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摘要：全球资源的日益紧张对铁路列车轻量化提出了迫切的要求。采取SUS301L系列不锈钢制作车体，在满足强度和耐腐蚀要求的前提下，将大大减小车体的重量。随着光纤激光器的不断进展，它在工业生产上的已经推广利用，特别是和机器人的配合作业，大大提升了生产效率。本论文着眼于激光焊接技术在不锈钢车体制造上运用的探讨，论证激光焊接技术在不锈钢车体焊接上的可行性。本论文对不锈钢车体三种典型接头进行工艺试验及相关性能测试，其中包括：1mmSUS301L-HT角接焊缝，实现单激光单面焊三面成形，得到的焊缝变形小组织均匀；4mmSUS301L-DLT拼接焊缝，单激光焊接焊缝抗拉强度为母材99%，弯曲试验时，在弯曲180°后，焊缝无缺陷产生。为浅析该接头的抗晶间腐蚀能力，根据标准GB/T4334-2008进行晶间腐蚀性能测试，结果表明该接头具有良好的抗晶间腐蚀性能；1mmSUS301L-HT+2mmSUS301L-DLT的非熔透搭接焊缝，通过优化工艺，得到符合标准EN15085-3中抗剪切力要求的搭接接头，即激光焊一条20mm长的焊缝相当于电阻点焊的一个点焊接头的剪切力，且2mm未透板外表面无焊接印痕。根据标准GB/T13816，对蒙皮激光拼焊接头进行疲劳性能测试，在1×107条件循环次数下，2mmSUS301L-DLT激光拼焊焊缝的疲劳极限为310MPa，略小于相同条件下的母材疲劳极限330MPa，远优于MIG焊的疲劳性能。在工艺试验的基础上，通过小部件单元的试焊接将工艺参数进行调整，然后利用机器人-激光器焊接系统完成不锈钢车体部件门框和侧墙的焊接，其中整个侧墙平面度小于2mm，门框对角线误差制约在3mm以内，得到的部件最后成功地进行了整车的安装，论证了不锈钢车体激光焊接技术的可行性。关键词：光纤激光器论文不锈钢激光焊论文晶间腐蚀论文疲劳性能论文
摘要4-5
Abstract5-9
1 绪论9-21
1.1 引言9-13
1.2 激光焊接技术在列车制造上的运用13-19
1.3 课题探讨的作用和探讨的内容19-21
2 SUS301L 不锈钢激光焊接工艺的探讨21-43
2.1 激光焊接设备21-22
2.2 试验材料22-23
2.3 激光焊接工艺的几个重要参数23-25
2.4 SUS301L 不锈钢车体典型接头工艺25-38
2.5 三种接头的金相组织38-41
2.6 小结41-43
3 4mm 板激光拼焊接头的抗晶间腐蚀性能试验与浅析43-47
3.1 晶间腐蚀的特点43
3.2 不锈钢晶间腐蚀的机理43-44
3.3 晶间腐蚀试验设计44-46
3.4 试验结果46
3.5 浅析讨论46-47
4 激光拼焊接头的疲劳性能试验与浅析47-57
4.1 疲劳探讨47-48
4.2 疲劳寿命的估算48
4.3 氮元素对 SUS301L-DLT 疲劳性能的影响48-49
4.4 疲劳试验策略和具体试验步骤49-52
4.5 试验结果浅析52-57
5 不锈钢车体部件制作57-73
5.1 小单元部件的焊接57-59
5.2 不锈钢门框的制作59-64
5.3 不锈钢大侧墙的制作64-72
5.4 小结72-73
6 全文总结及展望73-75
6.1 总结73-74
6.2 工作展望74-75