中得到了廣泛應用。其中，激光焊接技術在不鏽鋼車體製造過程中更具有得天獨厚的優勢，必將成為未來焊接之利器。

軌道列車輕量化，特別是高鐵和雙層客車以及地鐵列車的輕量化是軌道運輸現代化的中心議題，而大量採用鋁合金材料是提高車輛輕量化的最有效的途徑。

為了適應車輛設計的要求，鋁合金材料被大量用於高鐵、地鐵等的製造。但你是否知道，鋁合金卻是公認的「難焊」材料：

焊縫易變性；

焊縫接頭軟化嚴重，強度降低；

焊縫內部氣孔多、易開裂；

焊縫易塌陷，導致咬邊嚴重。

既然鋁合金焊接有這麼多缺陷，那我們是否無計可施？在軌道交通製造過程中，對於激光焊接的焊縫有著嚴格的要求，需要達到激光焊接標準《GB/T 22085.2-2008/ISO 13919-2,2001》，具體有以下幾個方面內容：

焊縫內部氣孔大小及數量；

焊縫裂紋；

焊縫成型——余高、塌陷、咬邊等。

使用常規的單激光焊接很難滿足要求，尤其是焊接相對較厚的3～6mm鋁合金材料。為了能夠解決該問題，現有兩種方案可以推薦給大家。

方案一：激光填絲焊接

方案二：激光-電弧複合焊接

兩種應用方案均在我司終端客戶（青島某軌道交通設備製造公司）進行了裝機應用，其生產的產品其中之一就是火車頭部件，如下圖所示，取得了較好的焊接效果。

對比兩種方案，其應用範圍各有不同

1

焊接同樣厚度的材料，激光填絲焊需要更高一些的激光功率，但是可以獲得更高的焊接效率，在焊接較薄的板材時有更大優勢；對於RFL-C6000的激光器，激光填絲焊接鋁合金的推薦厚度為1～4mm；

2

激光-電弧複合焊接因為有電弧熱參入焊接過程，所以相對可以用較低的激光功率取得同樣的焊縫熔深，但是為了保證焊縫成型，其焊接速度不能過快，而且設備成本會有一定的增加，不過激光-電弧複合焊接能夠完成較厚的鋁合金的焊接；對於RFL-C6000的激光器，激光-電弧複合焊接鋁合金的推薦厚度為4～7mm。

3

激光焊與傳統的電弧焊和電阻焊相比，具有焊接速度快，生產效率高，焊縫和熱影響區窄，焊接變形小等優點。因此，在軌道交通領域對不鏽鋼車體激光焊接技術的研究已受到越來越多的重視。

除了車身「面子問題」，未來我們還會用激光焊來解決軌道交通的關鍵零部件加工製造問題。我們也期待，未來能用激光技術助力我國軌道交通乃至整個製造業的快速發展。

來源：銳科激光

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