伊茲密爾輕軌項(xiàng)目底架變形控制

張益　齊志鵬

摘 要：土耳其伊茲密爾輕軌項(xiàng)目車體中，底架焊后變形嚴(yán)重，影響了車體質(zhì)量和下工序施工。文章通過對該項(xiàng)目底架焊后變形情況的記錄和分析，提出并實(shí)施了一些改進(jìn)底架組焊工藝的方案。這些方案經(jīng)過驗(yàn)證，可行且有效，極大的改善了底架組焊后出現(xiàn)的焊后變形問題。

關(guān)鍵詞：底架；焊接變形；反變形；焊接工藝；焊接量

引言

隨著鐵路行業(yè)的高速發(fā)展，城市軌道列車對車體的質(zhì)量要求越來越高。底架作為車體組成的一個最重要的部件，對整車質(zhì)量起到關(guān)鍵性的作用。底架焊接變形，不僅會影響底架本身的質(zhì)量，而且對車體總組焊等工序造成嚴(yán)重的影響。

南車株機(jī)城軌事業(yè)部車體車間于2010年11月中旬開始進(jìn)行全國首輛出口歐洲的城市軌道交通車輛——伊茲密爾城市輕軌車——的底架試制。該車型與以往所制車型對比起來，無論是車體尺寸還是設(shè)計的結(jié)構(gòu)都有很大的不同，因此在制造過程中遇到了一些以往從來沒有遇到過的問題，特別是底架焊后變形問題。所以，針對這些問題需提出一套全新的工藝方案來保證車體底架的質(zhì)量。

1 問題簡述

土耳其伊茲密爾城市輕軌項(xiàng)目（IZMIRL1E）首個底架試制完成后，在I端牽引梁區(qū)域出現(xiàn)嚴(yán)重變形，局部變形量最大12.5mm，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)過分析認(rèn)為出現(xiàn)上述問題的主要原因有：

（1）焊接變形主要是由于過高的局部熱輸入量造成的。IZMIRL1E車體長度大約為10m，僅為一般車型的二分之一，而焊縫長度并沒有減少。這導(dǎo)致了該底架焊縫密集，局部熱輸入量大。

（2）對比一般車型底架，IZMIRL1E項(xiàng)目底架組成中沒有短地板部件，這使得底架正面的焊縫減少，缺少正面焊接變形。

（3）IZMIRL1E底架上的抗側(cè)滾組裝部件形狀特殊，焊接要求高，焊接量大，而且焊接過程復(fù)雜。

首車試制時，根據(jù)設(shè)計要求和以往的經(jīng)驗(yàn)，工藝人員將工裝預(yù)設(shè)成如下?lián)隙龋ㄒ灾虚g最低一個工裝支座為基準(zhǔn)點(diǎn)）：II端：4，1，0，3，5：I端

首節(jié)底架試制完后出現(xiàn)了預(yù)料以外到的變形情況。車頭部位明顯下沉。采用4M平尺檢測時，II端枕梁位置有5mm變形，I端枕梁位置變形達(dá)到了12.5mm，而且變形較為突然且集中。（變形情況如圖1所示）

調(diào)整焊接變形的常用方法是設(shè)置反變形。即根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，估計焊后變形量，然后設(shè)置相同或更大的反向變形量以抵消掉預(yù)先設(shè)置的反變形。

基于以上考慮重新調(diào)整了工裝，局部做出較大調(diào)整以增大反變形。調(diào)整后工裝撓度如下：

II端：5，-1，-5，12，12，-5：I端（圖2所示）

焊后變形量（測量工具4M平尺）：II端最大變形2mm，I端最大變形12mm。（具體分項(xiàng)數(shù)值見附表）

以上數(shù)據(jù)表明，II端變形量已經(jīng)得到了很好的控制，但是I端變形依舊顯著。說明預(yù)設(shè)反變形控制效果不明顯。

通過對該車型進(jìn)行深層次的分析，工藝人員改進(jìn)了反變形工藝。因?yàn)槠鸬街巫饔玫墓ぱb只能對邊梁進(jìn)行支撐，底架枕梁部位處于懸空狀態(tài)，焊接應(yīng)力造成的變形會導(dǎo)致枕梁向下塌陷，解除工裝的限位之后枕梁的下塌就會影響到邊梁的直線度。所以必須對懸空的枕梁進(jìn)行支撐。

試制采用的具體改進(jìn)措施是，在枕梁處安置一排四個千斤頂，組焊前先用千斤頂將枕梁頂緊，然后固定邊梁處工裝。

保持預(yù)設(shè)撓度不變，焊后變形量（測量工具4M平尺）：II端變形情況情況良好，I端最大5.2mm變形量。

焊后變形已經(jīng)有了大幅度減小，以上數(shù)據(jù)證明了所采用的這種反變形工藝是可行且有效的。

為了繼續(xù)減小焊后變形，后續(xù)采取了改進(jìn)焊接順序，控制焊接電流等方法進(jìn)行調(diào)整，將該處的焊接變形控制在了4mm至6mm之間。

3 結(jié)束語

文章提出了焊接工藝的另一個出發(fā)點(diǎn)，即反變形與工裝限位支撐等手段結(jié)合使用來控制焊接變形；而且并不局限于變形位置，針對整體做出必要的固定也是有效的。

設(shè)定合理的焊接路線，嚴(yán)格控制層間溫度是焊接工藝的基礎(chǔ)，應(yīng)該時刻保證。作為一個成功的案例，以后的項(xiàng)目中可以借鑒本次制造工藝。生產(chǎn)時注意分析焊接變形原因以及焊接變形產(chǎn)生的具體位置，預(yù)設(shè)合理的反變形，并針對這些位置增加工裝的限位效果。使用此方法進(jìn)行焊接生產(chǎn)可以有效的控制焊后變形，對增加產(chǎn)品合格率有很大的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]焊接結(jié)構(gòu)學(xué)[M].

[2]材料科學(xué)基礎(chǔ)教程[M].

[3]鋁合金車體焊接工藝[S].

[4]EN15085.焊接標(biāo)準(zhǔn)匯編[S].