高铁那么长的轨道怎样制作的（高铁车身是怎么制作的）

引言

20世纪60年代至70年代末，以1964年日本新干线铁路建成使用为标志，全球开始发展商业运营高速铁路。中国高铁建设是在1978年，邓小平同志访问日本时，乘坐新干线铁路上的高速列车后，高速铁路才逐渐受到中国民众的关注。20世纪80年代，广九铁路广深段启动电气化改造工程，计划引进摆式动车组列车，提速至160千米/小时，成为中国发展准高速铁路的择优试验线路。1990年至1991年期间，中国开始高铁技术攻关和试验实践规划，以广深铁路为准高速化改造试点线路，并优先选择在京沪线京津段和沪宁段设计高速铁路。深铁路启动准高速化改造，成为中国第一条准高速铁路工程。1996年，中国与韩国共同研制高速列车，并在广深铁路上进行试验。1998年8月28日，广深铁路营运列车最高行驶速度200千米/小时，成为中国第一条达到高速指标的铁路。12月，京沪高速铁路项目出现“传统轮轨技术”“磁悬浮轨道技术”两种互斥争议方案，导致该项目长期搁置，同时也一度左右着中国高速铁路的发展方向。1999年8月16日，秦沈客运专线开工建设，作为中国第一条轮轨高速动车组的试验线路。2002年12月31日，上海磁浮列车示范运营线建成，设计速度430千米/小时，为中国首条高速轨道系统。2003年10月11日，秦沈客运专线全段建成通车，设计速度250千米/小时，为中国第一条高速国铁线路。2005年6月11日，石太高速铁路开工建设，中国正式进入标准化建设高速客运专线铁路阶段。2007年1月5日，台湾高速铁路通车试营运，成为中国第一条投用的设计速度300千米/小时级别高速铁路。4月18日，中国铁路第六次大面积提速启动，部分路段列车最高运营速度250千米/小时，中国首次在全国局部地区初具规模开行运营速度200千米/小时动车组列车，中国铁路开始迈入高速时代。2008年8月1日，京津城际铁路开通运营，成为中国内地第一条设计速度350千米/小时级别高速铁路。2009年12月26日，京广高速铁路武广段开通运营，列车最高运营速度350千米/小时，首次打破中国铁路春运瓶颈，高铁运输在干线铁路上占据重要地位，为中国正式进入高铁时代标志。2017年12月28日，石济高速铁路开通运营，至此，中国铁路“四横四纵”快速通道全部建成通车。2010年至2018年期间，中国已在长三角、珠三角、环渤海等地区城市群建成高密度高铁路网，东部、中部、西部和东北四大板块区域之间完成高铁互联互通2021年6月17日，据科技日报报道，截至2020年底，我国高速铁路运营里程达3.79万公里，稳居世界第一。

中国在高铁领域上的飞速发展，与高铁制造材料的选择至关重要，其中高铁车身外壳的材料选择有很重要。中国已经形成庞大的高铁铁路网，在外工作的我们回家的方式更加便捷了，但是大家都了解高铁的生产过程吗？放下那些高深的技术，直观且简单地说，高铁列车在制造中由四大部分组装而成：车体、转向架、车上下大部件、车内设施。下面将着重讲车体部分

1.1高铁的车体

高铁列车的外壳并不是一整块，而是由许多条状的型材焊接而成。为了使列车运行时前后能承受更大压力，所以前后方向是一整块型材，避免拼接。而竖直方向则不需承受太大压力，因此采用焊接。列车外壳并不是一块简单的钢板，而是由两层铝合金板内部网状链接构成，这种材料密度较小较轻，且硬度足够。两层铝合金之间有长条状的支撑，它们互相连接形成三角形，以提供最稳定的支撑。

1.2合金体系与成分

工业铝型材是高铁产业的重要组成部分，也就是高铁车皮的主要材料。

铝型材是高铁实现轻量化最好的材料。铝合金的密度大约是钢材密度的三分之一，而加一定元素形成的合金具有比钢合金更高的强度。因此在强度刚性满足高铁车厢安全要求的同时，使用铝合金可以大大减轻高铁列车车厢的自重。一般而言，一个高铁车厢使用的铝合金大概有10吨左右，整个车身的重量要比全部使用钢材减轻30%-50%。

1.3铝合金的特点

1.3.1铝合金具有优良的耐火性和耐电弧性。

虽然铝的熔点要低于钢的熔点，但车体的耐火耐电弧性不仅和材料的熔点相关，还与材料的导热性相关。铝合金材料与钢铁相比具有优良的导热性，其散热性比钢要好。

1.3.2铝合金具有更强的耐腐蚀性。

铝合金表面易形成一层致密的氧化膜，在大气中具有很好的抗氧能力。因此铝合金比钢质车体具有更好的耐腐蚀性，特别是车体不易涂覆的部位。同时铝合金表面可以化学着色、上漆、喷涂，通过这些方法可进一步提高铝构件的耐腐性。

1.3.3铝合金有着优秀的塑性。

随着大型中空、复杂断面铝塑材的开发应用，铝材焊接技术的不断进步，铝合金车辆制造技术日趋成熟铝合金件的易于更换，不需除锈，适用于各种表面处理，便于维护，还可以回收的特点，是制造工艺大大简化，制造所需工作量也较钢质车体大大减少。

2.1高铁车体的制造工艺

大家平时坐的高铁基本上都是采用铝合金框架结构，而城市的地铁则有铝合金车体、不锈钢车体等。由于铝合金的材料特点，是生产高铁的最好的材料之一，但是铝合金的下料、焊接性等，促使其成为高铁列车整车制造的核心技术之一。

一个胖子想要跑得快会比一个瘦子困难一些。人们降低高铁列车重量的愿望越来越高，设计师们不由自主地想到了铝。为什么不是镁合金、钛合金呢？因为设计师也要考虑到材料的成本等因素。

铝的重量只有钢的三分之一左右，可惜的是，铝的强度却低，因此，目前大多数铝合金车体大量采用的是“大截面中空挤压型材构成的筒形结构”，即中间是空的，但是两个面之间夹支撑的筋板，增加强度而重量减轻。如下图所示。

2.1.1铝合金车体的制造工艺技术

高速动车组的铝合金车体主要采用闭式铝合金型材，车体的承载方式则为整体承载结构。其中一些车体的大部件如车顶、底架、侧墙等在制造.上则会选择与车体等长的大型中空挤压铝合金型材，然后进行插接组悍最终完成;至于一些小部件如端墙等则主要采用铝合金板梁结构制造而成。车间在实际进行制造高速动车组铝合金车体生产时，应按照以下制造流程来操作:先由下料员根据设计师提供的车体图纸进行下料，然后将材料运送到各个相应的制造工段进行车体部件的插接组焊生产，最后由总成工段对列车车顶、底架、端墙等部件进行焊接总成，而后对完成的车体进行调修、检查、交验。

一节车体上，有70多种不同断面的铝合金型材，最薄的地方为1.5mm，最厚的地方为4mm。车体生产的过程是这样的：先将购进的铝合金原材料按尺寸采用激光、水切割等工艺下料，之后加工焊接成不同部件，这些部件被组合，最终组焊成一个车体。车体加工的长焊缝全部由机器人完成，小的部位由人手工焊接，现在开始，搅拌摩擦焊、激光复合焊等新的焊接工艺在得到应用。

2.1.2高铁车头的制造工艺

铝合金焊接不仅比其他焊接难度高，对焊接环境有恒温恒湿的高要求，也是对操作者身体有伤害的工种,因此，在国内几家高铁动车组生产的企业都配置有恒温恒湿环保焊接生产车间。最难的车体制造应该是头车的车体，就是有驾驶室的车体。它主要是手工组焊，工艺更为复杂，尺寸要求更为苛刻。车体焊接完成，甚至是在焊接的过程中，都在不断地进行调直打平，可以理解为对这个钢铁大家伙的精细修整，用的是打磨的方法。打磨几乎和焊接一样重要，目的在于消除应力，保证车身的平整度。

2.1.3车体表面处理制造工艺技术

高速动车组的表面处理系统主要负责车体的喷砂、补焊、喷漆面.烘干等工作，一般高速动车组车体的表面处理作业大约需要18天。其中喷漆室、喷涂机具、烘干室是车体表面处理系统需要使用到的关键工艺设备，由于车体表面处理工艺技术复杂，操作车间属于危险性较大的生产区域。所以需要车间的相关操作人员做好通风、防爆、防火等安全措施工作，严格按照有关规范要求去设置车间内部的劳动卫生防护设施。

3.1展望

当今世界以高速动车组为代表的高速铁路技术方兴未艾,有着极为广阔的发展前景,积极抢占技术制高点具有重要的战略意义。研发速度等级更高的高速动车组是我国高速铁路日后发展的重要方向，更的速度意味着对高铁车体的性能更高，因此，将会需要研发质量更小阻力更小的车体来为更高的速度提供有利的条件。