客车生产中的焊接夹具

李少华

摘要：作为陆地上运输能力最为庞大的火车，其无论是货运还是交通作用都是毋庸置疑的，对于火车的安全问题的重视是非常必要的。在火车的安全问题中，从其生产制造过程以及后期运行时的安全维护两方面来考虑。在这两面最重要的是生产制造期间的安全制造，其中对于火车的车体钢结构的焊接工作来说最为重要的夹具对于焊接工作的影响是不容忽视的，在本文就将对焊接夹具的通用化进行论述。

关键词：铁路车体钢结构；焊接夹具；通用化

中图分类号：TU03 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0379-01

在铁路客车车体钢结构的制造过程中，对于各种技术的运用保证了钢结构的稳定与安全，在这其中钢结构的焊接工作对于整体钢结构的连接和组合起到关键作用。在进行和钢结构的焊接工作时需要用到焊接夹具，夹具的作用是保证车体钢结构的制造质量，提高生产效率。在我国随着社会需求的不断加大，各种客车的出现对于夹具的要求也越来越高，如何将夹具能够适用于多种车型，达到通用化的目标是现如今客车制造领域的意向难题。

1 客车焊接夹具的组成及特点

一个完整的夹具，应由定位器、夹紧机构及夹具体三部分组成。图l所示的夹具，采用了底面和侧面定位，垂直方向和水平方向双向夹紧，可有效地控制焊接变形和定位精度。在客车焊接生产中，还经常使用由专用夹具体、多种夹紧机构及定位器组成的复杂夹具。

客车焊接夹具与其他机械加工夹具不同，其特点如下：

1.1 焊件是由许多个简单零件组焊而成的，这些零件的装配、定位和夹紧在夹具上是按顺序单独进行的。

1.2 焊接过程中，为减少或消除焊接变形，要求夹具对某些零件能起到反变形或刚性夹固的作用。同时，为减少焊接应力，又要使某些零件在某一方向有移动。因此，客车焊接夹具中的定位夹紧及刚性夹固是按需要设置的。

1.3 焊接夹具往往是焊接电源二次回路的一个组成部分，因此，绝缘和导电是设计中必须注意的一个问题。

2 什么是夹具通用化

2.1 概念

焊接夹具的通用化是指，在对不同的车体钢结构进行焊接时只需要在一种夹具的基础上进行零部件的调整就能达到适用于不同车体目的。

2.2 夹具通用化的概述

对客车的钢结构焊接其重要作用的设备就是夹具，夹具的组成部分可分为：侧墙组焊夹具、车顶组焊夹具、底架组焊夹具、端墙组焊夹具、牵枕缓组焊夹具、底架端部组焊夹具、总组成夹具等。夹具分为小型和大型，小型夹具的造价低廉，大型夹具的造价往往是非常高昂的，所以在进行对不同车体钢结构焊接时都要进行不同夹具的制造，对于制造商来说是一笔庞大的资金，所以在现代化的车体钢结构焊接工作中一直都在针对这种情况进行改善和探索，这就是夹具通用化的由来。

3 通用化方法

对于不同的车体钢结构有不同的夹具结构，所以对于夹具的通用化来讲应该具备不同的通用化方法。

3.1 夹具组成结构单元化

因为不同的钢结构需要不同的夹具尺寸，所以夹具的通用化设计就是可以将夹具结构中具有定位和夹紧的部位进行独立化设计，将其单独作为一个单元，在针对不同的结构式进行自由的组合，能够节省很多时间和资金进行其他夹具的制造。为了进行清晰的解读夹具单元化的方法，下面就将以总组成夹具中的底架定位夹紧结构为例进行具体分析。

定位夹紧结构中的定位是由旁承定位装置、心盘定位装置、四角定位装置以及挠度调整器等主要元件组成，夹紧部件是由旁承拉紧器、四角拉紧器和门口压紧器组成。为了达到夹具通用化的目的，将上述所提到的定位以及夹紧部件分别制造成单独的部件安装在夹具上，然后在一个固定在地面的平台上，进行具体的焊接和结构的组装工作。因为其是固定的，所以单元化的结构更能够使得夹具的工作效率大大提高。将以上的所有元件在夹具体的T型槽上进行组装形成一个完整的结构，在大平台上面还有小平台，小平台上面也存在T型槽，将其中的一些小结构安装在上面。通过这种结构组装的夹具在车型变化时就能够根据车型的具体数据进行结构的重新调整，最终达到适应所有车型的目标。所以在进行结构设计时需要针对不同的车型设计出不同的结构元件，更要设计出针对不同元件所用的销，以便于在进行元件更换的同时能够更加快速地进行更换。

3.2 插板式通用化方法

所谓的插板式通用化方法就是根据所要进行焊接的工件的界面不同进行不同的定位板設计。例如这种方法大多数的时候适用于进行定位面是弧形的工件，因为这种工件的插板设计较为方便，对于这种焊接工作是最为方便的，例如车顶，弧形侧墙，水箱活盖等部位。根据这些焊接部位的不同设计出符合这些部位的定位面，在不同的焊接面需求情况下可以增加定位面的数量来满足焊接工作。现如今的数控板材切割技术发展极为先进，这对于定位面的设计提出了无限可能，可以依靠这种技术进行各种复杂曲面的加工制造。然后在进行不同的车型焊接时只需要进行不同的定位板就能够完成复杂的焊接工作，这就是插板式通用的工作原理，能够大大加速夹具的调整时间和工作效率，但是也存在缺点，那就是车型较多，所需要设计的定位板也比较多，增加了制造成本，不是一种非常实用的方法。

3.3 液压和气动调整夹具

夹具的通用化就是为了能够适用于不同的车型的钢结构焊接，所以最大的问题就是夹具的结构需要适用于多种车型，所以根据上述的两种方法来看，对于夹具上的单元结构进行调整才是夹具通用化的关键，针对于这种情况提出了液压和气动调整夹具的方法，已达到夹具通用化的目的。

液压和气动调整夹具就是将不同车型所需的夹具数据进行整理，然后在对不同的车体钢结构进行焊接时，对其进行数据调整，利用液压和气动的方法对夹具的结构进行细微或者大范围的变化，最终实现适用于多种车型。

这种方法的特点就是调整的时候需要精确地控制，因为其设备制造就与其他的夹具设备不同，所以需要操作的方法也不同，对于操作人员的技术要求极高。与此同时这种夹具的制造成本相比较于其他两种方法来说很高，对于制造企业的经济负担较重。高投入带来的就是高收入，应用这种方法进行焊接工作，能够大大提高工作效率，是焊接工作的得力助手。这种方法也是现阶段制造企业在进行焊接工作时的首选夹具通用化方法。

4 结语

对于车体钢结构的焊接工作的优化一直以来是各大客车制造公司的研究课题，其不仅仅能够增加客车的安全性能，还能够在不断优化的过程中降低企业的成本投入，使得企业的盈利增加，所以对于夹具的通用化研究也变得越来越多样。随着点焊，自动焊等焊接方法的应用，对夹具的实际应用功能提出了更高要求，所以对于夹具通用化的研究是一项不能够停止的课题。相信在未来将出现更加方便的方法来实现夹具通用化。

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