浅谈不锈钢车体车顶制造工艺分析

陈岩 韩鹏程 王萌

【摘 要】介绍不锈钢地铁结构以及车顶工艺流程、制造难点。

【关键词】不锈钢 车体 车顶

一、前言

车辆轻量化、耐腐蚀是高速列车和城市轨道车辆的一个重要发展发向，不锈钢有效利用其自身优良的高抗拉强度，减薄板材厚度，实现车体轻量化（不锈钢车体可比普通碳钢车体重量轻30%强）。此外，不锈钢车体结构耐腐蚀，不需要进厂维修，大大降低费用，提高了车体的运用效率。就其工艺比较而言碳钢车体制造需采用预处理工艺，要经过酸洗、磷化、涂预涂底漆等几道工序。而不锈钢车体不必涂漆着色，可相对降低成本。不锈钢在区变形塑性高，提高了事故的安全性。因此，不锈钢车体对于实现车体轻量化、提高车体运行速度以及减少能耗有着重要意义。

二、不锈钢车体的结构

车体钢结构为全不锈钢结构，高强度不锈钢。根据各部位受力大小选择材料等级、板厚和断面形状。采用大部件组装工艺，以提高质量和生产效率。采用骨架蒙皮结构，骨架梁之间采用MIG焊、塞焊或点焊，骨架与外皮采用点焊形式，个别部位采用塞焊或MIG焊（点焊不易施焊及受力需要部位）。外皮与外皮之间可根据焊缝的位置、受力大小、密封性等要求采用点焊、点焊加密封胶或MIG封闭焊。

车体钢结构是车辆的主体结构，车体结构是由底架、侧墙、端墙和车顶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用过程中的各种载荷。

三、车顶组成制造工艺性分析

（一）车顶结构及技术要求

车顶钢结构由车顶弯梁组成、机组平台组成、波纹顶板组成、车顶边梁、侧顶板、车顶附件等主要零、部件组成。

（二）车顶组成制造工艺

车顶组成焊接采用點焊和MIG 焊工艺。车顶组成包括空调平台、弯梁、车顶下边梁、连接板、波纹顶板等组成。车顶组成焊接首先在空调座组焊工装上完成机组平台，然后将机组平台、弯梁、车顶下边梁、连接板等在车顶骨架工装上组装定位压紧点焊，骨架点焊完成后点焊侧顶板及波纹项板，波纹板点焊完成后，对无法焊到的点进行补点，然后采用MIG 焊焊接车顶的各道焊缝。最后在车顶小件工装上用MIG 焊焊接车顶小件。车顶全部焊接完毕后要检验车顶密封性，焊缝要求密封，不得有漏气、漏水现象。完成以上步骤后车顶全部完成，等待总组成。

（三）主要结构部件和制造方案

3.1 机组平台组成

3.1.2 机组平台组成工艺规程

①工作准备→②组焊立板、机组边梁→③组焊纵梁、横梁、纵梁组成和横梁组成→④组焊平台顶板→⑤机组平台组成补点→⑥组焊密封槽组成→⑦组焊机组座组成等小件→⑧检查

3.1.3技术要求

①插接间隙均匀，保证密封，不得漏水。

②机组平台组成平面度：≤4mm/m。

③工装定位时工件与定位面贴严。

④外型要符合样板要求。

⑤严格执行焊接工艺规程中焊接参数，避免参数不当引起的未焊透或过热引起不必要的焊接变形。

3.2 车顶骨架组成

3.2.1 车顶组成工艺规程

①工作准备→②组对车顶骨架→③组对机组平台组成→④组对点焊车顶波纹板→⑤车顶直角坐标机器人胎位点焊→⑥补点胎位补点→⑦检查

3.2.2技术要求

①工装定位时工件与定位面贴严。

②外型要符合样板要求。

③严格执行焊接工艺规程中焊接参数，避免参数不当引起的未焊透或过热引起不必要的焊接变形。

3.3 车顶附件组焊

3.3.1车顶正面及小件焊接

工艺流程

①工作准备→②放置车顶→③正面焊接→④安装导通组成→⑤自检→⑥吊出车顶。

技术要求

①导通组成：保证各个零件的定位尺寸，保证导通组成（安装支座组成、天线安装支座组成、天线座组成）的焊接密封性。

②焊接质量：符合图纸要求。

③车顶宽度：公差要求（+1，+5）。

④车顶高度：公差要求（-2，+3）。

3.3.32车顶反面及小件焊接

工艺流程

①工作准备→②放置车顶→③反面焊接→④组对焊接小件→⑤自检、调修小件、边梁→⑥吊出车顶。

技术要求

①工装调整反置胎位直线度：≤1mm。

②放置车顶车体中心线与反置胎位中心线偏：≤3mm。

③焊接质量：符合图纸要求。

④宽度尺寸、高度尺寸：宽度尺寸公差（+1，+5），高度尺寸公差（-2，+3）。

（四） 重点及控制措施

车顶在制造过程中，将车顶骨架吊入机器人自动点焊胎位时，应保证准确的摆放位置，从而实现自动点焊。控制方法：在车顶骨架上找一个基准点，每次点焊时找对基准点，进而实现自动点焊。

四、结论

本文对不锈钢车体的结构特点、车顶制造工艺过程及其工艺上存在的难点做了一下粗浅的总结和分析，其中不完善、不确切的地方，敬请指正。从而使以后天津地铁的生产顺利进行。

参考文献：

1. 工程材料焊接技术问答/王宗杰等主编，—北京：机械工业出版社，2002.8

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

3. 铁道机车车辆，2002年第3期

作者信息：

1.陈岩，（1986.2—），男，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.韩鹏程

3.王萌