牛少锐

摘要：随着世界经济的不断发展，人们对快捷交通方式的需求不断增加。铁路货车与火车不仅世界各地交通枢纽的重要的组成部分，也是国家必须不断发展的基础设施之一。激光切割技术与传统的铁路加工技术相比可以有效地加快路铁路货车与火车的制造。本文对激光切割技术在铁路货车及火车制造中的应用做出了探讨。

关键词：激光切割技术;铁路货车;火车;应用

1 激光切割技术的内容

激光切割技术兴起于20世纪70年代，属于脉冲激光技术的类型。激光切割技术适用于金属材料与非金属材料工件的加工。激光切割技术在加工过程中会使工件表面保持外观的质量，不会损害加工工件的形状与外表。精密度高，柔韧性强，加工范围广，是激光切割技术所具有的优势[1]。激光切割技术是通过运用聚焦镜把二氧化碳激光束在材料表面聚焦以此使材料逐渐融化，同时需要把融化的物体通过与激光束同轴的压缩气体吹走，将融化的材料吹走后，激光束需要与材料做出固定轨迹的运动，从而在加工材料表面形成切缝。激光切割技术具有缩短加工时间、降低工件的生产成本、提高加工所需工件质量的作用。我国铁路货车与火车的稳定性需要通过激光切割技术来保持，在进行激光切割技术同时采用电脑对加工进行控制，可以有效的提高制造过程的效率。激光切割技术在铁路货车与火车的建造行业中应用也越来越广泛，各种三维冲压件的切割加工都离不开激光切割技术，激光切割技术具有很大的市场需求与发展前景。

2激光切割技术在铁路火车制造中的应用

2.1铁路火车的零件的配置

激光切割技术适用于铁路火车不同种类型的配件。火车的配置材料包括低碳低合金钢、奥氏体不锈钢和铝合金、耐大气腐蚀钢及铁素体不锈钢等，对于这些铁路火车的配置材料，激光切割技术均可以进行加工。可以说铁路货车中所有的配置材料及板材件都可以通过激光切割技术进行加工，通过激光切割技术更好的完成铁路火车的制造。

2.2加工精度较高

与其他的切割设备相比，激光切割设备具有加工精度高的特点。对铁路火车来说，铁路火车的配置零件需要具备很高的加工精度，普通的切割设备不能满足这一较高的加工精度，需要通过激光切割技术进行[2]。与普通的切割设备相比，激光切割设备的加工精度比其它的切割设备高五到十倍，几乎可以满足火车所有配件加工精度的需求

2.3较窄的割缝宽度

铁路火车配件的间距需要减小以此提高铁路火车材料的利用率，激光切割技术可以有效地缩小切割时的缝隙宽度，激光切割技术在切割时不会产生很大的切割渣，离子切割机和数控精细等离子切割机切割材料时的割缝宽度较大，不能满足铁路火车配件割缝间距的需求。

2.4较高的材料利用率

激光切割设备在进行材料切割时可以有效地提高材料利用率，在进行铁路火车不同配置材料的切割时，激光切割设备切割后所产生的边角料可被充分利用。

2.5切割粗糙值低

与其他切割设备相比，在切割同一种铁路火车的同一种配件时，激光切割设备切割后材料质量较高，切割完成后材料切面的粗糙值不高。对于铁路火车制造行业来说，进行激光切割后切割材料切断面的粗糙值最低，其他数控切割设备切割后加工材料切割面的粗糙值都较高，导致切割后切割材料的质量降低。

2.6热影响较小

在铁路火车的切割过程中，由于热的影响切割材料会产生热影响区。与其他的切割技术相比，激光切割技术的切割材料所产生的热影响区较小，激光切割技术在切割时对切割材料会输入较低的热能，以此缩小热影响区。在进行火焰切割时，切割材料将会被输入很大的热能，以此产生很大的热影响区。在铁路火车制造过程中，如果切割材料的热影响区较大，铁素体不锈钢中的晶体会受热的影响而逐渐增长从而使铁路火车材料有淬硬的可能，这会使铁路火车的制造效率大大下降，鐵路火车若想提高焊接质量，就必须降低切割材料的热影响区。

2.7成本较低

铁路货车和火车在制造过程中进行大批量生产时，加工工艺应选择模具落料的方式进行，此时的生产的批量较大，每一个加工配件都需要均摊相应的费用，以此降低铁路火车制造中所需的成本。如果铁路火车在制造过程中的生产批量很小，此时的加工需要采用模具冲裁的工艺方法，模具具有较长的制作周期，有时都产量不能满足火车制造过程中的需要，此时需模具生产量很少，在进行费用均摊时，铁路火车的加工的成本费用就会提高。

3优激光切割技术的不足

3.1激光切割设备成本较高

对于激光切割设备来说，国产激光切割设备与进口激光切光设备的购买费用都很高。国产激光切割设备需要二百万左右，进口的激光切割设备需要五百万左右。对于激光切割设备中精密度较高的零件，在出现故障时需要专业的维修人员进行维修，这要求维修人员具有较高的专业能力。由于激光切割设备的零件较为精密，在市场中很难采购，如果激光切割设备的零件出现故障便很难在短时间内购置完全，不能很快对设备进行维修，与此同时，故障也不能在短时间内维修好，进而会产生较高的维修费用阻碍铁路火车制造的进行。

3.2激光切割设备切割速度低

激光切割设备虽有较高的精密性，但在进行切割工作时切割速度较低。与其他数控切割设备和离子切割设备相比，在切割相同材质的配件时，激光切割设备切割速度相对而言较低。激光切割设备的切割工作效率会影响铁路货车与火车制造效的进度。

3.3生产大批量配件的效率低

在进行铁路货车与火车的制造工作时，激光切割技术起到了不可替代的作用。与其他切割设备相比，激光切割设备的精密度更高、切割方式更为灵活适用于铁路和火车制造时各种零件的加工[3]。但激光切割设备的成本费用较高，这将会提高铁路货车与火车制造时的成本费用。因激光切割技术相对于其他切割技术的切割速度较低，这将会降低铁路货车与火车制造时的工作效率，不适用于制造所需配件的大批量生产，只适用于精密度高、所需配件较少的制造工作。

4 结束语

综上所述，随着社会经济的不断发展与进步，铁路货车制造行业不断的变化与发展，我国铁路货车与火车的制造行业已经不满足之前的小批量生产。目前我国铁路货车的制造行业已由原来的小批量生产转换为面向国际的大批量、多品种生产。这是我国铁路货车与火车制造行业上的历史性的转变。传统的加工设备与加工方式在如今的铁路火车制造行业中应用频率越来越低。

参考文献：

[1]巴一，战金明，师文庆，黄江，梁志刚，黄进钰，安芬菊，赖学辉.激光加工技术在农机制造中应用的研究进展[J].南方农机，2020，51（05）：7-8+13.

（作者单位：中国中车大同电力机车有限公司）