軌道交通城軌骨架非標(biāo)柜體外觀改善研究

文/劉星·株洲華信精密工業(yè)股份有限責(zé)任公司

導(dǎo) 語(yǔ)

軌道交通城軌骨架非標(biāo)柜體大多采用箱式柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要由箱體骨架、門板、直配件等組成，柜體骨架鈑金采用06Cr19Ni10、06Cr18Ni11Ti不銹鋼板以及06Cr19Ni10不銹鋼圓鋼焊接而成，由于焊接變形大，需要經(jīng)過火焰調(diào)校后在柜體表面噴涂一層油漆以保證外觀質(zhì)量。柜體因焊接變形大需要反復(fù)調(diào)校，考慮油漆附著力問題，柜體外觀面不允許刮膩?zhàn)?，即使表面做了油漆處理，柜體表面調(diào)校痕跡依然無法通過油漆完全進(jìn)行美化處理，因此，隨著客戶對(duì)柜體外觀質(zhì)量要求越來越高，針對(duì)城軌骨架柜體外觀工藝改善勢(shì)在必行。

在對(duì)柜體外觀質(zhì)量要求不斷提高的市場(chǎng)需求形勢(shì)下，為滿足客戶需求，緊跟客戶發(fā)展腳步，擺脫傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)制造工藝方法，提高生產(chǎn)效率，縮短調(diào)校工時(shí)，提升產(chǎn)品外觀質(zhì)量，打破長(zhǎng)期以來非標(biāo)柜體平面度與外觀無法提升的局面，通過多年生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)加工制作經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)軌道交通城軌骨架非標(biāo)柜體加工過程及驗(yàn)證實(shí)施過程，從準(zhǔn)備階段、梳理階段、執(zhí)行階段、評(píng)審階段、持續(xù)改善階段分階段制定計(jì)劃與目標(biāo)，分階段推行與實(shí)施，在工藝規(guī)范、焊接參數(shù)、焊接順序、打磨規(guī)范、調(diào)平/TIG技能等方面做相應(yīng)改善優(yōu)化。

柜體外觀質(zhì)量常見問題

焊縫不美觀

目前柜體骨架焊接主要采用的焊接方法為TIG/MAG焊，焊接熱輸入大，焊接飛濺多，焊接順序未固化，焊接電流、電壓無法受控，焊縫不具備一致性且不美觀，柜體薄板容易燒穿影響柜體外觀。

焊縫缺陷

柜體焊接對(duì)員工技能水平要求太高，柜體焊縫位置、焊接間距、焊接長(zhǎng)度、焊縫高度等定義模糊，焊縫質(zhì)量基本靠操作人員的操作手法來保證，焊接過程中很容易產(chǎn)生咬邊、氣孔、開裂、未焊透等缺陷，直接影響柜體外觀質(zhì)量。

打磨不規(guī)范

打磨痕跡過深、打磨紋路不一致、柜體局部位置未使用專用打磨工具進(jìn)行清理，打磨痕跡如果深度與紋路未處理好的話，這種打磨缺陷再做完油漆后外觀質(zhì)感缺陷會(huì)被放大，影響柜體外觀質(zhì)量，導(dǎo)致柜體外觀不滿足客戶要求。

調(diào)校問題

大部分柜體隔板無折彎邊加強(qiáng)，焊接后變形大，調(diào)校工作量大，調(diào)校后外觀質(zhì)量差；隔板嵌入框架焊接，變形嚴(yán)重，調(diào)校工作量大；柜體表面調(diào)校采用火焰調(diào)平，調(diào)平后柜體表面會(huì)存在0.2mm左右的凹坑火焰調(diào)校點(diǎn)，且調(diào)校點(diǎn)排布不規(guī)則，影響柜體外觀質(zhì)量。

工藝優(yōu)化解決方案

焊接方法及要求

⑴門搭扣焊接：采用TIG焊一圈，焊腳高度2mm，固化焊接參數(shù)與焊接速度，焊接完外圈后需要對(duì)門搭扣封口位置進(jìn)行包邊20mm處理，如圖1所示。

⑵掛扣座焊接：采用TIG焊一圈，焊腳高度2mm，固化焊接參數(shù)與焊接速度，如圖2所示。

圖2 掛扣座TIG三面焊

⑶外接地螺母焊接：采用TIG滿焊，焊腳高度3mm，TIG焊需連續(xù)焊接，采用直徑為2.0mm的焊絲，焊接電流、電壓和焊接速度按照試板驗(yàn)證的參數(shù)，如圖3所示。

圖3 外接地螺母焊接

⑷蓋板支架焊接：蓋板支架內(nèi)側(cè)焊接采用MAG焊，如圖4所示。焊接間距按不大于3倍的焊縫長(zhǎng)度；外部四角焊接磨平，基礎(chǔ)長(zhǎng)度600mm，每增加300mm中間加焊1段，焊縫長(zhǎng)度大于15mm，外部卷邊對(duì)接焊縫高度不得超過被焊接件表面高度。

圖4 蓋板支架焊接

⑸封板（蒙皮）焊接：外部封板（蒙皮）所有拐角處采用TIG焊，如圖5所示，焊縫長(zhǎng)度10～20mm；長(zhǎng)度不大于3mm的封板（蒙皮）與承重梁焊接采用半自動(dòng)圓孔塞焊工藝，塞焊的圓孔直徑為9mm；內(nèi)部封板（蒙皮）與承重梁焊接取消，減少焊接量。

圖5 封板（蒙皮）焊接

⑹電抗器梁螺母焊接：相鄰密封腔的側(cè)電抗器梁螺母如果內(nèi)側(cè)無法滿焊，要應(yīng)焊盡焊，采用TIG滿焊，按需開坡口，如圖6所示。

圖6 電抗器梁螺母焊接

⑺外部接線盒焊接：柜體外部連接小盒體，外部四個(gè)角焊縫長(zhǎng)度30mm，內(nèi)部焊縫間距按不大于3倍的焊縫長(zhǎng)度，如圖7所示。外部焊接根據(jù)場(chǎng)景不同，分幾種情形：①長(zhǎng)度不大于500mm，只焊接四角；②長(zhǎng)度在500～1000mm，中間TIG 加焊1段，焊腳高度2mm，焊縫長(zhǎng)度10mm；③長(zhǎng)度在1000～1500mm，中間TIG加焊2段，焊腳高度2mm，焊縫長(zhǎng)度10mm；④長(zhǎng)度在1500～2000mm，中間TIG加焊3段，焊腳高度2mm，焊縫長(zhǎng)度10mm，以此類推。

圖7 外部接線盒焊接

焊接參數(shù)優(yōu)化

安裝采集終端，進(jìn)行焊接參數(shù)數(shù)據(jù)采集，如圖8所示，通過工藝參數(shù)與設(shè)備互聯(lián)互通，保證焊接嚴(yán)格按照工藝設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行，通過設(shè)備與信息化數(shù)據(jù)采集軟件的融合，讓焊接電流、電壓和焊接速度受控，從而提高柜體焊縫外觀質(zhì)量，焊接工藝參數(shù)受控，柜體焊穿問題明顯改善，實(shí)物效果如圖9所示。

圖8 焊接參數(shù)采集

圖9 焊接參數(shù)優(yōu)化前后焊接效果

焊接順序優(yōu)化

焊縫施焊順序直接關(guān)系到柜體外觀質(zhì)量是否具有一致性，將柜體里每條焊縫的焊接順序進(jìn)行固化并且將每條焊縫的焊接參數(shù)固化，同時(shí)焊接順序根據(jù)焊接應(yīng)力相互抵消的原則確定，使得產(chǎn)品變形程度小，焊縫外觀具有一致性且避免漏焊縫。焊接順序優(yōu)化前后焊接效果如圖10所示。

圖10 焊接順序優(yōu)化前后焊接效果

打磨要求

⑴柜體外部母材非焊縫位置嚴(yán)禁打磨，焊縫粗磨時(shí)注意紋路一致，沿焊縫方向局部打磨，打磨范圍為焊縫周圍 25～50mm。

⑵焊縫第一次打磨采用120目及120目以上打磨片進(jìn)行，第二次采用60目打磨片進(jìn)行，同一面打磨方向必須保持一致，且打磨位置母材損傷量不大于5%。

打磨要求優(yōu)化前后表面效果如圖11所示。

圖11 打磨要求優(yōu)化前后表面效果

調(diào)校工藝優(yōu)化

柜體對(duì)外平面（底板、頂板、側(cè)板）非開孔位置（除銘牌孔）需采用真空調(diào)平，并設(shè)計(jì)開發(fā)合適的吸附模板，對(duì)柜體外部封板尤其是側(cè)板（底板除外）、折彎梁上產(chǎn)生的焊接凸起，需要調(diào)平、校正、打磨、刷底漆后刮膩?zhàn)樱泄耋w外部封板上不允許有錘痕。調(diào)校工藝優(yōu)化前后表面效果如圖12所示。

圖12 調(diào)校工藝優(yōu)化前后表面效果

《百駿圖》

結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)柜體焊接方法、焊接參數(shù)、焊接順序、打磨、調(diào)校工藝等形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，讓焊接操作人員養(yǎng)成良好的作業(yè)習(xí)慣，焊縫成形、燒穿問題、打磨外觀與缺陷、柜體平面度都有明顯改善，柜體加工效率提升了30%以上，產(chǎn)品合格率大于99%。通過以上改善，不僅解決了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)加工困難的問題，同時(shí)對(duì)一些較好的工裝設(shè)備申請(qǐng)了專利，如半自動(dòng)圓孔塞焊用到的工裝、真空吸附調(diào)平設(shè)備等，進(jìn)一步提升了“打鐵人”的技術(shù)能力，提升了為客戶提供更專、更優(yōu)工藝技術(shù)服務(wù)的能力。