不锈钢车端墙钢结构车体制造工艺研究

刘楠楠 华洪波 陈淑娟

【摘 要】本文从B型不锈钢地铁车体出发，详细介绍了端墙部位在实际生产中的制造工艺过程，对工艺难点进行分析，从而掌握不锈钢端墙钢结构的制造工艺难点。

【关键词】端墙钢结构；不锈钢；制造工艺

一、概述

车体钢结构是车辆的主体结构，B型不锈钢车体钢结构是由底架钢结构（前端钢结构）、侧墙钢结构、端墙钢结构、车顶钢结构构成的薄壁筒型整体承载结构。车体结构具有足够的强度以承受车辆运行过程中的各种载荷。端墙钢结构作为四大部件之一，它的制造精度直接影响了车体钢结构的制造精度。不锈钢端墙为整体采用不锈钢材质，故对端墙制造工艺的研究，可以提高不锈钢车体钢结构的整体质量。

二、端墙制造工艺过程

（一）端墙装配、焊接

1.端墙小部件组成。按《工艺WPS文件》点焊参数要求和相关《制造图》焊点排布的要求，在小部件工序固定式点焊机上完成小部件点焊。点焊顺序采用中心向两侧对称点焊，注意及时水冷。

2.端墙门口组焊。将门上横梁、门立柱组成及门槛组成摆放到工装上，保证工件与工装定位块贴严，调整门槛组成、门上横梁中心与胎位中心对正，中心偏差小于1mm。在门上横梁、门立柱组成及门槛组成处垫通长工艺木块，用夹子夹紧，保证工件与门口工装夹紧贴严后验证门口尺寸。

焊接门口各焊缝，采用对角焊接，及时水冷。

3.端墙骨架组焊

（1）在骨架工装上装配端门口。将端墙门口平摆放到端墙骨架工装上，保证端墙门口中心与工装中心对正，偏差小于1mm，保证门上横梁与工装定位块贴严。

（2）在骨架工装上装配立柱组成等工件。将立柱组成、连接铁、下边梁、小横梁等摆放到工装后，保证部件与工装定位块贴严；用三米铝平尺进行测量端墙下边梁，保证门口翻边处与下边梁齐平，并用快速卡子将料件夹紧后点固；用连接铁弧形检测样板检测连接铁弧形，保证连接铁弧形与样板闪缝不大于1mm。并用快速卡子将料件夹紧后点固；在连接铁下平面垫1.5mm厚度的垫片，夹紧后点固。

（3）焊接端墙骨架组成。点焊所有焊点；使用MAG焊焊接，及时冷却，完全冷却后卸下夹紧装置。

4. 端墙蒙板组焊

（1）顶端板组对、铺装。铺装顶端板，顶端板中心线与铜台中心线对齐，偏差不超过0.5mm；下沿与铜台凹槽下沿贴牢，涂导电密封胶。

（2）左、右下墙板组对、铺装。垂直铺装左、右下墙板，然后调整左、右下墙板与顶端板马腿的搭接20mm尺寸，马腿搭接尺寸误差≤1mm。测量并调整组对尺寸，调整墙板对角线差≤1mm，工装压紧装置将墙板压严。

（3）门上板、护板组对、铺装。铺装门上板，与门上横梁间隙为5mm；在左右下墙板上画护板定位线，铺装护板，用铝平尺测量，保证眼孔与左、右下墙板的眼孔在一条直线上。

（4）骨架与墙板组对。铺装骨架，门口中心与铜台所画中心线对正。高度方向调整骨架，保证端墙骨架不外露出端墙板。保证护板眼孔与门槛眼孔基本对正。如偏差较大则需打磨护板两端，用工装压紧装置将骨架与墙板压严。

（5）铺装、点焊补强梁等工件。铺装外板补强、小立柱组成，单马腿外板补强、双马腿外板补强，使用铜台工装的定位装置定位。使用单面单点设备进行点焊。

5. 端墙合成组焊

（1）組对、点焊端角柱组成。按照图纸焊点尺寸，用红色记号笔画出焊点位置，将端角柱与连接角铁放到端角柱组焊工装上并组对，用快卡夹紧端角柱和连接角铁。测量端角柱与连接角铁是否平行（弧度是否一致）。最后点焊端角柱组成。

（2）组对端墙蒙板和端角柱组成。将端墙平放到工装上，端墙中心与胎位中心对正并用卡子夹紧；在与端角柱接触的墙板面涂导电密封胶；端角柱与连接角铁插入连接铁内，端角柱下边与下边梁齐平，弧型与工装定位面贴严；用端角柱弧形样板检测弧形。检查合格后，用快卡夹紧。

（3）组对研配端顶弯梁。端顶弯梁中心与胎位中心对正，弧型面与定位块贴严，现车打磨，研配端顶弯梁与端角柱合格后卸下端顶弯梁；在与端顶弯梁接触的墙板面涂抹导电密封胶，组对端顶弯梁；后在端角柱、连接铁、端顶弯梁上画出与墙板点焊的定位线。

（4）焊接端墙合成。使用现代龙门式手动点焊机点焊预先画好的焊点，用MAG焊焊接端角柱与端顶弯梁对接焊缝。

三、端墙钢结构工艺难点分析及解决措施

（一）端门口装配尺寸的确定

端门口由门上横梁、门立柱及门槛组成，弧焊焊接后，易产生变形，因此焊接前装配尺寸的放量就尤为重要，经过不断摸索，对焊接前后的尺寸进行对比分析，最后确定了装配尺寸最合理的范围，门口高度：1959（+2.5，+3）mm；门口宽度：1370（+1.5，+2）mm；对角线差≤1mm。

（二） 端墙各工序调修工艺的研究

1.端墙门口调修工艺。端墙门口焊接后会产生较大的变形，因此待焊缝完全冷却出胎后，在调修平台上，重点调修门立柱组成与门上横梁焊接时产生的变形，在超差处利用火焰调修、木锤敲击释放应力，注意火焰温度控制在450°C以内，注意及时浇水冷却。如果门口对角线尺寸超差，可采用撑杆支撑的方法来调修。

2.端墙骨架调修工艺：（1）打磨焊缝。组焊完成端墙骨架后，在骨架组成工装上，用风动直磨机、角磨机对立柱组成与门上横梁对接处、端墙下边梁与门槛组成对接处的弧焊焊缝进行打磨，先打磨反面焊缝，再打磨正面焊缝。调修焊缝的平度；（2）调修补焊。发现有焊接缺陷的进行补焊，并调修端墙骨架的几何尺寸。

3.端墙合成调修。端墙合成组焊完成后，重点调修端墙拉丝面的平面度。在超差处利用火焰调修、木锤敲击释放应力；在端墙合成胎位上，用风动直磨机、角磨机对端角柱合成和下边梁对接处、门上板与墙板对接处以及端顶弯梁与端角柱组成对接处的弧焊焊缝进行打磨。

四、结论

通过对不锈钢车顶典型部件制造工艺过程的分析，发现了制造过程中的难点并找出解决措施，为不锈钢车体的制造提供了宝贵经验。

参考文献：

[1] 王宗杰.工程材料焊接技术问答.北京：机械工业出版社，2002.8，P10

[2] 中国北方机车车辆工业集团公司科学技术协会编.铁道车辆知识问答.北京：中国铁道出版社，2003.6，P22

[3] 铁道机车车辆.2002年第3期.P35

[4] 薛克仲.城市轨道车辆车体材料选择.城市轨道交通研究，2003.1，P35

作者信息：

1.刘楠楠，（1988.10—），女，天津人，天津北车轨道装备有限公司，大学本科，研究方向：城市轨道车辆车体工艺。

2.华洪波

3.陈淑娟