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不锈钢高速动车组薄板激光焊关键技术联合研发
2013/7/17 9:26:59

   高速动车组技术已被列入国家十一五科技支撑计划,250km/h是高速铁路的一个标志性速度,列车要获得这个速度和飞机要克服音速的难度相似。要达到或超过这个速度,需要车体结构设计及其轻量化技术。激光焊接的不锈钢夹层板具有许多优良的性能,使得动车组车体结构设计及其轻量化技术成为可能。因此,开展薄板不锈钢车体的激光焊接技术开发的形势非常迫切,乌克兰巴顿焊接所具有先进的激光焊技术,通过合作将外方的现金技术应用到轨道车辆的产品开发中,解决国家高速铁路建设中的关键技术难点。
   主要开展合作内容为薄板不锈钢激光半熔透叠焊新工艺及控制技术研究,具体包括:轻量化、高刚度蒙皮与骨架半熔透焊接工艺优化、激光焊接过程质量检测与控制、激光焊接温度场数值模拟、激光焊接头和压紧机构一体化工作头设计与制造,激光焊接参数与压紧力参数协调控制。
   项目自实施以来,主要开展以下工作:
   1、调试设备:
       长客股份于2008年8月购置激光焊接设备,设备如图1 所示。

   设备经厂家安装后,于2009年初开始调试后,开始采用该设备进行不锈钢薄板的激光搭接焊接试验。
   2、改进试验材料:
   采用铁道客车用SUS301L奥氏体不锈钢板材,外墙板和补墙骨架的厚度分别2mm和1mm,替代通常用低碳高抗拉强度不锈钢板SUS301L,化学成分及力学性能得到很大改善。
   表1、SUS301L奥氏体不锈钢化学成分及力学性能
   Table1 Tab1. Chemical components and mechanical properties of SUS301L

  3、更新焊接方法
  采用了激光搭接焊形式如图2所示。

   前期试验工作表明,采用激光搭接焊工艺焊接铁路客车用不锈钢薄板能够得到既满足美观要求,又能满足强度要求的焊接接头。焊接后工件的上表面和外表面,可以发现外表面没有焊接痕迹。
   4、合作成果的具体应用以及所产生的社会、经济效益:
   高速列车(包括动车组、磁悬浮列车、城市轨道列车)是今后一个时期世界铁道交通领域的一个必然的发展趋势,需求的列车的数量在今后一个时期内将会有很大的增长。
   本项目完成后将构建一个完整的国内轨道车辆激光焊接实验平台,解决目前国内在不锈钢车体、铝合金车体制造中遇到的焊接工艺难题。开发出和国际同等水平的采用激光焊接工艺的新车体产品。

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