CRH380高速動車組KK端制造難點工藝分析與研究

摘 要：CRH380高速動車組是目前世界上運營速度最快的軌道客車，其車體制造難度較大，質量控制標準較高。而KK端作為車體的一種重要結構部件，承載著車鉤連接，其結構更為復雜，相應地對于其制造工藝和質量要求更為嚴格和重要。本文結合CRH380高速動車組車體KK端的結構特征，重點介紹了KK端制造難點及相應的工藝要求，以及實際生產情況。

關鍵詞：KK端；制造難點及工藝；結構特點愛惜

0 引言

CRH380高速動車組是目前世界上運營速度最快的軌道客車，其車體制造難度較大，質量控制標準較高。KK端又叫底架前端，是車體上一種重要的組件之一，它承載著車與車之間的連接，因此對于KK端的制造技術和質量要求得非常高。KK端主要有四部分組成：組成階段一、組成階段二、下蓋板、側板；其中組成階段一、階段一又由多個部件組成。這些組件通過焊接最終合成一個KK端，而這些組件基本上都是厚板（8mm以上），焊接量較大，焊接難度大，焊后的變形也較大[1]。因此，將KK端分成多個工序進行制造，在每到工序都嚴格控制焊接質量和變形，以保證最終生產處一個合格的KK端。

KK端合成大致有13道工序，其中每道工序的焊接難度和變形都大，下面是幾個典型構件的制造工藝：

1 車鉤面板的制造

（1）結構特點。車鉤座板是車體上直接連接車鉤的部件，因此它的質量要求現對較高，現階段嚴格規定：焊縫要求100%外觀檢測，100%內部檢測，焊后平面度要求為±1。而車鉤座板為35mm厚板焊接，焊接形式為12X雙面焊接，焊接質量保證和變形控制的難度較大。因此要達到設計要求，車鉤座板的制造對焊接工序，焊工技能等各個方面的要求都非常的高。（2）制造工藝。車鉤座板具體的工藝方案是：焊接前，對車鉤座板的組對平面度預作5mm左右的反變形，即兩端較中間低5mm左右。兩型材的坡口組對間隙0-0.5mm。焊接時，先焊上邊焊接的兩層打底焊，然后在反面清根作PT檢測，合格后填充反面焊縫，最后填充正面的蓋面焊。在實際操作中，由于焊工的技能水平和操作習慣的不同，在填充焊接的時候，會造成不同的焊接變形量。因此，在填充正反面焊縫的時候，可根據經驗和實際情況，將交替焊接順序進行調整，以求達到最終較小的焊后變形，減少調修量。

由于車鉤座板為35mm厚，因此焊前預熱溫度要相對較高一些，在正常操作環境下，調修溫度一般在120-140℃左右；車鉤座板在焊后依然存在一定的焊接變形，這種情況下可進行機械和火焰調修，其中火焰調修溫度不能超過200℃，調修次數不能超過3次。

在實際生產過程中，一般在將車鉤座板焊后平面度控制在2-3mm之內，以滿足后續車鉤梁組成工序的需要。

在車鉤座板的整個制造過程中，還采取多次多種探傷來檢驗和控制焊接質量。

2 車鉤梁組成的制造

（1）結構特點.車鉤梁組成是KK端的重要組成部分之一，其平面度及垂直度直接影響車鉤連掛。而車鉤梁組成成三角形穩定結構，焊后尺寸調修難度相對較大，因此在保證焊接質量的同時，要通過控制制造過程中的組焊工藝來保證最終的尺寸合格。（2）制造工藝。整個車鉤梁組成制造工藝分成2個階段：H-型材合成及開坡口組焊。在組對H型材合成時，為防止焊接變形，要對車鉤支撐和H-型材之間的垂直度作4mm左右的反變形，并使用F型卡子和千斤頂固定。焊接時，焊接方向為從外向內，對稱焊接。

在組對開坡口板時，為防止焊接變形，再對H-型材合成在長度方向上作約2mm左右的反變形。當然，所有的反變形量都根據實際狀況來做相應的變化，并不是一成不變的。

3 橋式支撐的制造

（1） 結構特點。橋式支撐是KK端的主要組成部分之一，后續與其他地板型材共同組成車體地板，因此其平面度顯得十分重要。而橋式支撐為平面厚板焊接結構，焊接量大，變形大，變形控制及焊后尺寸調修的難度較大。此外，橋式支撐還是端部門口的組成部分之一，其寬度尺寸直接影響端部門的安裝，因此如何控制其焊接變形，保證尺寸也是橋式支撐的主要控制項點之一。（2） 制造工藝。整個橋式支撐制造工藝分成2個階段：橋式支撐階段一及橋式支撐階段二。在階段一組焊時，為保證端部門口寬度尺寸，在利用專用定位夾具固定的同時，在其端部門口寬度方向安裝外置固定支撐，直至階段二組焊完成后才將其卸下。在階段二組焊時，為保證整體平面度尺寸，需對工件平面使用壓緊保證板進行大面積固定，減少焊接變形，并且在焊后使用火焰和錘擊方式對其調修。由于板厚較大，調修時需利用三角加熱法[2]，并預制一定的反變形。

4 KK端鉆孔

KK端鉆孔的部位主要有電纜座及下蓋板，都為組合孔，對孔距、垂直度要求較高。因此，為避免焊接變形的影響，所有眼孔都再KK端整體合成之后進行。此外，在鉆孔時，使用特制的鉆孔模具，分2-3鉆孔（預鉆底孔→一次擴孔（→二次擴孔））完成整體鉆孔工序。

5 制造過程中的部件研配

在KK端整個制造過程中，由于零部件較多，之間的配合需要調整，因此各個部件在組對時需要研配，主要形式有：預留焊接間隙、組焊前焊接背板清除（干涉部位）等。研配量主要根據實際組焊需要而定。一般來說，鑒于KK端板厚為8mm，KK端部件焊接時，對于V型坡口，預留焊接間隙2-3mm，Y型及雙面焊接的坡口無間隙，組焊前焊接背板清除30mm左右。

6 總結

KK端整體尺寸及焊接質量控制是非常重要且難度較大的，需針對KK端的每道工序進行嚴格控制。通過剛性固定、反變形、火焰調修、機械調修、焊前預熱等多種調修手段并用，且根據實際生產經驗，不斷摸索規律，最終形成一個成熟的KK端制造工藝，保證了KK端的產品質量。

參考文獻：

[1]王炎金.鋁合金車體焊接工藝[M].北京：機械工業出版社，2009（12）：50-60.

[2]黃國定.怎樣防止焊接應力與變形[M].北京：機械工業出版社，1982：65.