伊拉克內燃動車組剛性夾具控制變形技術研究

姜 志 周得剛 張世欣

(1.南車四方車輛有限公司，山東 青島 266111；2.南車青島四方股份公司，山東 青島 266111)

0 前言

伊拉克內燃動車組轉向架是公司在借鑒以往軌道車輛轉向架的的基礎上，為出口伊拉克而專門設計的具有自主知識產權的轉向架，轉向架最高運行速度為160km/h。

焊接構架為轉向架主要的承載機構，其焊接質量直接影響轉向架的使用性能，此組轉向架設計新穎、結構復雜，給焊接工藝帶來了全新的挑戰。

1 側梁結構及制造工藝

1.1 側梁結構

伊拉克內燃動車組側梁俯視圖呈張開的Y字型見圖1，且梁體重心偏一側，而其它側梁重心在梁體中心線。

圖1 伊拉克內燃動車組側梁示意圖

1.2 側梁焊接材料

焊接構架采用的鋼板材料為Q345C,其成分參數見表1。

表1 Q345C化學成分元(%)

材料屈服強度：≥345Mpa(厚度16mm以下)；

抗拉強度：470～630Mpa；伸長率:20%。

焊接采用的焊絲為鍍銅低合金鋼氣保焊絲(CHW-50C6)、焊條。

1.3 側梁內筋焊接難點

側梁內筋焊接是側梁多步焊接的第一步，此處焊接變形大小直接影響到后工序的工序設置，調修量大小影響到整個側梁焊接生產的效率。

1.3.1 既有側梁內筋焊接方法

側梁內筋焊接遵循從中間向兩端的焊接順序，先焊接管路組成焊縫，再焊接筋板焊縫及立板長焊縫。為方便內筋焊縫焊接，將側梁裝夾于側梁一軸焊接轉胎上焊接，通過轉胎來調整內筋各焊縫的焊接位置。

1.3.2 焊接出現的問題

因側梁內部筋板較少及它的偏心特性，在轉胎轉動的焊接過程中，由于側梁自身重力的原因在焊接熔融過程中很容易引起側梁的扭曲變形，表2為內筋焊接完后的幾個尺寸項點記錄。

2 剛性固定夾具設計及應用

從第2節描述中可以看到，側梁焊接扭曲變形的原因在于偏心的梁體在焊接熔融過程中作用于焊縫引起變形。

針對以上情況我們設計內筋焊接剛性夾具，如圖2。夾具主要用幾個支撐梁來分散梁體的重力分布，通過5個頂緊裝置及2個壓緊器來固定側梁，使之與整個剛性夾具形成一體，減少因轉胎轉動和梁體偏心而引起的受力不均，剛性固定夾具在轉胎上裝夾如圖2。

表2 內筋劃線尺寸 單位：mm

圖2 剛性固定夾具裝夾

采用剛性夾具后，對側梁內筋焊接后進行檢測，從圖3中可清楚看到，使用剛性夾具焊接前、后梁體變形量變化明顯，采用剛性夾具后變形更小。

圖3 焊接變形對比

3 結論

通過側梁劃線尺寸對比，可以知道使用剛性夾具進行伊拉克內燃動車組側梁內筋焊接，有效的控制了焊接后梁體的扭曲、兩端偏移等變形，減少了后續調修工序的工作量，提升了側梁焊接、調修的效率，減少了整個轉向架的作業周期。

[1]陳祝年.焊接工程師手冊[M].機械工業出版社，2002，1.