Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．２，２０１３ 轨道车辆铝合金地板铺装焊接变形研究 孟祥瑞 （南车青岛四方机车车辆有限公司，山东青岛２６６１１１） 摘要：以轨道车辆铝合金地板铺装为题，分析影响轨道车辆铝合金地板铺装、焊接及变形的因素。根据从生产实际中总 结的经验。针对铝合金地板铺装过程中遇到的实际问题，从工艺方法措施的制定上做简要的总结和说明。并为其他车型 地板铺装提供参考依据。 关键词：高速动车组；地板铺装；焊接变形；反变形；工艺方法 中图分类号：ＴＧ４５７．１４；Ｕ２７０．６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１３）０２—００８８～０２ 我国高速动车组采用的铝合金主要有５０００系、 键位置进行调整，防止底架框架固定后其关键尺寸 ６０００系、７０００系。轨道车辆铝合金车体地板采６０００ 发生改变。如为测量边粱直线度，需要在底架框架四 系合金，其为大型中空铝合金挤薄壁压型材组焊结构。 角用垫块与线绳进行测量，确保边梁直线度不大于 ｍｍ／ｍ。同时还需要测量整个底架框架的对角线差、 由于长直焊缝焊接存在较大的焊接变形，因此，在地板 １二位端枕梁对角线差等关键数据，如不满足使用 铺装过程中，需要预置反变形及优化焊接顺序。本文从 底架框架固定、反变形设置、地板铺装、焊接工艺等方 要求则需对底架框架进行调整。当底架框架各种尺寸调整完成以后，需要通过手 面对高速动车组地板铺装工艺进行分析。 动拉紧器拉紧大横梁的方式对底架框架增加刚性固 定。刚性固定点应均匀分布于底架框架，并且需要对 １ 地板铺装焊接变形分析及工艺改进措施 称，交叉布置。每两个固定点一组，每组固定于相邻两 根大横梁，并且每组间距不大于５ ０００ ｍｍ。为满足对 结合底架结构和影响焊接变形的因素，主要从 底架框架的刚性固定，手动拉紧器的规格为１．５ Ｔ。 以下几个方面解决地板铺装长直焊缝焊接变形问 １．２预置焊接反变形 题：（１）增加刚性固定；（２）预置焊接反变形；（３）优 根据焊接件的变形规律，在焊前预先将焊接件 化焊接顺序。 向着与焊接变形的相反方向进行人为的变形，使之 １．１增加底架框架的刚度 达到抵消焊接变形的目的。利用铺设地板胎位及端 采用适当的方法来增加焊件的刚度和拘束度，可 部支撑，将底架框架预置反变形，待焊后松开夹具， 以达到减小焊接变形的目的。根据底架框架的结构特 使焊件回弹后起形状和尺寸除好达到技术要求。 一点，选择利用临时支撑的方法增加底架框架的拘束 为实现在底架框架上预置反变形，需要在底架 度，在底架框架不同部位增加临时支撑和拉杆，临时 框架端部，用油压千斤顶或顶针对端部缓冲梁进行 增加底架框架的刚度，从而有效地减少焊接变形。 支持，支撑位置为缓冲梁与牵引梁连接处补强板。为 首先将底架框架吊装至铺设地板胎位上，确认 避免油压千斤顶或顶针工作面与缓冲梁直接接触， 用于支撑底架框架的工装的支撑位置，并严格按照 需要在油压千斤顶或顶针工作面与缓冲梁之间放置 定制位置摆放，底架支撑工装的尼龙塑料垫块不得 过度铝板。 用手动拉紧器将缓冲梁两侧拉紧并固定，根据 有破损，沉头螺栓不得松动，发现状态不良应及时进 行修复。其中，底架框架中部支撑应放置于底架纵向 对前期动车组地板铺装变形量统计分析，在底架框 Ｔｌ ８ ｍｍ的反变形。 中心处；底架框架端部支撑应放置于底架框架枕梁 架处预置６ ｍｌ中心内侧，到枕梁中心线的距离为（４００—６００）ｍｍ。 在对底架框架进行固定之前，需要测量包括底 １．３优化焊接顺序 装配焊接顺序对焊接结构变形的影响很大，因 架框架边梁的直线度在内的多个关键尺寸，并对关 此选择合理的装配和焊接顺序会降低焊接变形量。收稿日期：２０１２—１１－０３ 作者简介：孟祥瑞（１９８２一），男，黑龙江齐齐哈尔人，硕士，助理工程师，主要从事地板焊接研究。 ８８ 《装备制造技术）２０１３年第２期 由于底架框架地板铺装属于焊缝对称布置的结构， 焊接变形量大大减少，边梁直线度、底架平面度等尺 在进行焊接时，应采用两侧对称施焊的焊接方法。 寸的稳定性得到较大提高。在实际生产中，通过以上 首先使用段焊焊缝位置样板，将中部横梁以及 措施的应用，将边梁直线度控制在Ｉ ｍｎｌ／ｍ、全长不大 边梁上面需要标识的焊缝（段焊）位置画出来，将地 于６ ｍｍ；枕梁下平面的平面度控制在２ ｍｍ／ｍ；缓冲 板吊运至底架框架。按照图纸及车造条件要求， 梁的平面度控制在２ ｍｍ／ｍ；底架上平面的平面度控 调整地板位置，确保地板的铺装符合要求，并将地板 制在全长不大于４ ｍｍ。较大地提高了底架产品品 与底架框架固定连接。 质，降低了后续零部件的装配的难度。 对焊部位进行焊前打磨，利用铺底板压紧装置 从正面压紧地板，采用边压紧边点固的方式将地板 与底架框架进行定位焊。压紧时压紧力不允许超过 ３ 结束语 ０．６ ＭＰａ，同时对地板与大横梁、边梁的搭接焊缝进行 定位焊，定位焊的焊接位置应避开零部件端部和拐 通过底架焊接变形控制方法的研究与应用，铝 角部，原则上应在距端部２０ ｍｍ以上的地方进行焊 合金底架的产品品质得到了很大的提高。解决生产 接，地板与底架边梁、底架中部横梁的焊接方式。 中遇到的难题会不断激发我们研究更多焊接变形控 在焊接时，要按照由中间向两端的焊接顺序，保 制方法，从而提高铝合金焊接工艺水平。 证一位侧、二位侧地板与边梁之间的焊缝同时进行 （１）主要通过对底架框架增加刚性固定，预置焊 焊接，最后焊接端部焊缝，端部焊缝同样采用对称焊 接反变形，优化焊接顺序的措施改善底架地板铺装 接的方式，由车体中心线处向两侧同时进行，如图１ 焊接变形。 所示。图中①与②、③与④两条焊缝可以同时进行焊 （２）在实际生产中，通过焊接变形控制措施的应 接操作。 用，将边梁直线度控制在Ｉ ｍｍ／ｍ，全长不大于６ ｍｍ； 圃湎蒇圃ｉ詈 枕梁下平面的平面度控制在２ ｍｍ／ｍ；缓冲梁的平面 度控制在２ ｍｍ／ｍ；底架上平面的平面度控制在全长 不大于４ｍｍ。 — （３）底架地板铺装焊接变形原因的分析思路及 图１优化焊接顺序 控制措施应用对其他产品的焊接变形控制提供一定 地板正面长直焊缝焊接结束后根据工艺文件要 的借鉴意义。 求对焊缝进行打磨、探伤及气密检验，焊缝检查合格 后拆卸底架刚性固定及预置反变形工装。翻转底架 参考文献： 进行地板与大横梁、边梁的搭接处段焊焊缝的焊接， …Ｉ袁新杰．动车组铝合金框架结构的焊接【Ｊ］．焊接技术，２０１０， 焊接顺序同地板正面长直焊缝的焊接顺序一样。 ３９（７）：２５—２７． ［２］王家伟．铝合金车体焊接工艺【Ｊ】．铁道机车车辆工人，２０１ １， ２ 地板铺装焊接变形控制效果 （０２）：３５—３７． 【３］魏书波．铝合金车体结构焊接变形的调修方法研究【Ｊ】．装备 通过上述三种焊接变形控制方法的应用，使得 制造技术，２０１２，（１Ｏ）：６１—６２． Ｒａｉｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ａｌｕｍｊｎｕｍ Ａｌｌｏｙ Ｆｌｏｏｒ Ｓｕｒｆａｃｉｎｇ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＭＥＮＧ Ｘｉａｎｇ－ｒｕｉ （ＣＳＲ ＱＩＮＧＤＡ０ＳＩＦＡＮＧ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６６ １ １ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔｏ ｔｈｅ ｒａｉｌ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｆｌｏｏｒ ｐａｖｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｒａｉｌ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｆｌｏｏｒ ｓｕｒｆａｃｉｎｇ，ｗｅｌｄｉｎｇ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｆｏｒ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｆｌｏｏｒ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｄｏ ｂｒｉｅｆ ｓｕｍｍａｒｙ ａｎｄ ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｍｏｄｅｌｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｈｔｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆｒ ｈｔｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｌｆｏｏｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ＥＭＵｓ ｗｅｌｄｉｎｇ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｆｏｏｒ；ｐａｖｅｍｅｎｔ ａｎｔｉ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｐｒｏｃｅｓｓ ８９
