中国标准 动车组端墙及司机室 平度控制技术

中国标准 动车组端墙及司机室 平度控制技术

臧铁军 聂洪刚 张磊 马铎 孟立翔

中车长春轨道客车股份有限公司 吉林省长春市 130062

内容摘要：

目前，随着高铁事业的快速发展，车体的轻量化起到关键作用，铝合金车体的应用为中国铁路大提速起到关键性作用。中国标准动车组铝合金车体的制造是非常重要的一个组成部分，受铝合金焊接特性的影响，具有较大的线膨胀系数，焊接的变形量较大，而在车体制造技术中平度要求极为严格，本文就车体端墙及司机室位置平度的控制方法进行简单的探讨。

关键词： 高速动车组 铝合金车体 端墙 司机室 平度控制

引言

铝合金车体具有轻量化、强度高的特点，是高速列车运行的基础保障，同时铝合金也具有导热率高、线膨胀系数高的焊接特性，除基础型材部件焊接使用搅拌摩擦焊、激光电弧复合焊等自动化焊接及标准化工装外，还有一定量的部件组对、附件安装等使用手工焊接，在手工焊接生产中，受操作技能、装配精度、焊接工艺等影响，会产生一定的变形，而车体制造精度要求较高，我们这里对车体端墙组焊后的平度，及司机室组焊后的平度为研究对象，总结出组焊方法。

一、 端墙组焊平度控制技术

中国标准动车组项目车体组成工序， 是消化底架、侧墙、车顶及端墙等各大部件的公差，保证总组成后车体整体尺寸、外轮廓及平面度符合后工序尺寸要求，因此总组成组对尺寸及平面度控制尤为重要。

组对端墙时，端墙外风挡安装区域预留500mm焊缝不施焊（图一），在车体组成工序调整端墙宽度后，再完成预留焊缝的焊接。由于目前端墙宽度走正差，底架宽度走负差，端墙与底架相比较宽，需要向内调整端墙宽度，若调整量大于预留焊缝间隙时，会将预留焊缝的平面顶凸起，焊接后预留焊缝处平面度超差。

预留焊缝

预留焊缝

图一 组对端墙示意图

阴影区域整体平度要求不大于3mm

图二 风挡区域示意图

（1）剖开预留焊缝焊点

将预留焊缝段焊点剖开，调整端墙宽度，若调整量小于预留焊缝间隙，直接进行调整；若调整量大于预留焊缝间隙，将焊缝间隙扩大，直到端墙宽度调整完毕后，利用顶镐将预留焊缝区域顶紧，利用顶镐将预留焊缝区域顶紧，将焊缝间隙扩大，直到端墙宽度调整至与底架宽度匹配后利用线坠吊倾斜，调整端墙整体倾斜度保证风挡区域（图二）整体平度后点固，完成焊接。

（2）调整焊接顺序和减少焊接热输入量

众所周知焊接热输入量较大时，会造成铝合金较大变形，并且端墙预留焊缝区域由于端墙宽度的调整，存在较大应力。当焊接热输入量较大时，会使焊缝区域型材变形较大，应力释放，造成该区域平面度超差。

因此焊接预留焊缝前，对焊缝先进行段焊，间隔100mm进行段焊，段焊长度20-30mm，段焊后待冷却至室温，在采用分段退焊的方式进行焊接，减少热输入量，降低焊接变形保证焊后风挡区域整体平面度要求。

二、司机室组焊平面度控制

中国标准化动车组司机室是三维流线型结构，与车体组对时，因车体外形是由侧墙与车顶焊接后整体外轮廓而来公差较大，司机室与车顶连接区域平度较难控制且司机室蒙皮仅为4mm，焊接后蒙皮变形较大，一直以来是质量较难控制的项点，现总结方法如下：

（1）利用链稿及各类顶针对司机室宽度进行调整

因焊接变形对司机室前端下拉预制3毫米反变形量；利用顶针及链稿对司机室宽度进行调整，满足底架宽度，从一位端向二位端逐步进行调整，边调整边对蒙皮与底架焊缝进行检测，满足错口不大于1.5mm后进行点固，先在内侧进行点固，后对外侧焊缝进行点固。

（2）调整焊接顺序及减少焊接热输入量

司机室蒙皮与底架外侧焊缝焊接前进行点固（图三），间隔200mm段焊，段焊长度100mm，焊接时采用分段退焊的方式进行焊接，以便降低焊接热输入量，焊后将司机室与底架焊缝磨平。

图三 分段退焊焊接司机室与底架外侧焊缝

图四 司机室与底架焊缝焊后平面度

三、我国铝合金车体制造技术的前景

中国近几年引进吸收国外成熟的高速列车制造技术，在此技术上进一步实现国产化及自主创新，制造技术是一个国家综合能力的体现，目前跟国外发达国家还有很大的差距，在基础制造上还有很大提升和创新的空间，特别是向智能制造的转变上，我们还有更多的基础数据基本信息需要积累需要总结，相信我国高铁行业会蓬勃发展，在精准制造、智能制造领域成为制造业的金名片。

参 考 文 献：　

郭柏立，张力 《金属加工（热加工）》.2016,000（16）：1517

2、上海交通大学焊接工程技术研究所 楼松年 教授《铝及其合金的焊接》

3、 王春生，刘庆祝 《焊接》. 2015(1)：1-6