鐵路貨車的焊裝工藝發(fā)展研究

劉艷賓

（中車齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161000）

鐵路貨車的焊裝工藝發(fā)展研究

劉艷賓

（中車齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161000）

焊裝是鐵路貨車制造的重要工序，相對于客車機車行業(yè)，貨車焊裝工藝水平有一定的差距。因此必須瞄準(zhǔn)國際國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)水平，為滿足重載、快捷貨車新產(chǎn)品開發(fā)需要，提高焊接工藝的保證能力，實現(xiàn)快捷貨車技術(shù)新突破和重載貨車技術(shù)的新跨越，適應(yīng)中國鐵路貨物運輸發(fā)展的要求。

貨車；焊裝；工藝；發(fā)展

1 鐵路貨車制造廠常用的焊接工藝方法及焊接材料

在 20 世紀(jì) 60、70 年代，車輛焊接采用焊條電弧焊、少量埋弧焊方法焊接，到 70 年代末期開始試用效率高、焊接變形小的 CO2氣體保護(hù)焊方法，到 80 年代在各貨車新造工廠廣泛采用 CO2氣體保護(hù)焊工藝。90 年代末期開始推廣采用飛濺小、外觀成形好的富氬混合氣體保護(hù)焊方法，焊接生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量大大提升。2003 年在貨車行業(yè)首次采用防腐性能更好的經(jīng)濟(jì)型鐵素體不銹鋼，由于新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了 MIG（熔化極惰性氣體保護(hù)）焊、MAG（混合氣體保護(hù)）焊、TIG（非熔化極惰性氣體保護(hù)）焊等先進(jìn)焊接方法在貨車行業(yè)的應(yīng)用。

隨著我國鐵路貨車重載提速技術(shù)發(fā)展和新材料的應(yīng)用，對焊接質(zhì)量的可靠性提出了更高的要求。為減少制造過程中人為因素的影響，降低工人的勞動強度，提高焊接生產(chǎn)效率，確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定，車體結(jié)構(gòu)采用自動化焊接的比例逐年提升。大力推廣先進(jìn)的自動、半自動的下料工藝、焊接工藝和焊接專機、焊接機械手、自動線或柔性生產(chǎn)線，2013 年南車長江公司首次在運煤漏斗車端墻、側(cè)墻上采用摩擦攪拌焊焊接工藝，全面提升了貨車制造焊接自動化水平，貨車自動化焊接向前邁進(jìn)一大步。

通過近幾年的技術(shù)改造工作，各新造廠焊接生產(chǎn)的自動化程度均有較大幅度的提高，尤其是端墻、側(cè)墻等大部件的焊接，基本上實現(xiàn)了專機或機械手自動化焊接。以齊軌道裝備公司生產(chǎn) C70 敞車為例，全車焊縫長度約為 940m，其中大部件（端、側(cè)墻及地板）自動化焊接比例達(dá)到了 75%，盡管其焊接自動化水平較以前有所進(jìn)步。由于新造廠的產(chǎn)品經(jīng)常處于多品種小批量生產(chǎn)狀態(tài)，專機焊接生產(chǎn)線的柔性較差，有些產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)自動化程度還有待于進(jìn)一步提高。

2 鐵路貨車焊接工藝工作現(xiàn)狀及發(fā)展方向

（1）焊接工藝與產(chǎn)品設(shè)計的結(jié)合。對于并行工程中的焊接工藝如何與車輛設(shè)計結(jié)合，各貨車工廠做法各有不同，但最終目的是相同的，就是在產(chǎn)品設(shè)計時從材質(zhì)的選擇、結(jié)構(gòu)形式、部件的連接方式、焊接接頭形式、焊接質(zhì)量要求及檢驗標(biāo)準(zhǔn)等方面，要求焊接工藝人員參與產(chǎn)品設(shè)計的全過程，在產(chǎn)品設(shè)計時充分考慮其焊接工藝性,改變只在設(shè)計后進(jìn)行圖樣的焊接工藝性審查，或僅限于制造時焊接工藝保證，而不能較好地起到優(yōu)化焊接結(jié)構(gòu)及焊接接頭設(shè)計，應(yīng)高度重視高疲勞載荷的焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計細(xì)節(jié)，規(guī)避焊接對產(chǎn)品可靠性帶來的風(fēng)險。通過對材料的焊接性能研究，為產(chǎn)品設(shè)計人員的材質(zhì)選擇擴展范圍；通過對焊接結(jié)構(gòu)的研究，為設(shè)計人員的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)；通過對焊接可靠性的研究，為設(shè)計人員的結(jié)構(gòu)工藝性提供保障。在產(chǎn)品設(shè)計的過程中，對關(guān)鍵重要結(jié)構(gòu)，焊接工藝人員應(yīng)與設(shè)計人員密切合作，從結(jié)構(gòu)的構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體過程、樣件試制、試驗驗證、運用考驗等環(huán)節(jié)實施并行工程，以提高產(chǎn)品研發(fā)和制造的質(zhì)量。

（2）焊工操作技能培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)。通過對新造車行評以及線路運用故障反饋等問題的分析，不難看出，各工廠間以及工廠內(nèi)部的焊工技能水平參差不齊，且存在一定數(shù)量的操作者其技能水平較低，無法滿足產(chǎn)品的焊接質(zhì)量要求。因此，建議貨車制造廠應(yīng)向客車機車行業(yè)學(xué)習(xí)，要把培訓(xùn)與提高焊工技能工作放在提高焊接質(zhì)量工作的首位，爭取培養(yǎng)出一批優(yōu)秀的焊工，使其在具有良好操作技能的同時，能夠在主觀意識里樹立“注重品質(zhì)、關(guān)注細(xì)節(jié)”的理念。

（3）完善鐵路貨車焊接標(biāo)準(zhǔn)及工藝文件?，F(xiàn)有的鐵標(biāo)已經(jīng)無法滿足新一代大軸重鐵路貨車的焊接質(zhì)量要求，特別是在焊接工藝評定，高強度疲勞載荷鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的要求及焊縫細(xì)節(jié)處理，焊縫質(zhì)量等級分級，焊接操作者素質(zhì)的要求等方面與國外標(biāo)準(zhǔn)相比有差距。應(yīng)參考美國標(biāo)準(zhǔn) AWS D1.1，澳大利亞標(biāo)準(zhǔn) AS1554.1、AS1554.5、AS1554.6，歐洲 EN15085 標(biāo)準(zhǔn)，以及 ISO3834 標(biāo)準(zhǔn)等制定一套適合新一代大軸重鐵路貨車的焊接質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)。

（4）開展 EN15085 標(biāo)準(zhǔn)（軌道車輛及其部件的焊接)認(rèn)證工作。按照歐洲發(fā)達(dá)國家的管理理念，其管理體系已覆蓋到具體的專業(yè)領(lǐng)域，例如：軌道車輛及其部件的焊接。軌道車輛及其部件的焊接以 EN15085 系列標(biāo)準(zhǔn)（替代原 DIN6700 系列標(biāo)準(zhǔn)）為基礎(chǔ)建立體系，主要對質(zhì)量要求、資格審查(設(shè)備設(shè)施、人員資質(zhì)、物料存儲與管理等）、設(shè)計、生產(chǎn)以及檢驗與記錄等幾個方面進(jìn)行管理，并以認(rèn)證的形式幫助企業(yè)形成系統(tǒng)的焊接質(zhì)量管控體系。通過開展該項認(rèn)證工作，有助于企業(yè)進(jìn)一步提高其焊接工藝管理水平。

目前，國內(nèi)鐵路機車制造廠與客車制造廠通過 EN15085標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的較多，貨車制造廠尚屬起步階段，需逐漸了解和掌握該套標(biāo)準(zhǔn)與體系，并最終通過認(rèn)證來完善企業(yè)的焊接質(zhì)量管控體系，從而提升企業(yè)的焊接工藝管理水平和實物的焊接質(zhì)量。

3 高性能焊機的推廣應(yīng)用

氣體保護(hù)焊機目前以晶閘管整流為主，由于受整機價格的影響，逆變、具有脈沖功能的以焊接碳鋼、不銹鋼及鋁合金的高性能焊機應(yīng)用較少，應(yīng)逐漸推廣應(yīng)用。

采用高性能焊機可以保證焊縫成形良好，減少焊接飛濺，可選擇的焊接參數(shù)專家系統(tǒng)可以減少人為因素的影響，降低對操作者技能的要求。

4 重視焊接煙塵治理

目前國內(nèi)外對焊接污染的治理主要是針對焊接煙塵和有毒氣體。雖然近年除塵技術(shù)得到了長足的發(fā)展，但由于焊接工況復(fù)雜，治理費用昂貴，大型的鋼結(jié)構(gòu)焊接企業(yè)靠單一的除塵方式效果往往不理想。特別針對寒冷地帶（如我國北方）的煙塵治理，依然是困擾企業(yè)的一個難題。

Study on the Development of Welding Process of Railway Freight

LIU Yan-bin
（Qigihar Zhongche V ehicle Co. L td.，Qigihar，H eilongjiang 161000，China）

Welding is an important process of railway freight car manufacturing industry.Compared with the passenger locomotive truck，there is a certain gap between the level of welding process.Therefore，it must aim at domestic and international advanced technology level to meet development of new products of the heavy and fast trucks and improve the welding process to ensure the ability to achieve a new leap in technology，as well as realize technology breakthrough in fast and heavy trucks so as to adapt to the development of China railway freight transport demand.

truck；welding technology；development

U270.6

A

2095-980X（2016）12-0050-02

2016-11-07

劉艷賓（1968-），山東諸城人，主要研究方向：鐵路起重機及特種貨車的鉚工組焊、機械加工、機械及液壓組裝等。