(中车唐山机车车辆有限公司 063035)
摘要：通过对时速250公里卧铺动车组侧墙试件轮廓度数据的记录与分析，掌握了侧墙板反装和正装焊接后的变形趋势，通过试验最终确定了正装胎位需要施加的反变形量，保证了侧墙焊接后的轮廓度，消除了侧墙板组焊后出现的波浪变形的问题。
关键词：250公里卧铺动车组、轮廓度、焊接变形
0引言
时速250公里长编卧铺动车组是以既有CRH系列定型技术平台为基础，应用成熟、可靠的技术与产品设计制造的250km/h速度等级的动车组,车体断面采用统型的250Km中国标准动车组的断面[1]。时速250公里长编卧铺动车组为16辆编组，轴重17t，采用8动8拖编组方式[2]。其车体为全铝合金焊接结构，与160A型结构相似，，中间车长25000mm、宽3360mm、高3796mm，头车长24990mm，车体长度比160型车体加长了825mm，宽也增加了60mm[3]，使车体制造难度有所增加，且侧墙由多块型材对接装配而成，全为长焊缝，为避免侧墙焊后轮廓度偏差较大，需要对原有工艺进行优化。
1 工艺优化
250公里卧铺动车组侧墙试件一共做了两组，由于250公里卧铺动车组侧墙与CRH380型动车组侧墙的型材有很大区别，其不再有搭接焊缝，全为对接焊缝，而且其侧墙型材的厚度也不一样，所以每条焊缝在点固前留1.5mm的间隙，反装点固时在正装的一位端和二位端的每条焊缝进行点固时需要多加点固点。点固后保持在0.7mm的间隙。其正反装焊缝焊接顺序如图1所示。
①
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图1 侧墙断面及焊接顺序
250公里卧铺动车组侧墙按照上图焊接顺序对试件进行焊接，焊后侧墙各项尺寸如表1、2示：试件焊接完成后，对试件的轮廓度与高度进行火焰调修，最终保证侧墙板的轮廓度与高度达到设计尺寸要求，在焊缝上切取试件做金相实验，实验结果合格。
表1 250公里卧铺动车组侧墙焊接第一块试验件反装、正装第一次调修后的轮廓度
二位端 | 工序 | 第四条焊缝 | 第二条焊缝 | 第一条焊缝 | 第三条焊缝 | ||||
断面1 | 反装焊接完成 | -4 | -5 | -9 | -9.5 | -8.5 | -9 | -5 | -4 |
正装焊接完成 | +3 | +2 | +6.5 | +6 | +7 | +6 | +2 | +3 | |
第一次调修 | -3 | -2 | -2 | -2.5 | -3.5 | -4 | -3 | -2 | |
断面2 | 反装焊接完成 | -4 | -5.5 | -9 | -8.5 | -8 | -8 | -3 | -4 |
正装焊接完成 | +6.5 | +5.5 | +8 | +7 | +8 | +7 | +4 | +3 | |
第一次调修 | -1 | 0 | -4.5 | -4 | -4.5 | -3 | -2.5 | -2 | |
断面3 | 反装焊接完成 | -4 | -5 | -9 | -8 | -7.5 | -6 | -4.5 | -4 |
正装焊接完成 | +6.5 | +5.5 | +9 | +8 | +9 | +8 | +5 | +2 | |
第一次调修 | +0.5 | -0.5 | -3.5 | -4.5 | -4 | -3 | -2 | -1 | |
表2 250公里卧铺动车组侧墙第二块试验件反装、正装、第一次调修后的轮廓尺寸
二位端 | 工序 | 第四条焊缝 | 第二条焊缝 | 第一条焊缝 | 第三条焊缝 | ||||
断面1 | 反装焊接完成 | -5 | -4 | -9 | -10 | -10.5 | -9 | -7.5 | -7 |
正装焊接完成 | +1.5 | +1 | +3 | +2 | +2 | +2.5 | -2 | -1 | |
第一次调修 | 0 | +0.5 | +1 | +1 | +1 | 0 | +1.5 | +1 | |
断面2 | 反装焊接完成 | -5 | -4 | -8.5 | -9 | -10 | -9.5 | -6.5 | -6 |
正装焊接完成 | +3 | +2 | +3.5 | +4 | +2 | +2 | 0 | 0 | |
第一次调修 | +0.5 | +0.5 | +1 | +1.5 | +1 | +1.5 | +1 | 0 | |
断面3 | 反装焊接完成 | -4 | -3 | -8 | -8.5 | -9.5 | -9 | -6 | -5.5 |
正装焊接完成 | +4 | +4 | +5.5 | +5.5 | +4.5 | +5 | +1.5 | +2 | |
第一次调修 | +1 | +0.5 | 0 | +1 | -1 | -0.5 | 0 | +0.5 | |
试件焊接完成后，对试件的轮廓度与高度进行火焰调修，最终保证侧墙板的轮廓度与高度达到设计尺寸要求，在焊缝上切取试件，做金相实验，实验结果合格。随后对两组试件进行观察，发现第一组试件窗间板型材表面出现严重的波浪变形，如图3所示。
图
2 窗间板型材变形
侧墙波浪变形对车体外观有较大的影响，需要及时解决。通过分析排除了操作人员没有严格按照工艺文件执行、调修过程中测温设备有测量偏差造成热量输入过大、调修方法不当等原因，进一步研究发现，侧墙型材的型腔空间较大且板材厚度小，如图3所示，焊接与调修时热量输入较大造成型材变形严重。
图
3 侧墙型材断面图
根据变形原因首先降低型材焊接与调修的热输入量，并以第一块试件数据为基础分析工件变形量，在工装上预制反变形，如图4所示。
3 结论
通过预制反变形的方法，焊接第二块试件，侧墙轮廓度有明显的改善，调修后，波浪变形问效果显著。再次做焊接试件，最终确定正装工装反变形量分别是0、2、4、6、6、4、2、0，通过工装和工艺优化保证了250卧铺动车组焊后轮廓度80%达到±3mm，有效解决了型腔波浪变形问题，工件外观成型良好，提高了工作效率，节约了大量人力、物力。
参考文献
[1] 陈祝年．焊接工程师手册，北京：机械工业出版社，2002．
[2] DIN ISO 13920．焊接结构的一般公差 线性尺寸与角度尺寸，几何尺寸
[3]温家伶,黄志军, 黄小军, 等. 薄板点焊工艺及性能研究[J].武汉造船, 2000(1):15-17.
作者简介：项继远，男，中车唐山机车车辆有限公司，高级技师，从事轨道车辆车体制造技术研究，
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