理论教育 铝合金与不锈钢车体材料对比分析

铝合金与不锈钢车体材料对比分析

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:铝合金车体目前普遍采用大型桁架式中空型材组焊形式。相比之下,虽然铝合金车体的耐腐蚀性能较差,但中空铝型材平整、挺拔,又可根据用户要求选择不同的装饰和颜色,因此给人的感觉是庄重、美观,广大乘客容易接受。

铝合金与不锈钢车体材料对比分析

1.轻量化与价格

以16 t/14 t 轴重的A、B型车体为例,轻量化方面:不锈钢与中空铝型材相比,铝合金车体每节减轻1 t 左右;价格方面:SUS304 不锈钢和6063 铝合金两者的原材料单价相差无几,但是由于薄板不锈钢车体是板梁结构,故需大量工装、模具、夹具、样板和中间检查手段,生产工艺极其复杂,费工费料,产品价格还是不锈钢车体偏高。

2.制造工艺

不锈钢车体采用板梁组合整体承载全焊接结构,为了不降低板材强度和减小变形,应尽量采用点焊。特别是高强度的材料,不允许进行任何形式的弧焊。采用接触焊代替弧焊是不锈钢车体的又一特征和技术关键

铝合金车体目前普遍采用大型桁架式中空型材组焊形式。中空铝型材是制造厂一次轧制而成,车辆制造厂只需下料、拼装、氩弧焊接,工艺简单、省工省料;而薄板不锈钢车体是板梁结构,需大量工装、模具、夹具、样板和中间检查手段,生产工艺极其复杂,费工费料。

3.外观质量

不锈钢车体制造过程中虽然不必进行防腐保护,也无须涂漆,但为了提高装饰性,板材自带线条或梨皮点状装饰。车辆制造厂家可进行适当修饰,或用彩色胶膜装修。车体表面装饰大多是原材料带有的,因此在焊接前的加工过程中要贴膜保护。由于外墙板很薄(一般为1.5 mm)、很光滑,只要有0.2 mm 的凹凸,故经反光折射,人眼就会感到不舒服;尤其是薄板的点焊印子更是无法消除,密密麻麻的焊点是由设计确定、工艺保证的,焊点的排列、深度、大小的一致性都有严格的要求。

相比之下,虽然铝合金车体的耐腐蚀性能较差,但中空铝型材平整、挺拔,又可根据用户要求选择不同的装饰和颜色,因此给人的感觉是庄重、美观,广大乘客容易接受。

4.抵御磕碰、防划伤能力(www.daowen.com)

相比之下,铝合金较优,且伤痕可以修复;不锈钢由于是薄板且为拉丝板,故容易划伤,更忌讳异向划痕,出现划痕又难以消除。至于触摸的手印,都是可以清洗掉的。

5.车下设备的安装空间和布置方式

中空铝型材车体,车下空间大,适应大线槽布线和空气管路预装配,可以整体吊装,实现模块化结构要求。

不锈钢车体由于板薄(底架边梁最厚采用4 mm 厚的钢板轧制而成),板梁为点焊结构,车下空间小,设备布置分散,只能用传统的预留线槽线道、现车穿线工艺,线路、管路布置零乱(目前日本车型和北京地铁5号线都是采用不锈钢车体)。

6.使用寿命

腐蚀介质主要是水、盐分、二氧化硫等,特别是在沿海地区和某些重工业区,湿度大、盐分高、污染重,因此,不同材料车体的抗腐蚀能力对于车体的使用寿命起着重要的作用。在这方面,不锈钢优势比较明显。不锈钢熔点在1 400 ℃以上,而铝合金只有630 ℃~650 ℃,且到300 ℃以上就发软变形,因此,不锈钢车体的防火性能也远优于铝合金车体。从这方面考虑,不锈钢车体的使用寿命优于铝合金车体。

目前使用不锈钢车体的有天津滨海线轻轨,北京4、5、10号线。使用铝合金车体的有上海1、2、3、4 及明珠2号线,广州1、2号线及深圳l号线等所有地铁的A型车;B型车有广州3号线及直线电动机牵引的4、5号线等。

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