王汉卿 蔡玉清 沈建国

摘要：车体各结构通常使用不锈钢材质，因该种材料可以帮助车体抵抗各种腐蚀的侵袭、抵御高强度的冲击。同时不锈钢材料质量轻，因此使用后可减轻车辆重量。焊接由不锈钢材质制成的车体不同部位，需要区分部位的差异性，采取点焊、脉冲熔化极气体保护焊、脉冲TIC焊接工艺等在内的焊接方式。

关键字：不锈钢;焊接工艺;点焊;气体保护焊

一、不锈钢车体结构材料

通常车体包含几大部分，如侧墙、底架、地板等。车体整体采用SUS301L、SUS304奥氏体不锈钢材料。其中，不同部分所需的不锈钢材质略有差异。底架通常使用的是优质耐候钢用于制成牵引梁和枕梁;将δ≤2 mm的不锈钢薄板经过滚軋工序变成波纹板，便于用于侧墙板、地板。下表便是关于SUS301系列中不同牌号的不锈钢类别的性能分析数据，车体中车门内外板、外板立体接头、车顶弯梁、波纹地板、边梁、可分别对应 LT、DLT、ST 、MT、 HT等不同不锈钢牌号。

二、关于不同车体部位的不锈钢材料焊接工艺

滚焊、氩弧焊电焊、等离子弧焊等都属于不锈钢材料专属的焊接工艺方法。不同的焊接工艺适用于车体不同的焊接部位。例如，焊接不锈钢车体大多运用氩弧焊点焊和滚焊工艺;8≤4mm的薄板以及8≥3mm的构件，通常运用TIC焊接以及MIG焊接;滚焊可高效焊接顶板、波纹地板等薄板。

一.底架

不锈钢车体的底架对外观质量没有做过多的要求，但是尤其重视的便是底架的强度。整体底架的焊接采用氩弧焊的焊接方式，将耐候钢和不锈钢件焊接组合，形成完整的不锈钢车体底架构造。

（二）车顶

车顶有两部分构成，一是车顶的顶板，二便是车顶的骨架。首先，车顶的顶板是需要将波纹不锈钢通过滚焊焊接的方式，将所有的波纹不锈钢板焊接成整张顶板。然后将顶板按照顺序铺设在车顶骨架上，并通过氩弧焊的方式连接顶板和车顶骨架。

二.侧墙

全车最为核心的部分便是侧墙部件。与车体底架不同的是，车体的侧墙需要拥有优质的美观度和平整度。同时长度和高度也要达到硬性要求，侧墙的焊接可通过点焊的方式进行连接，但需要注意的是点焊之后的侧墙表面不能出现凹痕，以免影响车辆美观度。

三.端墙骨架

采用不锈钢所制造的车体骨架作为车体的定位基准，可采用点焊的工艺手段，目的在于提升骨架的平整度，以免焊接发生变形。

四.波纹地板

由波纹板组成的车体车顶板和地板，如果采用点焊的焊接方式，将两者之间存在的焊缝进行填补，只会造成更为恶劣的车顶泄漏等不良影响。但如果不针对焊缝采取措施进行补救，那么便无法保证车体的密封性，解决此类问题便需要运用滚焊的方式，通过电极滚动所产生的连续熔核，既能够填补焊缝的空缺，同时也能够保证波纹板的完整性。

三、不锈钢焊接问题及解决对策

一.晶间腐蚀问题

不锈钢焊接所出现的晶间腐蚀现象，严重影响材料的耐腐蚀性。究其原因在于不锈钢中碳化已超出标准。为了中和过多的含碳量，可加入一些稳定元素，如钛元素等，降低碳化络析出含铬量。

二.接热裂纹敏感性问题

不锈钢焊接热裂纹敏感性现象的规避，可运用较小规范控制焊缝中的杂质元素含量，目的在于防止金属过热或晶粒长大粗化。

三.应力腐蚀问题

不锈钢材料中残余的应力在不断的累积当中，造成对材料的腐蚀。而此种问题的解决方法包含表面处理、退火热处理等不同方式。除此之外，在设计不锈钢车体的过程当中，设计应规避应力集中也可以对应力腐蚀起到相应的防止效用。

四、不锈钢车体结构焊接方法

（一）电阻电焊工艺

由于不锈钢具有特殊的物理性，因此在焊接方面需通过点焊工艺连接不锈钢车体侧墙板、构件和端墙板。但是通过该种焊接方式，一旦焊接线能量超出标准负荷，焊接残余应力会直接导致不锈钢焊接变形，改变焊后金相组织，降低材料的强度形成晶间腐蚀。针对种种弊端，最需要做的便是采用电阻电焊，减少焊接缺陷。

点焊新型钢结构部件，需要选取最佳的电焊焊接参数范围。选定方式可通过接头试件力学性能以及焊点端面的破坏性实验，从而做出最佳抉择。无损检测点焊接头无法在实际操作中进行，而点焊试件的质量则需要验证点焊质量和接头强度来得以实现。通过使用普通的工频交流点焊机，进行焊接循环，无需借助特殊的工艺措施，则可有效保证焊接质量。

（二）脉冲熔化极气体保护焊（GMAW）

GMAW焊接借助脉冲峰值电流焊接不同厚度的不锈钢车体低合金钢板材。脉冲熔化极气体保护焊在生产效率方面相较于TIC焊接工艺，生产效率高于后者3～4倍，并同时兼具热量集中、大功率电弧等各种优势。除此之外，相较于MIG焊接工艺，GMAW焊接工艺在热输入量方面大幅度递减，同时也可高效的提升熔深和电弧挺度。

（三）脉冲TIC焊接工艺

脉冲TIC焊接工艺在脉冲作用下，每个焊接点都能够获取优质的焊接热循环。在热数量降低的前提下，焊接薄板或者车体底层。焊接过程飞溅少，同时焊接完毕后的焊缝外观美观。为有效开展脉冲TIC焊接工艺。需要注意以下几点技术要点：第一，焊枪顶端一般最适宜伸出的电极长度大约为4～5mm，电极长度5～6mm是用在较深区域开口处，而2～3mm一般应用在角接头保护性不好的焊接区域;第二，1～3mm的电弧长度可以有效的规避焊接缺陷;第三，当电流和焊接速度处在较低的范围之内，可以规避底层焊接所发生的底层焊道氧化、高温裂纹等不良现象;第四，为获得高质量焊缝，焊接送丝焊接前一点需要提供直径2/3的范围用于被后一焊点压住。

五、结论

综上所述，目前不锈钢材料焊接工艺方法仍伴随着焊接变形、焊接热影响等需改善的问题和弊端，目前流行的激光焊对于热输入量以及焊接变形方面体现出巨大的优势，对于目前使用的焊接方式还需不断优化焊接工艺参数，将其应用于不锈钢制造和焊接，进而为车体结构的良性发展保驾护航。

参考文献：

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