CDA5B1型内燃机车车顶装配组焊技巧探究

CDA5B1 型内燃机车车顶装配组焊技巧探究

钱兵 姚国平 强奇东

中车戚墅堰机车有限公司 机车制造中心 江苏常州 213011

摘要：本文从车顶间壁、车顶侧壁到车架总成车顶整体装配，零部件组装工艺尺寸保证，焊接变形的控制，变形矫正方法选用等方面的成功实践，达到了机车总组装的工艺要求，有效控制了车顶侧壁的旁弯和蒙皮的平面度，经过机车淋雨试验，机车整体密封性能良好，同时，提升了机车整体外观质量。

关键词： 车顶装配技巧；焊接变形控制与矫正；密封性；外观质量

0 引言：

车架竣工检查过程中，发现车顶冷却器安装座以及消音器安装座定位精度差，车顶侧壁、间壁蒙皮平面度超差，焊接变形导致车顶整体挠度缩小，淋雨试验过程中发现整车渗漏现象严重，并且无法补焊只能打胶处理，不仅增加了机车的生产成本，胶水失效后渗漏点更加难以处理，直接影响机车的密封性能和使用性能，车顶侧壁中部内凹现象严重，尤其是活动横梁位置，影响机车总组装过程中附件装配和机车的外观质量。本文以车顶零部件以及车架总成车顶整体装配焊接过程中需要注意的重点和操作技巧与大家共同探究。

1 车顶间壁的组焊

1.1 精准定位

为控制车顶间壁装配尺寸，在长度方向增加2mm焊接收缩余量，在平台上放样划线，焊接定位挡块作为定位基准，保证定位精准度，缩短装配时间，装配中尽量缩小立柱与横梁之间的装配间隙，以便减少焊接变形，控制框架整体平面度，便于蒙皮和角钢装配，使所有角钢处于同一高度。

1.2 增加控制焊接变形措施

将车顶间壁平置于平台上，使用调整垫片调整高度，使之处于同一水平面，根据车顶间壁框架结构，制作螺旋压紧装置并焊接在平台上，刚性固定车顶间壁，控制焊接变形。

1.3 检查矫正

车顶间壁焊接完成后，检查焊缝表面质量，对不良焊缝使用角向砂轮机对焊缝进行清理、补焊、打磨处理；

将车顶间壁平置于平台上，检测框架整体平面度，使用火焰矫正法辅以5吨秤砣压制进行矫正，缩短矫正的时间，便于车顶整体装配。

2 车顶零部件装配

2.1 车顶挠度控制

车架总成装配过程中，发现车顶中部与侧壁上弦梁密贴，前后两端装配间隙较大，难以有效定位，无法保证车顶与司机室连接处的平面度。

加大车顶零部件组装胎位挠度设置，制定合理的装配焊接顺序，使用刚性固定法控制焊接变形。 图（1）车顶零部件装配

2.2 车顶间壁定位

由于冷却器整体设计的缘故，车顶分成两段制作，根据工艺要求按照1mm/M的焊接收缩量设置车顶长度，控制车顶间壁零部件装配焊接变形，提高车顶间壁装配的精准度和垂直度，缩小相邻两间壁上下对角线的公差。

2.3 车顶侧壁装配的组焊

（1）上弦杆定位

车顶装配主要控制动力室整体开档尺寸，间隙过大影响机车外观质量，开档过小消音器无法安装，装配过程中检查上弦杆左右开档尺寸及单边旁弯，缩小立柱与上弦杆的装配间隙，控制焊接变形，特别是间壁连接处，上弦杆必须处于同一水平高度，保证机车总组装时顶盖的装配。

（2）立柱装配

机车总组装过程中，发现柴油机与车架侧壁上的消音器连接口偏差较大，无法精准连接，影响消音器连接处的密封性能，严重影响机车的使用性能。

提高侧壁立柱装配的精准度并保持左右对称，有效控制消音器整体安装座的装配间隙。

（3）侧壁蒙皮装配

提高车顶侧壁蒙皮圆弧成型质量，缩小蒙皮的装配间隙，增加车顶组装台位工装设备，制定合理的零部件组焊顺序，控制焊接变形，保证车顶侧壁整体旁弯尺寸和平面度。

2.4 活动横梁装配

车顶和车体侧壁的长度和宽度一致，并与司机室圆弧相吻合，中部动力室车顶宽度选择极限上公差，控制活动横梁装配尺寸和垂直度，便于灵活拆卸，缩小连接处的装配间隙，保证车顶的密封性能。

2.5 百叶窗组焊

车顶侧壁蒙皮装配焊接完成以后，使用火焰切割法进行百叶窗窗框制作，首先使用辅助支撑，控制百叶窗处侧壁上弦杆的变形，保证车顶宽度开档尺寸，切割后手工矫正蒙皮平面度，然后组装百叶窗，缩小装配间隙，提高焊接质量。

2.6 蒙皮焊接

制定合理的焊接顺序和规范，采用实芯焊丝气体保护焊，接头形式为对接焊缝，焊接气体为富氩，焊丝直径为φ1.2mm，气体流量为25m³/h，送丝速度为25～30cm/min，焊接电压为15～18V，焊接电流为120～150A，焊接间隙0.5mm，焊接时要求焊缝饱满，无弧坑、裂纹、凹陷、气孔等缺陷。

2.7 焊缝检测

车顶零部件整体装配焊接完成后，使用角向砂轮机打磨间壁蒙皮焊缝，使之平整圆滑，使用渗透法检测，便于近距离检查焊缝质量，保证车顶的密封性能。

3 车架总成车顶装配

3 .1 车顶装配

车架总成车顶装配时，首先点焊固定中部，然后使用自制夹紧装置，调整前后端头高度，控制车顶与侧壁上弦梁密贴，保证侧壁旁弯和平面度尺寸，提高车顶和司机室连接处蒙皮的平面度，有效提高机车的外观质量。 图（2）车架总成车顶装配

3.2 冷却器安装座组焊

提高车顶装配的精准度，保证冷却室前后间壁的开档和上下对角线，根据冷却器具体框架尺寸改造冷却器安装座工装模具，严格焊接规范，控制焊缝尺寸和侧壁上弦梁的焊接变形，通过两次火焰矫正保证冷却室上弦梁的旁弯和平面度尺寸，然后再装配焊接雨檐，提高焊接质量，保证车架侧壁的外观质量。

3.3 消音器安装座组焊

使用线垂校验活动横梁至车底架横向中心的距离，利用定位公差范围进行调整，避免柴油机顶部消音器石棉保温层触碰活动横梁，改造消音器座整体定位工装，增加下部横向定位中心线、顶部与活动横梁之间的开档基准。

提高车底架横向和纵向中心基准线的划线精准度，增加辅助检测工序，控制柴油机座和消音器座安装孔的整体安装尺寸，保证消音器的精准连接和密封性能。

4 火焰矫正

使用拉线装置检测车架侧壁上弦梁的旁弯尺寸，如有超差采用手工矫正，配合火焰矫正，增加支撑装置可以有效缩短矫正的时间，提高矫正的质量。

使用一米的直尺测量侧壁蒙皮的平面度，工艺要求平面度为：2mm/M，超差位置采用真空吸附法进行矫正，辅以浇水急冷的方法并配合锤击，可有效控制蒙皮的平面度，提高机车的外观质量。

5 渗漏试验

组装完成以后，对司机室与车顶蒙皮焊接处进行渗漏试验，查找有无渗漏点，并进行补焊，保证车顶蒙皮处焊缝有效、可靠，确保机车的密封性能。

6 结语

通过以上工艺措施的实施，经过机车总组装淋雨试验，机车整体密封性能良好；同时有效控制了车顶侧壁的旁弯和蒙皮的平面度，提升了机车整体外观质量。

参考文献：

[1] 方洪渊.焊接结构学第2版[M].北京：机械工业出版社，2018.

[2] 王宗杰.熔焊方法及设备第2版[M].北京：机械工业出版社，2016.

[3] 刘光虎.冷作工技师培训教材[M].北京：机械工业出版社，2011.

作者简介：钱兵（1971-），男，江苏常州人，电焊高级技师，主要从事轨道车辆钢结构组装、焊接工作。