A型車車體鋼結(jié)構(gòu)組焊工藝淺析

黃越

摘 要? A型車車體鋼結(jié)構(gòu)，主要由底架、司機室、側(cè)墻、后端墻、頂蓋等組成。其工藝難點為流線型司機室和弧形側(cè)墻結(jié)構(gòu)。本文主要介紹了根據(jù)該車車體鋼結(jié)構(gòu)特點而制定的合理的組焊工藝。

關(guān)鍵詞? 車體鋼結(jié)構(gòu)? 底架? 司機室? 組焊工藝

1 前言

A型車是為中國鐵路總公司開發(fā)研制的新型動力集中動車組的交流傳動電動動力車。該動車組可用于既有線路，時速160公里，可以提高客運列車的檔次和速度，同時與高鐵列車相比又具有很好的經(jīng)濟性。由于在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和尺寸等多方面進行了減重優(yōu)化設(shè)計。因此在車體鋼結(jié)構(gòu)組焊時，制定合理的組焊工藝具有重要意義。

2? 車體鋼結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)

2.1車體鋼結(jié)構(gòu)概述

A型車車體鋼結(jié)構(gòu)，主要由底架、左右一體式側(cè)墻、后端墻、司機室、活動梁、頂蓋、前圍板、排障器及牽引緩沖裝置等部件組成。其中，底架由前后端部、前后旁承梁、變壓器梁、邊梁、底架蓋板等組成;流線型司機室則由司機室板梁和司機室后墻組成;整車頂蓋由頂蓋（一）、頂蓋（二）、頂蓋（三）組成，均為鋁合金材質(zhì)。司機室、側(cè)墻、后端墻均與底架焊接，頂蓋通過側(cè)墻上懸梁上活螺座把接，可拆卸，方便車內(nèi)柜體設(shè)備吊裝，密封膠條可多次重復使用并保持其密封性能。

2.2尺寸參數(shù)

車體長度（前后端面）? ? ? ? ? ? ?18107? ? ?mm

車體寬度 （最寬位置）? ? ? 3360? ? ? mm

頂蓋距軌面高度? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4433? ? ? mm

前端車鉤中心線距軌面高度? ? ? ? ? ? ?mm

3? 車體組焊工藝

3.1底架組焊工藝

與傳統(tǒng)電力機車相比，本車底架依然采用前后端部、前后旁承梁、變壓器梁五大部分組合的結(jié)構(gòu)。其中，前后旁承梁裝配為敞口結(jié)構(gòu)，焊接時極易產(chǎn)生較大焊接變形，故將旁承梁與端部和部分邊梁組成大端部進行焊接。底架便分為了前后大端部、變壓器梁三大部分。

由于本車采用Q460E低合金高強度鋼，焊接收縮率要比傳統(tǒng)的Q345E鋼材的焊接收縮率小，故底架放量要比傳統(tǒng)焊接工藝要小。經(jīng)工藝分析決定，底架長度方向，在前大端部工裝上前端板與前旁承梁中心之間工藝放量+4mm;在底架組對工裝前后旁承梁中心之間工藝放量+8mm（變壓器梁不放量）;在后大端部工裝上后端板與后旁承梁中心之間工藝放量+4mm。底架寬度方向，旁承座之間工藝放量+4mm。

底架三大部分組焊完成后，依次將變壓器梁裝配、前后大端部吊入底架組對工裝相應(yīng)位置，正面朝上，調(diào)整位置，保證牽引銷和旁承座定位孔與底架組對工裝上定位銷貼合。再將兩側(cè)中間段邊梁吊運至底架組對工裝，調(diào)整好位置，焊接邊梁與前后大端部、變壓器梁及各個小梁之間的焊縫。待正反兩面的焊縫焊接完成后，進行底架撓度調(diào)修，為保證圖紙要求車體鋼結(jié)構(gòu)組焊后撓度值（前后旁承中間）6-11mm，底架組焊后撓度值應(yīng)為7-13mm。

3.2 司機室組焊工藝

由于本車司機室鋼結(jié)構(gòu)呈流線型，且后續(xù)安裝玻璃鋼頭罩精度又要求較高，所以司機室內(nèi)主要彎梁結(jié)構(gòu)、左右側(cè)墻結(jié)構(gòu)等均使用工裝來保證圖紙尺寸及工藝要求。

為了保證司機室后續(xù)玻璃鋼頭罩準確安裝，司機室側(cè)墻上方梁裝配使用工裝保證組焊尺寸。其中，梁裝配內(nèi)單件梁下料時，采用分段拼接方案，帶弧形段壓型后使用樣板檢測壓型準確性，符合壓型樣板后方可進行后續(xù)組焊工序。司機室內(nèi)其他彎梁裝配，采用相同工藝方案進行組焊。

司機室側(cè)墻、司機室后墻、各梁裝配組焊完成后，吊入司機室整體組對工裝，按照相應(yīng)位置放入工裝，靠緊定位擋，調(diào)整側(cè)墻及后墻的垂直度，夾具夾緊，焊接各連接位置焊縫。焊接完成后，使用整體檢測工裝檢測司機室頭罩各安裝面，保證鋼結(jié)構(gòu)安裝面輪廓與檢測工裝一致，并使用工裝組對頭罩安裝座，確保位置準確。

司機室組焊關(guān)鍵項點：①為了保證后續(xù)頭罩安裝，各個安裝面及頭罩安裝座均需使用工裝檢測修復，以達到相關(guān)工藝要求。②為了保證操作臺安裝，司機室內(nèi)前大彎梁使用工裝組焊，組焊時輪廓需要嚴格控制，單件壓型需要使用樣板檢測。③各窗組焊完成后，使用木模嚴格檢測，確保外形符合圖紙要求，方便后續(xù)各窗安裝。④嚴格控制司機室側(cè)墻和后墻的垂直度，保證司機室安裝后各配合尺寸均勻。⑤蒙皮拼接處打磨平滑，拼接處100%煤油試驗，防止漏點存在，如有漏點需按照返修規(guī)程進行返修，直至合格。

3.3側(cè)墻組焊工藝

由于側(cè)墻結(jié)構(gòu)為弧形，與傳統(tǒng)的電力機車不同，無法進行蒙皮拉伸，且側(cè)墻蒙皮厚度為2mm，為了保證焊接質(zhì)量，特采用激光焊。

激光焊是一種以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進行焊接的方法。焊接過程屬于熱傳導型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內(nèi)部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。激光焊具有熱輸入低，焊接變形小等特點。

為保證側(cè)墻與底架配合良好，側(cè)墻骨架組焊時需要預制撓度并對側(cè)墻上懸梁長度進行放量。側(cè)墻上懸梁采用分段拼接方案，中間段不預制撓度，其余段在拼接位置預制相應(yīng)撓度（根據(jù)底架相應(yīng)撓度畫圖計算拼接位置撓度值）;上懸梁長度方向放量+30mm（司機室端不放量，保證門框心線到司機室后墻距離）。后續(xù)車體組焊時現(xiàn)場研配。預制撓度后，夾具夾緊，焊接側(cè)墻骨架之間的焊縫。待分段蒙皮之間激光焊后，側(cè)墻骨架吊運至蒙皮上方，調(diào)整位置，夾具壓緊，點焊固定，保證蒙皮與骨架之間無間隙后進行激光焊。

3.4車體組焊工藝

底架撓度調(diào)整完成后，吊運司機室鋼結(jié)構(gòu)至底架相應(yīng)位置，調(diào)整司機室位置，使其外形符合底架端部外形曲線，符合與開閉機構(gòu)工裝配合工藝要求，調(diào)整后使用螺絲拉撐固定，焊接司機室與底架之間焊縫;吊運側(cè)墻裝配至底架相應(yīng)位置，調(diào)整側(cè)墻直線度和垂直度，同時保證側(cè)墻門框中心線和底架車梯中心線對齊，使用螺絲拉撐固定，焊接側(cè)墻與底架之間焊縫、側(cè)墻與司機室之間焊縫;吊運后端墻裝配至底架相應(yīng)位置，調(diào)整后端墻位置及垂直度，保證門框中心和底架心線重合，定位后焊接后端墻與底架、后端墻與側(cè)墻之間的焊縫;安裝活動梁后，將頂蓋（一）、頂蓋（二）、頂蓋（三）分別吊運至側(cè)墻上方預裝，現(xiàn)場配焊活螺座;安裝前圍板及排障器，保證前圍板和底架前端部輪廓圓滑過渡、排障器與開閉機構(gòu)工裝間隙符合工藝要求。

4 結(jié) 論

A型車車體鋼結(jié)構(gòu)由流線型司機室、弧形側(cè)墻、底架等結(jié)構(gòu)組成。本文主要介紹了該機車的結(jié)構(gòu)特點及組焊工藝。由于在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和尺寸等方面進行了減重優(yōu)化設(shè)計，生產(chǎn)時制定合理的組焊工藝具有重要意義，對同類型電力機車的鋼結(jié)構(gòu)制造有著積極的指導意義。

參考文獻

[1]? 方洪淵.《焊接結(jié)構(gòu)學》.機械工業(yè)出版社， 2008。

[2]? 周振豐.張文鉞.焊接冶金與金屬焊接性[M].北京：機械工業(yè)出版社，1987。

[3] 趙熹華.焊接結(jié)構(gòu).哈爾濱工業(yè)大學.機械工業(yè)出版社，1988.3