孟庆新
中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东省青岛市 266000
摘要：激光焊接技术是一种较为先进的焊接技术，被大量的应用于轨道交通制造之中，主要处理的是轨道交通车辆外观综合性能较差的问题。激光焊接技术优点众多，实用性强，效率高，且焊接熔深大。是帮助提升轨道交通车辆综合效率的不二之选。目前我国开展相关的激光焊接技术研讨，主要目的是为了突破当前的发展瓶颈期，突破国外的技术封锁，在技术发展和创新方面追赶国际领先位置。因而本文将脚踏实地，从激光焊接技术的基本应用内容和工艺优化上入手，通过对技术工艺的进一步认识，提高实际的应用效率和研究进展。
关键词：激光焊接技术；轨道交通车辆；应用
1.前言
伴随着城市化建设的不断发展，全球在轨道交通方面都有着大动作和大进展。由于不锈钢轨道车自身所带的优点，诸如自身重量轻、具有一定的抗腐蚀和抗打击能力、制造技术较为先进且工艺简单、后期的维修工作少、利于未来环保事业的发展等等诸多的优点，因此全球范围内都十分注重轨道交通车辆的研发以及创新技术的进展工作，目前欧美多数国家已经掌握了十分完备的技术，且轨道交通车辆研发成为了很多发达国家的发展战略[1]。我们将眼光放回到国内，我国对于轨道交通发展和激光焊接技术的创新尚处于发展和摸索进步阶段，因而目前突破和创新技术是我国发展的重点。其主要目的是为了突破国外对该技术类型的垄断和限制，填补国内在轨道交通激光焊接技术方面的空白。
2.部分熔透激光叠焊技术
部分熔透激光叠焊技术主要是取代电阻点焊技术，改善不锈钢车辆的密封性和整体结构。不锈钢材料在车辆中的运用决定了焊接的手段，电弧熔化焊接并不适合热物理性质的不锈钢材料，因而我们目前选择的还是电阻点焊的手段。通过电阻点焊对不锈钢结构的外板以及骨架进行组装，其优缺点也十分的明显，优点在于电阻点焊强度较大，能够降低车体本身在焊接过程中产生变形，但是缺点很多，电阻点焊需要点状焊接，焊接点太多导致外板十分的不美观，甚至可能会出现变形，点焊对车体外观以及质量都没有很高的保证，且结构组装起来之后但是密封性较差。部分熔透激光叠焊技术是目前我国使用到的最为先进的激光焊接技术。它通过激光进行焊接，其强度足够，且由于激光技术对参数的确定，叠焊还能保证准确性和一致性。在焊接的过程中，并不会因为焊接强度或者焊接点位的问题出现变形或者是改变外观。高强的控制能力让部分熔透激光叠焊技术具备了更强大的平衡使用能力[2]。
3.部分熔透激光叠焊参数
激光叠焊参数的变化，直接的关系到焊缝熔深以及焊缝熔宽，作为影响焊接质量的两个重要的参数标准，他们在实际评价中起到了至关重要的作用。而焊缝的熔深以及熔宽主要是不锈钢薄板激光叠焊焊缝过程中的激光功率以及焊接的速度决定的。因而我们明确了参数设置的重要性，它将会直接影响不锈钢车辆的整体焊接质量，因而合理匹配激光功率与焊接速度，能够很好的控制焊缝的形成，在确保下板外表面质量不受影响的基础之上，也有助于焊接过程的稳定性。这里举例说明我们在日常的熔透激光叠焊技术运用过程中，使用到的焊接参数。
七个相同激光功率水平焊接参数，五个焊接速度水平一致的焊接参数，其中激光功率水平一直控制在800---1500左右，而焊接的速度水平一直控制在20---45mm/s，一共三十五组焊接工具，全部使用该类型参数进行工作，在剪切荷载的工作状态下，我们对相关焊接施工的下板外表面质量进行了计算统计，最终数据表明，只有在激光功率和速度同时达标时，不锈钢薄板激光搭接焊接质量才能够达标，过强的施工速度会导致剪切的强度太低，而过大的激光功率又会导致背面焊接的质量太差[3]。因而激光功率和焊接速度一起决定着搭接接头的剪切载荷以及下板外表面的质量。
4.部分熔透激光叠焊焊缝处理
激光焊接会导致材料在短时间内熔化和汽化，焊缝出现之后材料会迅速的凝固，因而形成十分特殊的显微组织。我们通过处理发现，激光焊接与常规焊接相比较而言，其显微组织呈现的状态各不相同。这是因为激光焊接过程中会导致部分金属熔化，熔化的金属又在很短的时间内凝固，从而产生了固态的结晶，而在熔合区域的内部，这部分固态晶体所呈现的是迅速发展和生长的态势。在固液界面，熔合线晶体会逐渐的长大，直至与熔合线呈现平行的状态。像是枝干状的晶体一直从外部朝着焊缝的中心位置延伸，这期间晶体不断的发展壮大，最终枝干形状的物质延伸变成了等轴枝样的晶体形状。这样生长模式下的晶体呈现出的形状较为规律，且整体晶粒呈现出较细较软的状态。
5.部分熔透激光叠焊疲劳性能
这部分内容我们主要采用到的是高频疲劳实验系统，对熔透激光叠焊的疲劳性能进行实验，实验主要集中在叠焊接头上[4]。在此我们主要使用升降法对焊接接头的使用情况进行实时的记录，并根据展示情况获得疲劳寿命的曲线。通过具体实验表明，相同循环次数下，电阻点焊接头的疲劳寿命极限值较小，而通过不锈钢搭接激光进行焊接的接头疲劳寿命要比前者高至少1.5倍。这一数据直接表明熔透激光叠焊的疲劳性能表现并不突出，其疲劳寿命的曲线表达较为显著。
6.优化车体结构
对于熔透激光叠焊技术的实际运用情况，我们需要有针对性进行讨论。在实际运用于不锈钢轨道交通车辆的外部车体结构建造时，应当要适应车体本身的结构，针对熔透激光叠焊技术进行改造。改造完成的激光焊接技术，具备更强的美感和强度，能够有效的避免立柱和外墙板之间出现垂直方向的缺陷。目前已经在运作中的新型不锈钢客车表面使用的是通过优化的无痕小尺寸部分熔透搭接激光焊，这种焊接手法的密度较大，在小范围内能够有效的提升焊接的密度，从而增强小尺寸环境下的焊接强度，以此来提升客车运行的稳定性以及安全性。不锈钢城轨客车一直在发展和突破中，由此我们可以看到激光叠焊技术的不断优化与适应能力。在满足当前运行需要的基础之上还能有所突破和发展，因而激光焊接技术的前景十分的可观，可研究的内容也十分的多样化。
结束语
通过以上内容，我们可以直观的了解到，最为一种焊接新技术，激光焊接技术的运用能够有效的提升接头强度，保证美观的同时还能保证质量，能够提升利用率，并且对于后续防护工具以及保护工序的运用强度较低，体现了更高等级的生产效率。目前激光焊接技术已经成为了全世界争相发展的重点项目之一，我国对该技术的运用不仅填补了轨道交通制造领域的空白，它也将成为提升国际竞争力的有力武器。
参考文献：
[1]王洪潇,王春生,何广忠, 等.激光焊接技术在轨道交通车辆中的应用[J].城市轨道交通研究,2020,23(4):85-88.
[2]谷晓杰,孙崇远,王和欣.不锈钢激光焊接工艺在轨道车辆中的应用[J].写真地理,2021,(5):339.
[3]董彦妮, 张振鹏. 焊接技术在轨道交通车体中应用现状及发展趋势[J]. 科学技术创新, 2019(05):178-179.
[4]吕安松、苏金花、杨则云、朴东光、李文夏、韩晓辉. 不锈钢激光焊接工艺规范在轨道车辆中的应用[J]. 机车电传动, 2020, No.276(05):40-44.