激光焊縫技術(shù)在磁懸浮列車(chē)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

自稱(chēng)“東方巴黎”的上海，是一座動(dòng)感城市，有超過(guò)一千六百萬(wàn)人在大街上穿行。任何地方的運(yùn)動(dòng)都不如從浦東國(guó)家機(jī)場(chǎng)進(jìn)入市區(qū)的旅行來(lái)得刺激, 在那里，高速列車(chē)—世界上第一個(gè)商業(yè)運(yùn)行的磁懸浮列車(chē)（maglev）—將旅客飛快地運(yùn)送到30公里外，送到位于城市金融貿(mào)易區(qū)的龍陽(yáng)路地鐵站。
時(shí)速高達(dá)450公里/小時(shí)，整個(gè)行程歷時(shí)約8分鐘。

機(jī)場(chǎng)當(dāng)局選擇磁懸浮列車(chē)，因?yàn)樗哪芎谋热魏纹渌\(yùn)輸工具都低，占地面積也有限，運(yùn)行和維護(hù)成本較低，而且符合環(huán)保要求。德國(guó)西門(mén)子和Thyssen Krupp合資開(kāi)辦的企業(yè)Transrapid International承擔(dān)了列車(chē)制作、調(diào)試，以及對(duì)該磁懸浮列車(chē)提供維修支持，不到二年時(shí)間就完成了任務(wù)。

自第一條鐵路建成以來(lái)，磁懸浮鐵路是火車(chē)技術(shù)最重要的改革。磁懸浮列車(chē)并不是真正沿鐵軌運(yùn)行的，它懸在鐵軌上面，但并不與它接觸，能以高達(dá)500公里/小時(shí)的速度飛行。電磁懸浮機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代了車(chē)輪和鐵軌的功能。事實(shí)上，磁懸浮列車(chē)是世界上唯一無(wú)需要輪子功能的鐵路系統(tǒng)。

Alcan集團(tuán)為磁懸浮列車(chē)設(shè)計(jì)車(chē)箱和提供優(yōu)質(zhì)材料。 在制作火車(chē)車(chē)箱時(shí)，采用了一系列生產(chǎn)新技術(shù)，以確保全面穩(wěn)定和安全，還要保證車(chē)箱本身特別的輕。在這些新技術(shù)中，包括激光焊接。

28米長(zhǎng)的車(chē)身，含有許多壓制成型的鋁材，還有許多焊在它們身上的鋁復(fù)合板。這項(xiàng)工作是由TRUMPF CW 固體激光器和與之相連的機(jī)械手負(fù)責(zé)完成的。在激光器到裝在機(jī)械手上的焊接頭之間用柔軟的激光光纜連接。 在這項(xiàng)工作中，最大的挑戰(zhàn)是單個(gè)焊縫的長(zhǎng)度很長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)12米。用常規(guī)的3千瓦激光功率,25毫米/mrad的光束質(zhì)量和一個(gè)焊縫探測(cè)器,就可實(shí)現(xiàn)最佳的焊縫質(zhì)量。

用填角焊法分別將1毫米材料與2毫米材料焊接起來(lái),然后將2毫米材料與3毫米材料焊接起來(lái)。用激光焊接，最大的優(yōu)點(diǎn)就是熱傳輸?shù)停@是磁懸浮列車(chē)關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。用傳統(tǒng)焊接技術(shù)，如MIG或TIG焊接技術(shù)，是不可能進(jìn)行這類(lèi)焊接的，因?yàn)殇X夾層結(jié)構(gòu)不能承受很高的熱傳輸。在這里，激光充分證明了它的優(yōu)越性：它是一種靈活的、經(jīng)濟(jì)、有效的生產(chǎn)手段。

電磁懸浮

電磁懸浮是穩(wěn)定磁懸浮的一種形式，是以裝在車(chē)輛上的超導(dǎo)線(xiàn)圈所提供的可變磁場(chǎng)和建在鐵軌里面的靜電導(dǎo)體之間的排斥力感應(yīng)為基礎(chǔ)的。這種靜電導(dǎo)體做成板與圈的形式。因?yàn)椋茏阋詫④?chē)廂浮起來(lái)的排斥力，只能在或大于臨界速度-轉(zhuǎn)變速度-以上才能達(dá)到，所以，另加一些輔助的車(chē)輪還是必要的。通常，將EDS與鋼定子（不長(zhǎng)）線(xiàn)性馬達(dá)推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)。空氣間隙在大約100毫米到150毫米間變化。