中车长春轨道客车股份有限公司 马威 吉林长春 130000
摘要：交通轨道焊接技术越来越走向成熟化，近年来随着交通建设的大力发展，轨道交通焊接技术手段正朝着多元化方向发展，其中搅拌摩擦焊接工艺在轨道连接方面发挥着不可替代的作用。文章通过对搅拌摩擦焊接的工艺原理和优势分析,充分对比这项工艺手段在国内外的发展状况，通过车辆焊接案例进行相关验证,对搅拌摩擦焊接工艺在车辆及轨道方面的应用进行系统全面的研究。
关键词：搅拌摩擦焊；轨道交通车辆；应用
引言：
我国经济建设高效发展,离不开交通建设的更新完备，经济持续增长也使得交通事业能够平稳发展。交通事业的向前推进给各类制造业注入了新的生机，车辆制造企业在进行车辆制造时采用最多的就是铝合金材料,有时会用到不锈钢材料，在进行材料组合连接时通常采用电弧气保护焊接工艺。
气体保护焊接是一种最常用的熔化焊接技术,通过电弧产生的高温把需要焊接的金属部分熔化成液体状态,在冷却过后形成强有力的连接粘合性,保护气的主要作用有两个避免金属被氧化和维持电弧稳定燃烧。这种焊接工艺由于实操性较强连接效果也比较显著,一直被广泛应用于各项焊接工作当中，电弧气保护焊接技术对母材和填充金属的使用有明确标准和规范,在焊接工作中会发出刺眼的弧光、火花及烟尘,给工作人员和环境造成不良影响。对母材加热不均匀也会导致金属接头的效果受损。制造企业在生产过程中探索出了更适合轨道交通车辆焊接的新型技术手段，利用搅拌摩擦焊接技术代替电弧气保护焊接,减少了工作过程中的污染以及操作性误差，让金属接头表面状态更加良好。
搅拌摩擦焊接工艺不会产生弧光火花甚至是烟尘，因此它对工作人员和环境影响基本无害，由于其在焊接效果和环保程度上具备很强的优势，因此在航空航天制造领域、汽车船舶制造领域很快便获得广泛推广。
1搅拌摩擦焊接技术的定义
搅拌摩擦焊接工艺最早起源于英国，它是一项由英国发明并持有专利的技术手段。经过漫长的升级改造,搅拌摩擦焊接技术在使用范围和焊接效果上都有了很大的进步和提升。在具体焊接工作中,首先用高强度材料制成的搅拌头在金属连接部位进行高速转动,通过搅拌头和金属材料之间高速摩擦产生的大量热,对金属材料进行熔化重塑。随着搅拌头有规律的移动,被焊接金属材料能够产生轨迹纹路相对清晰的焊缝。
搅拌头的硬度非常大,在与金属材料接触并高速转动时能够摩擦生热,产生稳定持久的热量;搅拌头在金属焊缝处的迁移能够改变金属原有的组成结构。在具体工作当中只需要将焊接力度和时间把控好就能形成高质量的焊接点。
搅拌摩擦焊接技术包括单轴肩和双轴肩两种形式，二者之间的差异在于搅拌头的组成和结构上，双轴肩搅拌摩擦焊接头由上下两个轴肩组成,工作时通过轴肩和搅拌针构成的搅拌头转动摩擦金属放出热量，并随着搅拌头的迁移形成金属焊接缝隙。单轴肩和双轴肩焊接工艺在具体应用时根据用途不同，使用方法和场合也有所差异[1]。
2搅拌摩擦焊接技术的应用
从国内发展现状分析来看,搅拌摩擦焊接技术主要应用于车辆制造，具体包括车辆零部件的焊接工程,焊接的金属材料一般为铝合金。轨道交通车辆在车体和内部结构上采用不同规格型号的金属材料，具体焊接工程需要根据金属特性做出调整。
枕梁是位于车辆底部具有高承载性能的金属框架,车身结构需要和枕梁进行密切关联,衔接部分是否严密关系到车辆运行的安全性和可靠性。在焊接工作中要结合金属材料相关参数和性能制定合理的焊接计划，保证焊接工作高效高质量的完成，金属接头处要进行安全检验,确保焊缝严密,焊接点不存在缺陷和障碍问题,通过相关测试工作选择适合车辆枕梁焊接工作的材料和金属[2]。
车钩座板也是车辆底部承载性能较强的金属结构,它在连接车体之中发挥的作用也是不可忽视的。中车唐山公司就某一动车组车钩座板展开深入研究,通过选用不同型号厚度的铝合金材料进行相应的焊接工程，最终得出在相应工作条件下，MIG焊接头的性能和作用均低于铝合金材料。
6005A 属于混合型金属材料，它本身具有高强度等合金具备的一些物化性质﹐通常被用在车身制造中,车辆制造企业对这种材料进行了不下数次的运用和测试，其中包括搅拌摩擦焊接工艺的实验。浦镇公司通过搅拌摩擦焊接测试对5 mm厚度的6005A - T6铝合金进行焊接工艺,测试结果显示,这种工艺手段的焊接技术金属头部分具有很高的抗拉强度，焊接效果十分乐观。随后中车四方股份公司对4 mm厚的6005A -T6铝合金材料进行了相同的搅拌摩擦焊接,通过实验测试发现接头焊缝处的抗腐蚀性能非常强大,随着温度热量的不断提升，该区域抗腐蚀等相关性能会有所下降[3]。
制造企业在研究测试中主要针对同种材料的联系和衔接,轨道交通车辆制造当中接头处的连接类型多种多样,根据不同形式分为T型和搭接型,在具体制造当中T型接头的运用范围更广频率更高。中车长客股份公司针对不同型号材料的T型接头进行了焊接测试工作，最终得出了符合车辆车身制造的高性能材料及焊接工艺，对轨道交通车辆制造提供了参考典范，能够推动我国搅拌摩擦焊接工艺的发展进步。
3结束语
搅拌摩擦焊接技术在轨道交通车辆制造中不可或缺，国内经济水平的发展和交通运输业的繁荣为搅拌摩擦焊接工艺的革新完善创造了有利空间,测试结果显示,搅拌摩擦焊接工艺具有很高的优势地位,无论是从焊接效果出发还是从环境资源问题考虑，搅拌摩擦焊接工艺都是对传统焊接技术的颠覆和创新。我国目前掌握的搅拌摩擦焊接技术还存在一定的滞后性和局限性,同其他国家相比，在核心科技和焊接工艺上依旧存在落差，在具体焊接工作中面临的挑战和问题颇多，焊接效果达不到高水平要求，失误甚至是失败现象鲜有发生。因此我国对搅拌摩擦焊接工艺的应用还需要不断测试和探讨，通过研究提升焊接技术的水平和效用,为轨道交通车辆的制造谋求更合适的发展机遇。
参考文献：
[1]张泽勇, 林正帅, 傅晔,等. 搅拌摩擦焊在轨道交通车辆的应用研究[J]. 轨道交通装备与技术, 2020(5):9-10.
[2]任少华. 搅拌摩擦焊技术在轨道交通车体制造中的发展和应用[J]. 建筑工程技术与设计, 2017(33):2278.
[3]席伟明, 张健涌. 搅拌摩擦焊返工工艺研究[J]. 金属加工:热加工, 2013(22):53-55.