CN105215547A - 不锈钢车体无气体保护激光叠焊工艺方法 - Google Patents

不锈钢车体无气体保护激光叠焊工艺方法 Download PDF

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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding

Abstract

一种不锈钢车体无气体保护激光叠焊工艺方法，其特征在于：车体侧墙采用波纹板与外墙板焊接，立柱与波纹板焊接的结构形式，波纹板与外墙板焊接时采用压紧轮对施焊部位加压，保证波纹板与外墙板间无间隙，焊缝方向平行于外墙板的拉丝方向，接头为部分熔透激光叠焊，立柱与波纹板焊接熔透激光叠焊。本发明重提高车体外观化水平、强度及密封性等性能指标。部分熔透、无气体保护的激光叠焊技术在保证强度的基础上，提高车体的外观水平及疲劳寿命。同时改进车体侧墙结构，降低车体重量，提高产品品质。经大量科学试验、数值模拟计算及工程验证，静强度与疲劳强度均满足标准EN12663:2000《铁道应用-轨道车身的结构要求》，并填补了铁路车辆用不锈钢车体侧墙激光叠焊技术空白，具有足够的可靠性。

Description

不锈钢车体无气体保护激光叠焊工艺方法
技术领域
本发明涉及不锈钢车体无气体保护激光叠焊工艺。
背景技术
目前各业主需求的轻量化的不锈钢车辆大部分是表面不涂装的车辆，车辆外表面状态非常重要，目前采用电阻点焊工艺制造不锈钢车体侧墙，虽然能够减小车体的焊接变形，但由于车体侧墙上焊点分布密度高，经常发生外板局部变形。而在不涂装的不锈钢侧墙板上，点焊压痕降低了车体外观化水平。同时，采用电阻点焊技术制造的车体密封性差，不适于高速列车。研究一套新工艺技术，针对改善表面不涂装不锈钢车辆的外观化水平及密封性非常重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的表面不涂装不锈钢车辆侧墙的焊接制造方法，提高车体外观化水平、强度及密封性等性能指标，在保证强度的基础上，提高车体的外观水平及疲劳寿命，降低车体重量，提高产品品质。
为实现上述目的，本发明提供一种不锈钢车体无气体保护激光叠焊工艺方法，其特征在于：车体侧墙采用波纹板与外墙板焊接，立柱与波纹板焊接的结构形式，波纹板与外墙板焊接时采用压紧轮对施焊部位加压，保证波纹板与外墙板间无间隙，焊缝方向平行于外墙板的拉丝方向，接头为部分熔透激光叠焊，立柱与波纹板焊接熔透激光叠焊。
不锈钢激光叠焊缝熔宽≥1倍波纹板厚度，熔深≤0.5倍波纹板厚度。
外表面突起变形小于0.05mm。
本发明重点解决采用新的焊接方法进行表面不涂装不锈钢车辆侧墙的制造，提高车体外观化水平、强度及密封性等性能指标。部分熔透、无气体保护的激光叠焊技术在保证强度的基础上，提高车体的外观水平及疲劳寿命。同时改进车体侧墙结构，降低车体重量，提高产品品质。经大量科学试验、数值模拟计算及工程验证，静强度与疲劳强度均满足标准EN12663:2000《铁道应用-轨道车身的结构要求》。车体外观水平明显提高，并填补了铁路车辆用不锈钢车体侧墙激光叠焊技术空白，具有足够的可靠性。
不锈钢车体无气体保护激光叠焊工艺已完成国家科技部中国-乌克兰合作项目：不锈钢高速动车组薄板激光焊关键技术中200公里不锈钢动车组激光焊样车试制；北京地铁6号线激光焊车体生产。激光焊不锈钢车体均通过车体静强度试验，激光焊不锈钢车体完全满足标准EN12663:2000《铁道应用-轨道车身的结构要求》。对车体外表面进行测量，激光叠焊焊痕为0.03-0.04mm，平度检测为0-0.5mm/m。
具体实施方式
车体侧墙采用波纹板与外墙板焊接、立柱与波纹板焊接的结构形式，波纹板与外墙板焊接时采用压紧轮对施焊部位加压，保证波纹板与外墙板间无间隙，通过调整激光功率与焊接速度，保证焊接接头外观无焊接变形、变色，同时静强度及疲劳强度满足结构强度要求。焊缝方向平行于外墙板的拉丝方向，接头为部分熔透激光叠焊，立柱与波纹板焊接熔透激光叠焊。
本发明的设备方案：
Trudisk4002盘式固体激光器，额定功率4kw，激光束波长1.06μm；
光束质量8mm*mrad；
光纤直径0.6mm；焦距200mm；
压紧轮直径200mm，压紧力100kG。
焊接顺序为：上下墙板焊接、窗框焊接、波纹板与外墙板焊接、立柱与波纹板焊接。
焊接参数：上下墙板、窗框焊接焊接参数：2kW、30mm/s；波纹板与外墙板焊接：1.1kW、30mm/s；立柱与波纹板焊接：1.35kW、30mm/s。
不锈钢激光叠焊缝熔宽≥1倍波纹板厚度，熔深≤0.5倍波纹板厚度。外表面突起变形小于0.05mm。

Claims (3)

1.一种不锈钢车体无气体保护激光叠焊工艺方法，其特征在于：车体侧墙采用波纹板与外墙板焊接，立柱与波纹板焊接的结构形式，波纹板与外墙板焊接时采用压紧轮对施焊部位加压，保证波纹板与外墙板间无间隙，焊缝方向平行于外墙板的拉丝方向，接头为部分熔透激光叠焊，立柱与波纹板焊接熔透激光叠焊。
2.根据权利要求1所述的不锈钢车体无气体保护激光叠焊工艺方法，其特征在于：不锈钢激光叠焊缝熔宽≥1倍波纹板厚度，熔深≤0.5倍波纹板厚度。
3.根据权利要求1所述的不锈钢车体无气体保护激光叠焊工艺方法，其特征在于：外表面突起变形小于0.05mm。
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