焊接技術鐵路貨車60年
隨著新材料的應用和産品質量要求的提高,對焊接質量的可靠性提出了更高的要求。爲減少制造過程中人爲因素的影響,降低工人的勞動強度,提高焊接生産效率,確保焊接質量的穩定,促使貨車行業全面提升焊接工藝制造水平,鐵道部運輸局“以裝備保工藝,以工藝保質量,以質量保安全”的指導方針,要求提升貨車制造工藝水平,並以運裝貨車[2004]285號文件對貨車制造企業提出車體鋼結構關鍵部位須采用自動化焊接,因而必須提高車輛部件的下料精度、組裝精度。鐵道部裝備部以運裝貨車[2006]399號文件對敞車的長直焊縫規定采用自動焊。
一、貨車焊接技術的發展
20世紀50年代初,我國開始仿制貨車,首先仿制C1型30t敞車,采用鉚接鋼底架,鋼骨木板車體。隨著現代工業生産的需要和科學技術的蓬勃發展,焊接技術的不斷進步,將焊接引入到機車車輛的制造和修理上,逐漸用焊接結構代替了鉚接結構,貨車從鋼木混合結構進入全鋼結構。先後制造了敞車、平車、棚車、罐車、漏鬥車以及長大特種車等。
焊接作爲工藝手段,要在熔池凝固的短時間內通過“微冶金”完成焊縫,並要一次成功,這就不能不對母材進行分析研究,對焊接材料進行選擇,對工藝參數進行試驗優選,對焊接設備、裝備進行選擇,對焊工進行培訓等諸多方面,才能焊出符合要求的焊接接頭。
1. 貨車用材料的發展
車輛用鋼材在20世紀50~70年代,采用Q235普通碳素結構鋼,采用以J422爲代表的結構鋼焊條焊接。到80年代後期,開發了屈服強度爲295MPa的Cu-P合金系09CuPTiRe耐候鋼,以及屈服強度爲345MPa的Cu-PCr-Ni合金系的09CuPCrNi耐候鋼。推行采用CO2氣體保護實芯焊絲焊接。進入21世紀後,不同于Cu-P-Cr-Ni高耐候鋼成分體系,屈服強度級別爲400MPa、450MPa、500MPa、550MPa高強度高耐候鋼系列問世,開始采用藥芯焊絲焊接。其中Q450NQR1鋼已經廣泛用于70t、80t級貨車制造,爲貨車增加載重提供了條件。2005年開始,采用耐候性能更好的鋁合金和TCS經濟型鐵素體不鏽鋼,新材料的采用對焊接裝備、焊接工藝提出了新的要求。
2. 焊接裝備的發展
焊接裝備包括焊接設備、焊接輔機具和堆高機切割設備。在20世紀60~70年代各工廠一般只有手工交流焊機和手工直流焊機;到70~80年代有了少量氣體保護焊機和埋弧焊機;90年代開始氣體保護焊機、埋弧焊機數量大幅上升;2000年後采用數字化焊機、焊接專機、焊接機器人等先進設備。比如敞車側牆、端牆用上了焊接專機,C80B型不鏽鋼敞車的焊接采用數字化焊機、焊接機器人焊接等。下料工序,在60~80年代采用剪板機下料和手工氧乙炔切割,從90年代開始則采用數控火焰切割機、數控等離子切割機、精細等離子切割機、激光切割機等自動化設備。
3. 焊接技術的發展
在20世紀60~70年代,車輛焊接采用焊條電弧焊方法及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氣體保護焊方法,到80年代在各貨車新工廠廣泛采用CO2氣體保護焊工藝。90年代末期開始推廣采用飛濺小、外觀成形好的富氩混合氣體保護焊方法,焊接生産率和産品質量大大提升。2000年後由于新材料、新技術的應用,促進了MIG焊、MAG焊、TIG焊等焊接方法在貨車行業的應用。
貨車企業大力推廣先進的自動、半自動的下料工藝、焊接工藝和焊接專機,自動線或柔性生産線,焊接機器人和各種不同水平的低成本生産流水線,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一大步。接著裝備部又提出精益制造的理念。各制造工廠循序漸進的按照運裝貨車400號等文件的技術要求進行敞車生産制造,在工藝試驗研究、工藝裝備、焊接工藝、焊接質量控制等方面加大投入和改進,敞車的制造質量穩步提升。
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