高速列车车体的不锈钢搭接焊技术和口琴式

高速列车车体的不锈钢搭接焊技术和口琴式

文章编号:100726077(2007)02013204

车体的不锈钢搭接焊技术和口琴式

铝型材的FSJ技术

[日本]平山鸟利行等

摘　要:川崎重工公司开发了使用激光焊接和称为FSJ的接合方法用于下一代不锈钢及铝合金车体的制造。通过有效利用低热输入特性,提高了外观品质和附加价值,这是一项有许多特点和潜能的技术。本文介绍了这些开发概念和在实际车辆上的应用情况。

关键词:不锈钢车体;口琴式铝合金型材车体;激光搭接焊;FSJ接合技术中图分类号:U270.6　　　文献标识码:B

引言

从节能和减轻环境负担的观点来看,铁道运输

比其他交通工具更具有优势,正如近年常见的运输模式所表明的那样,铁道作为清洁、大运量运输手段,社会对其期望值提高。

人们对铁道车辆车体的要求是:提高安全性,不断降低产品寿命成本和提高环保性能。例如,钢铁是便宜而且特性优良的材料,铁道车辆中的客车车体就经常采用不锈钢或铝合金制造。钢铁材料由于腐蚀问题,必须具有板厚余量,这就难避免增重。另外,对使用超过30a的铁道车辆由于必须再进行涂装,或对腐蚀部分进行材料更换,所以在维修上也需要花费很高的成本。

不锈钢的耐蚀性强,具有不需要涂装和表面处理及维修等优良特点,所以,以通勤车辆为中心而被广泛采用。另外,铝材比钢材的耐蚀性强,所以被要求轻量化的高速车辆重点采用。

这2种材料的车辆,估计今后的需求量仍将增加。为了满足性价比和减轻环境负担的迫切需求,努力提高生产技术和车辆性能是必要途径。

因此,川崎重工公司开发了采用激光焊接和称为磨擦点接合(FSJ:FrictionSpotJoining)的新接合法用于下一代车体的制造。这2种方法都能抑制焊接痕迹和焊接变形,不仅能提供美观的车体外板,而且有强度高,尺寸精度高、焊接工艺自动化、速度快、品质高等许多优点。本文就开发过程及目标,对不

锈钢车体和铝合金车体进行介绍。1　开发背景

1.1　激光焊接不锈钢车体

不锈钢车体不存在腐蚀,故能采用极薄的外板,实现轻量化。但因为它有因焊接热引起变形的问题,所以组装多采用热输入小的电阻点焊。虽然如此,由于焊接点非常多,也容易发生外板变形。通常车体由侧墙板、端墙板、车顶板、地板组成,在特别显眼的侧墙板中,点焊就成为突出的问题。

为此,历来对不锈钢车体是通过将车体纵向布置的外板加工出细长的凹凸,消除明显的变形,但是,近年特别是侧墙板的凹凸就形成了不完全平滑的外板,何时淘汰该工艺还有待于强度解析技术和生产技术的提高。

电阻点焊由于电极的压紧力和热输入的作用会像图1(a)所示的那样,导致在外板表面残存着直径约1cm左右的压痕,在近年应用的平滑外板中,这类问题就显得格外突出,成了有待解决的课题。车辆是公共交通工具,同时也代表铁路公司的形象,所以注重车辆的外观就是不容忽视的问题。

为了制作具有平滑外板的不锈钢车体,很有必要开发新的接合方法。另外,不仅是美观,还必须进一步解决维修性、成本、环保、安全之类的课题。

因此,作为具有众多潜在优点的新接合技术,主要着眼于激光焊接(见图1(b))的基础技术研究,致力于不锈钢车体应用技术的开发。

第3期车体的不锈钢搭接焊技术和口琴式铝型材的FSJ技术 　13

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