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激光清洗在焊接上的應用

2020/11/20

     以鐵路鋼軌為例,鐵路網絡可以說是我國交通網絡中至關重要的組成部分,2015年底我國運營鐵路總長達12.1萬公里,居世界第二。其中高鐵里程超1.9萬公里,居世界第一。中國高鐵運行速度160~320 km/h,要求全部使用無縫線路(道岔、隧道、橋梁、站臺等特殊路段除外);無縫鐵路能節省15%以上的維修費用,延長25%的鋼軌使用壽命?,F如今無縫鋼軌已成為我國整個鐵路網絡的主要鋪軌類型,我國鐵路線路的無縫化達70%以上。無縫鋼軌生產關鍵工序為鋼軌焊接,而鋼軌的清洗技術對焊接的影響至關重要。

     鐵路鋼軌表面銹蝕組成:紙質標簽、氧化皮、銹、漆、油脂、灰塵組成的多組分混合物。采用傳統的砂輪打磨清洗會存在很多問題:

  1、深度打磨,保證清潔度,卻破壞鋼軌表面弧面形貌。鋼軌間及鋼軌與輪轂間存在不均勻過渡區及縫隙,列車抖動嚴重,高速運行列車產生微顫,降低了乘客的舒適性;

  2、減小打磨量,保證弧面形貌,卻導致銹蝕殘留嚴重。焊接電流大范圍急劇變化(不穩度±(200~1600 A ))。焊接電流大幅變化,使焊縫產生晶粒粗大、灰斑等難以探測的缺陷,埋下了嚴重的安全隱患;

  3、目前打磨清洗銹蝕殘留20%~30%,導致焊接失敗率達10%;修復工序極為繁瑣,成本達3萬元/焊頭,制約了無縫鐵路鋪軌生產進程;

  4、消耗大量砂輪耗材,已對環境造成了粉塵污染,對工人健康產生了嚴重的危害

  5、鐵路維護修理工作繁重,激光清洗技術能夠替代人工打磨清洗推動我國高效自動化鐵路在線修復工作進程。

  采用激光清洗則能避免以上所述問題,具有如下優點:

  1、清洗光源可自適應鋼軌弧面形貌,最大程度減少基材破壞,銹蝕清除率大于99%,基材損傷<0.01 mm;

  2、激光清洗可實現污染物選擇性清除,提高清潔度,保護基材;

  3、無耗材綠色清洗技術,消除粉塵污染,大幅降低清洗成本;

  4、清洗光源可利用光纖柔性傳輸,與機器人集成工作;

  5、大幅提高清洗質量,提升焊接成品率、鋼軌焊接強度及可靠性,消除安全隱患。

     激光焊接市場廣闊,與之相應的焊前預處理的需求也會增加,激光清洗技術能夠實現對基材無損害且無二次污染的焊前預處理,是保證焊接質量的好幫手。


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