常州經(jīng)開區(qū)有軌電車構(gòu)架制造工藝分析

劉軍　朱黎明　史珂軻

【摘 要】根據(jù)有軌電車構(gòu)架的焊接質(zhì)量要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各類技術(shù)難點(diǎn)，進(jìn)而制定出合理的構(gòu)架制造工藝方案，有效確保該車型構(gòu)架的組焊質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】有軌電車;構(gòu)架;制造工藝

中圖分類號(hào)： U482.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）10-0053-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.020

Manufactural Technology Analysis of the Bogie in Changzhou Development Zone Tramcar

LIU Jun ZHU Li-ming SHI Ke-ke

（Locomotive manufactural Department，CRRC Qishuyan Co.，Ltd.，Changzhou Jiangsu 213000，China）

【Abstract】According to the welding quality requirement and the structure characteristics of the bogie in Changzhou development zone tramcar， this paper mainly analyzes various technical problems occurring in the production process， and then makes a reasonable manufactural technology scheme of the bogie， effectively to ensure the welding quality of the bogie.

【Key words】Tramcar; The bogie; Manufactural technology

0 前言

常州經(jīng)開區(qū)有軌電車是由中車戚墅堰機(jī)車有限公司推出的首臺(tái)有軌電車。由于公司過往產(chǎn)品一直以機(jī)車為主，有軌電車作為公司的一款新型產(chǎn)品，車體、構(gòu)架的結(jié)構(gòu)和工藝和機(jī)車有很大不同，制造難度也增大很多。如圖1所示，常州經(jīng)開區(qū)有軌電車由5節(jié)車廂和三節(jié)轉(zhuǎn)向架組成。車廂1和5為動(dòng)車，車廂3為拖車，車架下部有轉(zhuǎn)向架;車廂2和4為浮車，車架下部無轉(zhuǎn)向架。

轉(zhuǎn)向架是機(jī)車的安全件之一，而作為焊接部件的構(gòu)架不僅是轉(zhuǎn)向架其他部件的安裝基礎(chǔ)，同時(shí)還要承受和傳遞機(jī)車在運(yùn)行中產(chǎn)生的不同類型的動(dòng)、靜載荷，是一個(gè)復(fù)雜交變載荷作用下的重要受力部件[1]。因此，構(gòu)架的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到整車運(yùn)行的安全。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和制造工藝流程

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

有軌電車構(gòu)架結(jié)構(gòu)如圖2所示。從圖2可以看出，構(gòu)架是由左、右側(cè)梁各1個(gè)和橫梁（1個(gè)）組成的框架結(jié)構(gòu)。橫梁由主梁（一）和主梁（二）組成。

1.2 制造工藝流程

有軌電車構(gòu)架制造工藝流程如圖3所示，待左、右側(cè)梁和橫梁單元分別制作完成后，先組建構(gòu)架框架，再對(duì)制動(dòng)組合座（一）和液控單元安裝座等零部件進(jìn)行組裝，探傷后進(jìn)行退火、調(diào)修和機(jī)加工。

2 制造難點(diǎn)及解決措施

2.1 側(cè)梁工藝難點(diǎn)分析

不同于機(jī)車構(gòu)架側(cè)梁的“一”字箱型結(jié)構(gòu)，有軌電車側(cè)梁為“幾”字型結(jié)構(gòu)，如圖4所示。從俯視圖可以看出，構(gòu)架內(nèi)腔雖然有6塊筋板，但是由于上蓋板（四）和下蓋板都是厚度為25 mm的折彎件，焊接時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重變形，導(dǎo)致彈簧座（一）、（二）加工余量不足。構(gòu)件的焊接變形，不僅會(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)度的正常進(jìn)行，而且會(huì)降低構(gòu)架的力學(xué)性能，影響整體結(jié)構(gòu)的外形尺寸與焊接質(zhì)量[2]。

為解決這一問題，經(jīng)過和設(shè)計(jì)、工藝的討論，在不影響后續(xù)機(jī)加工的情況下，在側(cè)梁內(nèi)腔對(duì)稱增加筋板數(shù)量以起到增大剛性的目的;同時(shí)，為保證長度尺寸2500±4 mm，防止側(cè)梁兩端向上彎曲，焊接時(shí)在左、右上蓋板（三）中間以及兩端下蓋板和平臺(tái)之間增加工藝支撐，在如圖5所示。采取以上措施，能盡可能減小側(cè)梁的焊接變形。當(dāng)側(cè)梁下蓋板、立板和隔板點(diǎn)固連接后，進(jìn)行坡口處第一層焊接時(shí)，由于側(cè)梁整體結(jié)構(gòu)自由度較大，則剛性偏小，極易引起較大扭曲變形和側(cè)梁旁彎。因此，再對(duì)側(cè)梁焊接變形方向的摸索后，焊接順序決定以側(cè)梁中心的立板開始焊接，兩名電焊工同時(shí)對(duì)稱沿側(cè)梁縱向方向向兩端施焊。這樣，焊接應(yīng)力在焊接過程中均勻分布在兩側(cè)的同時(shí)，變形量也隨之對(duì)稱。

在打底焊縫時(shí)，根部極易出現(xiàn)未焊透情況。經(jīng)過多次理論分析和焊接試驗(yàn)對(duì)比，總結(jié)出的最優(yōu)方案是略微降低電壓，保證焊接線能量不變，從而使焊縫接頭質(zhì)量不受影響。另外，在焊接時(shí)焊槍需要傾斜一定的角度，以45±2o最為理想，具有最佳的焊接性，保證焊絲盡量在抵達(dá)坡口根部時(shí)開始熔化。這樣，不僅能是焊縫外觀質(zhì)量得到明顯提升，而且可以有效地解決根部未焊透的狀況。

2.2 橫梁工藝難點(diǎn)分析

橫梁的組焊過程是先將主梁（一）和主梁（二）組裝和焊接，再由中間的橫向止擋組合座將兩個(gè)主梁組裝在一起，最后完成整個(gè)橫梁的焊接。橫梁焊接完成后，隨之橫向止擋組合座上的螺紋孔便確定了橫、縱中心線的位置。向橫梁兩端的長度方向均分，預(yù)留焊后收縮余量2mm，即兩端各1mm。焊接完成后，配合適當(dāng)?shù)幕鹧嬲{(diào)修工序，可有效保證橫梁外觀尺寸符合設(shè)計(jì)圖紙和工藝要求。

2.3 構(gòu)架總成

構(gòu)架總成工序中，最難控制的是整個(gè)結(jié)構(gòu)的四點(diǎn)平面度。此類“幾”字型構(gòu)架的設(shè)計(jì)要求是平面度控制在≤3mm。為解決這一難點(diǎn)，在框架組裝前需要對(duì)側(cè)梁和橫梁分別進(jìn)行三坐標(biāo)劃線，側(cè)梁與橫梁裝配時(shí)注意間隙均勻，控制在2mm以內(nèi)，以此保證焊后收縮量一致。定位焊好后，在左、右側(cè)梁內(nèi)立板之間用型材支撐，外立板方向利用臺(tái)位固定（圖6），然后再開始焊接蓋板的對(duì)接坡口焊縫以及立板間的角焊縫;其次，各零件在組裝前，需要將焊接好的構(gòu)架框架再次進(jìn)行三坐標(biāo)整體劃線，按照先焊短焊縫，再焊接長焊縫，最后焊正反面附件，以抵消正反面的焊接變形[3]。

3 結(jié)束語

采用本文所述的工藝生產(chǎn)的有軌電車構(gòu)架，其外觀尺寸和力學(xué)性能均能滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和工藝要求，且焊接質(zhì)量穩(wěn)定。通過與設(shè)計(jì)師、工藝師共同探討的過程中，消化吸收了國內(nèi)先進(jìn)的焊接工藝方法，提升了公司整體的焊接技術(shù)水平。同時(shí)，該型號(hào)構(gòu)架通過了鐵科院標(biāo)準(zhǔn)下的各項(xiàng)性能測試，滿足了國內(nèi)有軌電車系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王挺，楊闖，郭淑琴.HXD3型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接工藝研究[B].機(jī)車車輛工藝，2011.

[2]史耀武.焊接手冊(cè)[M].3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]方洪淵.焊接結(jié)構(gòu)學(xué).2010（4）.