淺談城軌車不銹鋼車體的制造技術

摘 要：城軌車不銹鋼車體具有強度高，重量輕，抗腐蝕性強的特點，為此本文根據其規格特點，對其制造工藝的難點和相應技術進行了分析，以便為城軌車不銹鋼的制造技術提供有價值的參考。

關鍵詞：城軌車；不銹鋼車體；制造；技術難點

中圖分類號：U27 文獻標識碼：A

城軌車輛車體主要包括鋁合金和不銹鋼兩種，不銹鋼車體在車體強度、重量，以及耐腐蝕性上均具有良好性能，而且其還具有防火性高，維護少，成本低等優勢，因此被得到廣泛應用。為此，本文就不銹鋼車體研制中遇到的工藝難點，以及相應技術進行了深入闡釋。

一、不銹鋼車體的規格與特點

本文中的樣車不銹鋼車體長19米，寬2.8米，鑒于奧氏體不銹鋼抗拉強度強，耐腐蝕性和耐熱性強，而且焊接性和延展性較好的特點，本文以奧氏體不銹鋼SUS3011為主要材料，并輔以奧氏體不銹鋼SUS304材料，中端選用高強度的耐候鋼。車體采用應用較廣的板梁結構，即由底架、側墻、頂蓋、端墻及司機室五部分組成。其中，底架包括端部件、邊梁、主橫梁、波紋地板等部件構成，側墻和端墻均采用骨架加外板結構，骨架則為帽形結構，外板為平直表面。鑒于不銹鋼車體的特點，我們對車體左、右側墻單元分別使用激光焊接結構和點焊結構。頂蓋則由頂蓋邊梁、側頂板、頂蓋彎梁、隔墻、波紋頂板、空調平臺等組成，而司機室則采用不銹鋼骨架和外部套裝整體玻璃鋼罩結構。

二、基本制造工藝分析

不銹鋼車體的零部件與鋁合金車體相比不僅數量多，而且結構復雜。此外，

車體焊后無需進行再次涂裝，因此零部件的質量和精度直接影響整車的質量。不銹鋼車體的制造過程即首先對部件進行制作，然后組成焊接成整車。在制造工藝中，主要包含電阻點焊、熔焊和激光焊3種。其中，①點焊是不銹鋼車體制造中的主要應用技術，這是由于不銹鋼自身的熱物理性和焊接的特性所決定的，對不能進行點焊的部位則采用MAG焊。②熔焊，即為了盡可能地降低焊接熱傳入，減小變形，以及有效降低焊接殘余應力和防治晶間腐蝕，提高接頭強度，不銹鋼熔焊采用小電流快速焊，即采用逆變脈沖焊機，規格為 0.8、 1.0的SS303LSi焊絲。③激光焊接在本次研究中用于左側墻，即側墻骨架，角接和側墻外蒙皮，以及側墻骨架和蒙皮

3部分激光焊對接。

三、制造工藝的難點與技術分析

根據不銹鋼車體的特點，主要應從機械加工以及焊接工藝兩個制造中較為關鍵的環節入手，具體闡述如下。

1、機械加工方面

（1）防止刀具變形和震動

不銹鋼車體由于其材質為不銹鋼的特殊性，因此排屑困難，而且對刀具的磨損較大，二期其低熱傳導性能亦造成刀具變形，而且積屑瘤很容易造成微小塊粉屑留在切銷刃上，致死加工表面粗糙，嚴重的甚至造成不正常的破裂和刀具崩刃。鑒于上述加工中容易出現的問題，所以選擇機床時，一定要盡可能地選擇剛性足夠、功率較大的機床，以防止切削過程中發生變形和震動。為防止震動機床相應的部位間隙應盡可能的小，而且工件的裝夾應牢固，否則也會導致震動的發生。此外，為減小震動還應適當增加鉆心厚度，以及鉆桿強度，而且切削時，刀具切削部位的材料應具有較高的耐磨性和抗溫性。

（2）不銹鋼切削要點

因為不銹鋼具有韌性強、硬度化強、導熱性差、不易切離，以及站復習強等特點，所以在切削加工時，應根據具體情況具體分析，一般主要從以下3方面著手，即①應用較大前角，即在12°～3O°之間，可有效降低切削熱和切削力，減少切削時的震動，減弱加工的硬化效應。②后角應在6°～8°之間，因為后角越大，刀具楔角越小，切削刃強度則會降低，致使刀具磨損加快，同時切削時易發生震動。而后角過小，不銹鋼的變形則增大大，易使加工表面發生摩擦，致使表面粗糙度加深，加速刀具磨損。③切削部分前后刀面的表面粗糙度值，應小于Ra0.4μm。同時，切削刃應保持光潔圓滑，不能有鋸齒狀。所以，在砂輪機上韌磨后，應進行適當的研磨或用油石仔細修磨刀刃，從而使刀具盡快進入正常 磨損階段，提高刀具的耐用度。此外，在切削時，刀刃若出現局部輕微磨損或刀瘤時，必需立即用油石消除，以提高其耐用度。④在不銹鋼鉆孔時，應時刻注意機床運轉時發出的聲音和切屑情況。一般，若用不銹鋼群鉆時，切屑會呈條狀沿鉆頭螺旋槽從孔口泄出，此時若發生切屑雜亂、不順利的情況時，則應立即退刀，以方便排屑，并查看鉆頭是否磨損。值得注意的是，在深孔加工時，當孔深達到3～4個鉆頭直徑，以及l～2個鉆頭直徑時，均應退刀一次，并循環交替此操作。另外，應時刻注意鉆頭的是否出現磨損、刀瘤的情況，以便及時用油石清理。

2、焊接方面

（1）電阻點焊

在不銹鋼車體制造過程中，電阻點焊是較為重要的工藝，在制造過程中，首先應根據不銹鋼車體的點焊設計進行多規格、多層板的點焊工藝試驗，從試驗中觀察、掌握材料的登記編號、板厚的組合變化、以及焊接層數變化導致的點焊工藝參數變化規律。然后結合實際使用的設備、材料等相關條件進行點焊實驗，進而確定產品的實際焊接參數。如當板厚>3毫米時，焊心處裂紋較少，且常存在縮孔。尤其本文選用的奧氏體不銹鋼，因其膨脹系數大，因此更易出現縮孔，因此在操作時，應加大點焊壓力，尤其是熔核形成及冷卻時的鍛壓力。

（2）激光焊接

激光焊接的光斑直徑非常小，所以對零部件的加工和裝備的精度和標準都很高，比如1毫米的板焊接間隙，錯邊必須控制在0.1毫米范圍內，所以操作起來難度較大，在使用中，應盡可能地通過控制零件的加工精度，優化焊接工裝和焊接參數，改進焊接方向體現激光焊接的精確性，對此尚須不斷摸索和實踐。

結語

生產實際證明，本文針對城軌車不銹鋼車體的制造工藝，配置較為合理，技術應用較先進，可靠性較高，試制車車體外觀平整，靜強度實驗亦符合標準，是深入探究不銹鋼車體制造技術的有力參考。

參考文獻

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