A型車車體鋼結構組焊工藝淺析

黃越

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

關鍵詞? 車體鋼結構? 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濟性。由于在材質、結構和尺寸等多方面進行了減重優化設計。因此在車體鋼結構組焊時，制定合理的組焊工藝具有重要意義。

2? 車體鋼結構主要結構及尺寸參數

2.1車體鋼結構概述

A型車車體鋼結構，主要由底架、左右一體式側墻、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。司機室、側墻、后端墻均與底架焊接，頂蓋通過側墻上懸梁上活螺座把接，可拆卸，方便車內柜體設備吊裝，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

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構。其中，前后旁承梁裝配為敞口結構，焊接時極易產生較大焊接變形，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的Q345E鋼材的焊接收縮率小，故底架放量要比傳統焊接工藝要小。經工藝分析決定，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位置，正面朝上，調整位置，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。再將兩側中間段邊梁吊運至底架組對工裝，調整好位置，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，進行底架撓度調修，為保證圖紙要求車體鋼結構組焊后撓度值（前后旁承中間）6-11mm，底架組焊后撓度值應為7-13mm。

3.2 司機室組焊工藝

由于本車司機室鋼結構呈流線型，且后續安裝玻璃鋼頭罩精度又要求較高，所以司機室內主要彎梁結構、左右側墻結構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玻璃鋼頭罩準確安裝，司機室側墻上方梁裝配使用工裝保證組焊尺寸。其中，梁裝配內單件梁下料時，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組焊工序。司機室內其他彎梁裝配，采用相同工藝方案進行組焊。

司機室側墻、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，按照相應位置放入工裝，靠緊定位擋，調整側墻及后墻的垂直度，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，保證鋼結構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。

司機室組焊關鍵項點：①為了保證后續頭罩安裝，各個安裝面及頭罩安裝座均需使用工裝檢測修復，以達到相關工藝要求。②為了保證操作臺安裝，司機室內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，方便后續各窗安裝。④嚴格控制司機室側墻和后墻的垂直度，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程進行返修，直至合格。

3.3側墻組焊工藝

由于側墻結構為弧形，與傳統的電力機車不同，無法進行蒙皮拉伸，且側墻蒙皮厚度為2mm，為了保證焊接質量，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，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。

為保證側墻與底架配合良好，側墻骨架組焊時需要預制撓度并對側墻上懸梁長度進行放量。側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撓度（根據底架相應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）。后續車體組焊時現場研配。預制撓度后，夾具夾緊，焊接側墻骨架之間的焊縫。待分段蒙皮之間激光焊后，側墻骨架吊運至蒙皮上方，調整位置，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

底架撓度調整完成后，吊運司機室鋼結構至底架相應位置，調整司機室位置，使其外形符合底架端部外形曲線，符合與開閉機構工裝配合工藝要求，調整后使用螺絲拉撐固定，焊接司機室與底架之間焊縫;吊運側墻裝配至底架相應位置，調整側墻直線度和垂直度，同時保證側墻門框中心線和底架車梯中心線對齊，使用螺絲拉撐固定，焊接側墻與底架之間焊縫、側墻與司機室之間焊縫;吊運后端墻裝配至底架相應位置，調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）分別吊運至側墻上方預裝，現場配焊活螺座;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、排障器與開閉機構工裝間隙符合工藝要求。

4 結 論

A型車車體鋼結構由流線型司機室、弧形側墻、底架等結構組成。本文主要介紹了該機車的結構特點及組焊工藝。由于在材質、結構和尺寸等方面進行了減重優化設計，生產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構制造有著積極的指導意義。

參考文獻

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