铝合金车体制造工艺及焊接难点控制

郑伟，王静宇，牛启正

中车唐山机车车辆有限公司   河北省唐山市   063035

摘要：科学技术的快速发展,促进了我国交通运输业的不断进步,也促进了汽车工业的发展。在铁路车辆的制造过程中,需要多种工艺技术。焊接工艺是铁路车辆生产加工质量的重要保证,焊接技术直接影响到铁路车辆的生产效率和成本。近年来,随着中国高速铁路和城市轨道交通的快速发展,原有的焊接制造工艺早已不能满足当前轨道车辆制造的需要,轨道车辆焊接制造面临着新的挑战。

关键词：铝合金；车体制造工艺；焊接难点；控制字措施

引言

铁路运输作为大批量、快捷、安全、环保的交通工具,是交通运输体系的重要组成部分,经过近十年的不断发展,我国的高速铁路已经建立起比较完善的体系。随着铁路车辆开发技术水平的不断提高,车身趋于轻量化和快速发展。铝合金材料具有密度小、耐腐蚀、易挤出和密封性好等特点,广泛应用于铝合金车身的生产。作为轨道车辆的主要承载结构,其制造质量直接决定着列车的使用寿命和安全性能,在铁路运输高速、轻量化的发展趋势中,铝合金车身的性能将越来越受到重视。

1车体铝合金制作难点分析

铝合金是整个车辆的承载部件，主要由前骨架、后骨架、侧壁骨架、与汽车装配相关的上骨架组成，具有较高的尺寸精度和整体制造质量，并考虑到高铁表面质量的要求，其主要制造问题是:(1)车辆的铝材料设计逐步向温和的发展，具有较多的板焊接性； 焊缝的分布和各个部分的变形很难控制。(2)为了保证内部安装，必须确保车辆的整体尺寸和铝材料质量，钢骨架的开口尺寸会影响另一辆车的组件安装，从而导致板材上的裂缝，(3)从而影响到车辆的铝合金包括复杂的部件，这些部件无法控制焊接变形、装配框架、门框架和插座盖、热导板以及其他部件，这些部件在焊接后会因焊接收缩而导致位置的移动，从而可能影响随后的装配并导致返工。

2铝合金车体制造工艺

(1)车辆车架下部的焊接工艺首先，铝合金车辆下部结构的技术要求由上部、侧墙和下部结构组成，包括尺寸、平整度、挠曲、焊缝质量等技术参数。铝合金轨道车辆的底部结构必须具有足够的强度和刚度，铝合金轨道车辆的底部结构包括定位台阶、底部桁条、末端桁条和长楼板上的焊缝，其末端结构包括诸如枕梁、拉伸梁、缓冲梁等部分，这些部分是支撑力(y)桁条、末端梁和楼板主要使用高强度和低质量的空心型钢；第二，铝轨道， 底部架子生产的铝合金轨道车辆底座焊缝主要采用对称焊接工艺来防止底部变形，具体的制造工艺包括框架结构、正式焊接、反向焊接三种，对铝合金轨道车辆组焊缝的变形进行分析，在处理两侧焊缝时使用相同的工艺来保证， 由于每一个熔接都会产生与第四个方向互垂的收缩应力，因此，具有铝合金轨道的车辆结构在处理过程中会发生对称变形，因此，应特别从合理确定底部架子的熔接处理顺序开始，以便首先熔接框架底部的框架，从而确保框架底部结构的刚性，首先扫瞄末端结构和桁条， 从底部中心自动观察两侧，然后按照以下顺序检查底部框架侧的收缩变形:前板和桁条之间的垂直焊道-端板和梁之间的断面-底面和拉伸梁之间的横向熔接，然后是带有铝条的车辆的背面焊道，首先沿底部架子结构长度方向，然后沿结构厚度方向。 若要控制焊缝沿宽度方向的收缩率，第二种方法是默认的下搁板宽度焊缝变形控制，可以调整上搁板两个块之间的宽度，实现下搁板宽度的流量控制，并且还可以使用焊接中心线的对称过程控制方法:控制装配中的配合约束间隙。 为了防止下架子变形，下架子的控制变形机制是为了通过调整上支架高度来有效地控制铝质车辆下支架的弯曲变形，请预设定下支架背面的反向焊接变形(2)外墙面的皮肤制造过程是否平滑取决于整个车的外观，因此使用填充设备提高外墙面的填充精度非常重要， 您可以使用特殊的铰链在皮肤下完成所有材料的开启和封装，让表皮轴平行于平台轴释放压力，将油逐渐挤出至1 ‰，并将皮肤延伸至1‰，以确保皮肤光滑。 没有明显的波浪变形和壁面焊缝变形减少(3)在安装车顶之前，车顶装配的顶部也是垂直放置的，必须调整车钩的对角线尺寸，以确保车顶与侧墙连接处的型钢开口完全匹配，调整车顶与侧墙之间的间隙，并根据实际部件调整内部焊道的固定后框架点、侧墙、车顶形成车身的高度、宽度， 对角线，首先自动将焊接车辆的外墙与底面连接，然后手动焊接内焊焊道(4)在横梁末端安装内焊道，北墙的中心与底部扶手的中心对齐，北墙的外部墙面与底部扶手的外部对齐， 因此，使用斜柱放置斜墙以支持底部搁板，并使用侧支架调整门的宽度和框架底部焊缝的错误边的大小，同时调整门的高度公差(0、+3mm)和2.5 ~ 3mm的下焊间隙，以调整斜柱，该斜柱控制斜墙的外部，并在安装驾驶员侧梁骨架和顶部梁后使整个天花板倾斜≤2mm。（5）安装骨架和顶部梁两侧的驾驶员舱骨架后，将整个提升到底部框架上方，并落在底部架子两侧的斜梁上，在该位置创建骨架和底部支架之间的焊缝位置，以满足焊接规范(WPS)的要求，将固定的后焊接板安装到骨架底部，检查驾驶员舱骨架的驾驶员，并在侧面墙上连接对接焊缝。 在上下抛光侧墙或背面后，将固定骨架底部的尺寸公差调整为± 3 mm，并将固定焊接骨架底部的尺寸公差调整为与底部框架连接的位置，从经纬仪两侧测量驾驶员骨架顶部和中心的一半宽度，最终的半宽公差控制在± 3 mm之内，并与杆保持半宽，驾驶员舱的固定焊接结构连接到侧墙。

3控制要点

汽车制造中最重要也是最困难的一件事，就是汽车横截面的大小和控制焊接变形的门的大小，并确保， 配置文件的尺寸很难划分为两种不同的尺寸，在装配车辆时，如果没有尺寸变量(门宽)，则在可变尺寸公差(车厢截面尺寸和门高)范围内进行控制，必须根据不同的尺寸特性创建相应的控制机构。车辆尺寸控制与所有大型零件的尺寸密切相关，因此，在制造大型零件时必须采取某些步骤，并且必须注意到装配过程的重要性。 (1)最重要的尺寸控制是对固定焊道前的车厢进行对角线检查，将车厢的对角线差设置为小于3mm 。(2)在整节车厢安装完毕后，将在车外进行一条大的线，并使用特殊的佛尼斯应用程序对外部线进行消隐，因为在装配后没有间隙，自动填充小，焊缝变形小是汽车宽度的主要控制。(3)因为车内的大线是手动消隐的，底层、复盖面， 焊道前间隙为2 ~ 3mm，焊缝填充尺寸大，焊缝变形大，车辆高度和宽度较小，预装配上下变形，尤其是在大盖焊接之前，如果车厢尺寸接近公差，则增加支座数量和反向变形量。

结束语

(1)铝合金车身采用模块化制造,车身组成由地板、侧壁、屋顶和端壁等大型部件组成。(2)车身组成的大小与主要部件的大小密切相关,部件焊接阶段的控制措施是保证车身尺寸的主要手段。(3)车身的焊接阶段必须合理增加支撑和预制防变形,以有效减少铝合金车身的焊接变形。(4)在车身的焊接过程中,必须进行相位测量,并根据测量尺寸调整抗变形量,以保证车身焊接后的尺寸符合要求。

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