略說(shuō)高鐵骨架車(chē)體的結(jié)構(gòu)
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公路、鐵路骨架車(chē)車(chē)體是箱梁式結(jié)構(gòu)，車(chē)體總長(zhǎng)12168mm，寬1067mm，車(chē)體距地面最高處485mm，前面有一個(gè)沖擊連接環(huán)，后面一個(gè)沖擊連接座，前后各一個(gè)牽引銷(xiāo)，12只集裝箱懸鎖。
2車(chē)體焊接時(shí)的問(wèn)題
整個(gè)車(chē)體是一個(gè)箱梁式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有很多縱橫加強(qiáng)板、加強(qiáng)梁。根據(jù)設(shè)計(jì)要求分段焊裝，最后總裝焊接。對(duì)每段的焊接質(zhì)量控制必須嚴(yán)格，才能保證總體的尺寸誤差符合要求。因?yàn)樵诤附舆^(guò)程中，車(chē)體受到局部不均勻的加熱與冷卻，焊接接頭各部位變形程度不同，由于焊件本身是一個(gè)整體，各部位是互相聯(lián)系，互相約束的，不能自由地伸縮，使焊縫區(qū)域產(chǎn)生大小不同的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致產(chǎn)生不均勻的焊接變形。車(chē)體在焊接過(guò)程中可能產(chǎn)生變形的種類有：縱向收縮變形、橫向收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形和波浪變形。本車(chē)中彎曲變形和扭曲變形危害最大，而且也最難控制，焊接成形后將無(wú)法矯正，使車(chē)體報(bào)廢。
3焊接工藝過(guò)程及問(wèn)題的解決
整車(chē)分前、中、后三大部分分段焊接，最后進(jìn)行整體拼裝。每一段的焊裝都要依據(jù)圖樣尺寸做好裝配焊接工裝，工裝要保證較高的水平度，并固定在平臺(tái)上，使之有足夠的強(qiáng)度，然后將各段用卡具分別固定在工裝內(nèi)裝配焊接。嚴(yán)格執(zhí)行自檢、互檢、專檢的質(zhì)量保證制度。前節(jié)前節(jié)長(zhǎng)4067mm，
3.1前節(jié)
前節(jié)，有2片長(zhǎng)加強(qiáng)板，2片腹板需通焊，2根橫加強(qiáng)梁，1個(gè)前沖擊牽引環(huán)，1個(gè)牽引銷(xiāo)，特別是下翼板鵝頸處板厚20mm，熱壓成型，彎曲成型尺寸公差及變形量一定要保證設(shè)計(jì)要求，尺寸不合格會(huì)造成裝配點(diǎn)固焊困難，強(qiáng)行裝配將會(huì)加大焊后變形量。焊接時(shí)，應(yīng)先焊焊縫少的牽引銷(xiāo)和橫加強(qiáng)梁，再焊如圖2所示長(zhǎng)的加強(qiáng)前節(jié)板、腹板，且采用對(duì)稱焊法，從中間向兩邊逐步退焊，以減小變形，最后焊接前沖擊牽引環(huán)。由于沖擊牽引環(huán)是鑄鋼件，又比較厚，需焊前加熱，首先用角磨機(jī)、鋼絲刷等工具清除焊口周?chē)?0mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污等雜質(zhì)，露出金屬光澤，然后把鑄鋼件預(yù)熱到204℃，用紅外測(cè)溫儀隨時(shí)多點(diǎn)測(cè)量至預(yù)定溫度。采用MAG焊方法，保護(hù)氣體為φ（Ar）80%+φ（CO2）20%，焊機(jī)型號(hào)為：松下KRⅡ-500型焊機(jī)。前沖擊牽引環(huán)按圖樣要求角焊后先進(jìn)行磁粉探傷，檢驗(yàn)合格后再按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷，檢驗(yàn)結(jié)果Ⅱ級(jí)合格，符合圖樣的技術(shù)要求。
3.2中節(jié)
中節(jié)相對(duì)比較長(zhǎng)，為5305mm，中節(jié)示意圖如圖3所示。其由6根橫加強(qiáng)梁，2根縱加強(qiáng)梁，上下各1塊翼板，2塊腹板組成。應(yīng)先焊短焊縫的6根橫加強(qiáng)梁，再焊縱加強(qiáng)梁，最后焊兩邊腹板。由于腹板較薄且長(zhǎng)，為5mm厚，5305mm長(zhǎng)，463mm高，所以焊后容易產(chǎn)生波浪變形，應(yīng)該按圖樣尺寸用C形卡具把工件固定在工裝內(nèi)，然后采用斷續(xù)跳焊的方法（焊縫長(zhǎng)400mm，焊縫間距400mm）。從兩邊對(duì)稱焊接，焊后冷卻至室溫后拆卸工裝卡具。
3.3后節(jié)
后節(jié)長(zhǎng)2794mm，為1個(gè)牽引銷(xiāo)，圖4b為1個(gè)后沖擊牽引座，鑄鋼件需焊前預(yù)熱，焊接工藝參數(shù)與前節(jié)的沖擊牽引環(huán)基本相同，但后尾部有一些牽引連接裝置和尾部氣囊等裝配部件，需要注意裝配焊接順序，以免給后續(xù)工作帶來(lái)困難，尤其要在工裝內(nèi)用卡具固定裝配焊接，防止產(chǎn)生扭曲變形。
3.4總裝
將前、中、后三節(jié)按圖樣要求固定在裝配工裝內(nèi)，墊平，用卡具固定住，組對(duì)錯(cuò)邊量，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求≤1mm。焊前要將焊口周?chē)?0mm范圍內(nèi)用角向磨機(jī)、鋼絲刷除銹、油污，直至露出金屬光澤，總裝時(shí)因前節(jié)下翼板是20mm，中節(jié)下翼板15mm，雙邊V形坡口。坡口間隙3~4mm，并預(yù)留反變形量。打底焊要求單面焊雙面成形，蓋面焊時(shí)不同板厚之間應(yīng)平滑過(guò)渡。不能有尖角、咬邊等焊接缺陷。焊后超聲波探傷結(jié)果為Ⅱ級(jí)，合格。雙側(cè)腹板對(duì)接時(shí)在內(nèi)側(cè)加墊板，兩腹板之間留5mm的間隙，墊板應(yīng)緊貼腹板，其間隙應(yīng)≤1mm，腹板間焊縫應(yīng)焊透，不得有咬邊、氣孔、裂紋、夾渣等缺陷。最后焊接集裝箱懸鎖，12只集裝箱懸鎖必須在同一水平面上，其水平公差為±2mm，橫尺寸及公差為（2160±2）mm，縱向尺寸及公差為（11985±3）mm，（5853±3）mm，對(duì)角線公差±5mm。實(shí)測(cè)后全部在允許的公差范圍之內(nèi)。
4車(chē)體焊接質(zhì)量的控制措施
由于在車(chē)體箱形梁焊接生產(chǎn)中焊接變形種類較多，所以應(yīng)遵守以下原則：
（1）須在各段專用裝配、焊接工裝內(nèi)點(diǎn)固焊、焊接，并保證工件在工裝內(nèi)平、正，符合圖樣尺寸，并用卡具夾緊，焊后冷卻至室溫方可拆卸。
（2）先焊短焊縫，如牽引銷(xiāo)、橫加強(qiáng)梁，后焊長(zhǎng)焊縫，如縱加強(qiáng)梁、縱加強(qiáng)板，先焊焊縫多的部位，能對(duì)稱焊的盡量進(jìn)行對(duì)稱焊，焊接方向應(yīng)相同。
（3）鑄鋼件在加熱時(shí)應(yīng)隨時(shí)用紅外測(cè)溫儀測(cè)量溫度，多點(diǎn)測(cè)量，要求均勻，保證預(yù)熱溫度準(zhǔn)確達(dá)到工藝要求。
5結(jié)論
由于車(chē)體采用了MAG氣體保護(hù)焊以及分段焊接的工藝，故生產(chǎn)效率高，焊接質(zhì)量好。分段焊接的優(yōu)點(diǎn)是能將焊接變形量控制在小區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域焊縫收縮時(shí)，焊接應(yīng)力能在車(chē)體總裝前得到有效地釋放，避免了較大應(yīng)力集中的產(chǎn)生與疊加，使車(chē)體的焊接變形量減小。通過(guò)采用焊接工裝、預(yù)留反變形量等有效的防變形措施，嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)范，控制焊接順序，使得焊接質(zhì)量完全滿足了國(guó)外客戶原圖樣的技術(shù)要求。實(shí)踐證明，要獲得優(yōu)良的質(zhì)量，得到變形較小的車(chē)體，必須做到以下幾方面的要求：車(chē)體的分段裝配焊接要合理，需要有專用工裝；選用合理的焊接方法、焊接順序及焊接工藝參數(shù)；采用有效的防變形措施，根據(jù)每段結(jié)構(gòu)不同的要求，選用相應(yīng)合理的防變形卡具。樣車(chē)經(jīng)國(guó)外客戶監(jiān)理檢測(cè)合格，通過(guò)了該國(guó)鐵道部門(mén)認(rèn)證，為企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)一個(gè)嶄新的契機(jī)。牽引銷(xiāo)，后沖擊牽引座。
作者：宋思涵單位：長(zhǎng)沙火車(chē)站
