包板式不銹鋼漏斗車車體制造技術研究

楊天志 姚凌云 李宜澤 胡承永

（中車長江車輛有限公司，湖北武漢430212）

0 引言

為適應鐵路貨車重載、車輛自重輕量化發展要求，解決鐵路車輛在運輸過程中的防腐蝕問題，我公司為澳大利亞某公司研發了包板式側墻不銹鋼漏斗車車體。本文以包板式漏斗車車體鋼結構及制造工藝為研究對象，從產品結構、制造工藝等方面進行研究分析，以期解決包板式側墻結構不銹鋼漏斗車制造難點，提高制造效率，降低生產制造成本。

1 車體結構介紹

包板式不銹鋼煤炭漏斗車主要由車體鋼結構、車鉤與緩沖裝置、制動控制系統、轉向架組成、車輛標記等部分組成。

該車車體由底架、側墻、端墻及底門開閉機構組成，其中底架主要采用Q450NQR1和09CuPCrNi-A高強度耐候鋼板材和型材組焊而成，與煤炭接觸部位側墻、端墻采用T4003不銹鋼材質，底門采用觸碰式開閉機構，底門板采用6005A-T6和6061-T6鋁合金擠壓而成（圖1）。

圖1 車體鋼結構圖

2 車體制造工藝分析

2.1 底架組成

車輛底架由牽引梁組成、中梁組成、枕梁組成等部件組焊而成。中梁組成采用250 mm×150 mm×9 mm的矩形鋼管，外包T4003不銹鋼板材質的上、下包板。

組裝工藝順序：

（1）拼接牽引梁下蓋板、腹板組焊成牽枕部件；

（2）組焊中梁及包板；

（3）將牽枕組成與中梁組成組焊為底架工藝件；

（3）將底架工藝件與漏斗脊、邊梁組焊為底架組成。

組焊過程主要焊接參數如表1所示。

底架組焊需要重點控制車輛定距、枕梁高低差、漏斗口尺寸及牽引梁的上翹、下垂。

2.2 側墻組成

包板式側墻由3.5 mm側板、5 mm上下側梁組及6 mm縱向補強梁組成，主要材質為T4003不銹鋼。

側墻工藝順序：

（1）上側梁整體折彎成型；

表1 主要焊接參數表

（2）側墻板拼接組焊成側墻板工藝件；

（3）上側梁與側墻板工藝件組焊成側墻組成（組焊過程主要焊接參數見表1）。

側墻組成組焊需重點控制包板對接垂向錯邊量≤0.5 mm，焊接變形以及側墻組焊后成型尺寸。

2.3 端墻組成

端墻由3.5 mm上下端墻板，5 mm橫向梁、縱向梁及8 mm厚上端梁組焊而成，材質為T4003不銹鋼，支撐板和支撐柱為5 mm Q450NQR1高強度耐候鋼組焊而成。

端墻工藝順序：

（1）橫向梁、縱向梁及上端梁折彎成型；

（2）端墻板拼接組焊；

（3）端墻板與橫向梁、縱向梁、上端梁組焊為端墻工藝件（組焊過程主要焊接參數見表1）。

端墻組成組焊需重點控制端墻板拼接過程中垂向錯邊量≤0.5 mm，端墻焊接變形以及與側墻相貫位置曲線成型尺寸。

2.4 底門組成

底門組成包括開閉機構和底門。底門主要由鋁合金材質底門板、加強筋和折頁等組焊而成；開閉機構采用四連桿機構，主要由門軸、連桿、機構底座、開關門柄和開門檔等組成，通過連桿機構過“死點”，與地面配套設備配合使用完成底門的開閉。

底門工藝順序：

（1）底門板與折頁、加強筋組焊成底門板工藝件；

（2）采用底門專業工藝裝備組裝底門工藝件及底門開閉機構；

（3）靜態調試底門開閉及過“死點”。

底門組成控制重點：采用恒溫空間保證底門板與折頁焊接成型質量，采用專用工藝裝備保證底門組裝空間位置尺寸及過“死點”量。

2.5 車體鋼結構組裝

車體鋼結構主要由底架組成、側墻組成、端墻組成、漏斗脊組成及底門及開閉機構等部件組焊而成（組焊過程主要焊接參數見表1）。

車體鋼結構組裝工藝順序：

（1）采用專用的車體鋼結構組裝工藝裝備，裝夾底架調整心盤間隙；

（2）以底架橫向中心線為基準組裝1、2位端墻組成；

（3）組裝上漏斗脊組成；

（4）以底架縱向中心線為基準組裝1、2位端墻；

（5）車體鋼結構整體翻轉焊接；

（6）底門及開閉機構安裝調試；

（7）車體鋼結構完工校驗。

車體鋼結構組裝控制重點：

（1）端墻工藝件與底架橫向中心對中及端墻安裝角度；

（2）側墻與底架縱向中心對中及側墻與端墻相貫位置間隙及組對尺寸；

（3）車輛內部長寬尺寸及對角線誤差。

3 制造難點及控制方法

（1）為了降低車輛自重，提高車輛防腐蝕性能，車體鋼結構部分與煤炭接觸部位采用T4003不銹鋼材質，產品生產過程中，不銹鋼材料防護為該車輛工藝的重點和難點，要求對不銹鋼與碳鋼嚴格分離存放，避免電化學腐蝕。工序轉運過程中為避免不銹鋼劃痕，采用防護材料分層隔離存放，物料存放工位器具與不銹鋼接觸位置均采用橡膠或不銹鋼材質防護。

（2）該車輛采用包板式圓弧側墻結構，側墻作為該車輛重要組成部件之一，必須嚴格控制側墻板拼接組焊，對接板厚方向錯口尺寸≤0.5 mm，為保證側墻板焊接成型質量，采用側墻板焊接專機。

（3）底門及開閉機構組成，該車采用觸碰式底門開閉機構：1）需要采用專用底門及開閉機構組裝工藝裝備，在組裝時進行預調試，采用過“死點”檢測器具，檢測過“死點”量符合有關技術要求；2）組裝過程中需要調整底軸高及底門與漏斗口縱向尺寸對中；3）組裝過程中重點調試底門過“死點”量；4）調整組裝間隙，組裝底門附件。

4 結語

在鐵路貨車重載及降低車輛自身重量的發展需求下，包板式側墻不銹鋼漏斗車將是未來煤炭運輸車輛的主要車型之一。本文對包板式側墻結構煤炭運輸漏斗車制造工藝進行了分析研究，并運用于批量生產實施。當前，我公司已為澳大利亞某公司生產制造多批次、數百輛產品，經過工藝技術研究分析，總結工藝重、難點，以及對難點工序的分析研究和不斷完善，在包板側墻等難點工序生產中大量采用了焊接專機，逐步了實現“以機代人”，降低了勞動強度，提高了生產效率和企業經濟效益，逐步實現了鐵路貨車智能制造。