不锈钢地铁侧墙整体焊后优化及应用

不锈钢地铁侧墙整体焊后优化及应用

杨文茂,徐浩翔,徐鹏涛,刘淙元

中国中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东省青岛市266109

摘要：不锈钢地铁侧墙总组工序，门口安装座组成与门立柱连接位置焊接完成后局部出现上凸现象，超出平面度要求。为保证平面度要求，焊接完成后需要对连接处进行调修，时间花费很大。侧墙总组焊后调修量大，过度下火容易使焊缝强度下降，存在质量隐患，不符合提质增效要求。为此，本文章将根据现有技术条件，以控制结构变形量、降低调休量为出发点，从调查现状、原因分析、解决方案探讨等方面入手，研究分析不锈钢地铁侧墙整体焊后调修量过大问题的最佳解决路径。并且以此研究结果，为其它焊接类工程施工提供些许帮助。

关键词：不锈钢地铁侧墙 焊接 调修量

一、不锈钢侧墙焊接现状分析

实践探究发现，现在的不锈钢地铁侧墙总组完成后，门口安装座组成与门立柱均增加补强板加大强度要求进行焊接。焊接过程中门口安装座组成与门立柱连接处局部出现上凸现象，超出平面度要求。

实际操作时，由于门上安装组成两者之间无间隙，想要保证焊接要求比较困难，如果将门上安装组成单件长度增小，留有保证其达到熔深要求的间隙，导致焊缝成型不良。同时还面对着因为焊接量大、板厚组合多的问题，致使焊接完成后变形较大，超出要求范围。为保证平面度要求，焊接完成后需要对连接处进行下火结合锤击调修。下火后还要对下火点进行打磨消痕纯化处理（需一人打磨）。

侧墙整体平面度在焊接完成后基本不满足平面度要求，均需要进行大量的调修作业方能进入下一步工序，调修时间上每辆车的平均需要调修时间高达3.5小时。因此当前不锈钢侧墙焊接这一过程中，存在着严重的人力、物力成本投入，并且这种做法也会严重影响现车质量。

二、联系实际进行原因分析

针对现状中出现的问题，需要制定详细原因查找方向，只有追根溯源找到问题的根本。才能在根本上解决不锈钢地铁侧墙整体焊后调修量过大问题。根本原因分析方法常见的内容是，提问为什么会发生当前情况，并对可能的答案进行记录。在分析不锈钢地铁侧墙整体焊后调修量过大问题时，可以根据因果分析工具鱼骨图（图1）来进行逐步探索。

图1 原因分析鱼骨图

由鱼骨图可见，当前不锈钢地铁侧墙焊接过程中可能出现施工者不熟悉焊接参数、操作技能欠佳、疲劳作业、焊接顺序不合理等由于施工人员方面出现的人为因素；以及工艺措施不合理、墙板与骨架上边梁装配不合理等方法问题；侧墙单元平面度不良、中墙板上下墙板平面度不良等物料问题；焊接参数不合理的机械设计问题；厂房光线不足、厂房温度超标等客观环境问题。

其中这些众多的因素里面，也应该细分为非主要因素和主要因素，根据因素在影响焊接问题的权值来在接下来的问题解决中，做出合理可行的有效方案。根据实际情况的分析中可以了解到：非主要因素为施工人员不熟悉焊接参数、操作技能欠佳、疲劳作业墙板与骨架、上边梁装配不合、侧墙单元平面度不良、中墙板上下墙板平面度不良、焊接参数不合理、厂房光线不足、厂房湿温度超标；主要因素只有这两个：焊接顺序不合理和工艺措施不合理。通过理论数据分析计算以及现场实际操作跟踪监测两者相结合，确定要因为焊接顺序不合理和工艺措施不合理导致焊接变形较大，不锈钢地铁侧墙需大量调修才能流入下工序。

2.1. 焊接顺序不合理表现

通过侧墙横向以一位端向二端部焊接，焊接后侧墙平面度与由中间向两端焊接平面度相对比确定焊接顺序是否合理。不锈钢地铁某线侧墙班侧墙总组工序通过两种焊接顺序跟踪测量8台车平面度情况（表1），发现两者焊接顺序导致的焊接变形不一样。测量数据如下：

表1焊接顺序对比表

2.2.工艺措施不合理表现

通过利用卡兰和手拉葫芦配合工装对侧墙进行固定与仅工装对侧墙进行固定进行焊接的平面度差。发现在不锈钢地铁某线侧墙班侧墙总组工序使用两种工艺措施跟踪测量8台车焊后平面度，发现两者工艺措施总组后的平面度差别较大。测量数据（表2）如下

表2工艺措施对比表

三、解决方案分析与实施

通过深入的分析和推导之后问题关键已经非常明确，应该根据工艺、设计要求，以及前期生产经验，制定合理、科学、有效的的解决方案是解决问题的重要步骤。

3.1焊接顺序不合理的问题，根据已有的技术条件、理论实践经验去调整以往的焊接顺序，以此来减少焊接变形。

在不锈钢地铁某线侧墙班进行不锈钢地铁侧墙总组时选取多种焊接顺序进行焊接，根据焊后平面度确定最佳焊接顺序：1.侧墙横向以一位端向二端部焊接；2.侧墙总组时由中间向两端焊接；3.侧墙总组时由两端向中间焊接。选取8台车进行记录数据、对比分析（表3）：

表3不同顺序对比分

通多焊后平面度对比分析，我们选取焊接顺序2：侧墙总组时由中间向两端焊接，为最优焊接顺序并进行实施。焊接完成后等到完全冷却后，进行测量车长方向平面度为1mm/m范围内，再进行上墙板安装，符合工艺要求，无需进行下火及锤击调修。

3.2工艺措施不合理的问题，为了使不锈钢地铁侧墙焊后整体平面度≤1mm/m可以这样做，增加外力约束反变形,在门立柱下平面用拉葫芦一头拉住另一头固定在工装座上，将门立柱与门口安装座组成位置往下拉做反变形。

其实施过程为在不锈钢地铁某线侧墙班进行不锈钢地铁侧墙总组时选取两种固定方式进行焊接，根据焊后平面度确定最佳固定方式：1.在安装门口安装座组成与门立柱组装时，在门立柱下平面用拉葫芦一头拉住另一头固定在工装座上，将门立柱与门口安装座组成位置往下拉做反变形。2.利用工装对侧墙上边梁固定。固定住后进行焊接作业。选取8台车进行数据测量数据（表4）：

表4不同措施对比分析表

通多焊后平面度对比分析，我们选取方法1：在安装门口安装座组成与门立柱组装时，在门立柱下平面用拉葫芦一头拉住另一头固定在工装座上，将门立柱与门口安装座组成位置往下拉做反变形，为最优工艺方法进行实施。焊后变形量小，无需进行调修。

总结

综上所述，侧墙总组时焊接顺序由中间向两端焊接和在安装门口安装座组成与门立柱组装时，在门立柱下平面用拉葫芦一头拉住另一头固定在工装座上，将门立柱与门口安装座组成位置往下拉做反变形，为解决不锈钢地铁侧墙整体焊后调修量过大问题的最佳路径。在解决这个问题同时也应该做好巩固措施，加强员工质量意识，将工艺方法及焊接顺序列入工艺纪律检查内容。对工人进行工艺培训，由工艺师不定期抽查工人操作过程中对工艺文件的执行程度。将有效的措施纳入到相关的作业标准，并制作作业要领书，由工艺师对班组实施培训、学习，实行标准化管理。对今后生产中遇到的关键质量问题继续攻关，不断提高、完善、优化不锈钢车体生产制造工艺。

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