唐山軌道客車(chē)有限責(zé)任公司（河北 063035）張明偉 李洪濤 孫學(xué)亮

地鐵作為現(xiàn)代大城市最方便快捷的交通工具，可以滿足短時(shí)間、高密度、長(zhǎng)距離、大運(yùn)量等運(yùn)輸要求，有效地緩解了城市交通的擁堵問(wèn)題，成為目前當(dāng)今社會(huì)城市交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)。地鐵車(chē)輛按照斷面大小分為A型地鐵、B型地鐵和C型地鐵，按照車(chē)體材質(zhì)分為鋁合金地鐵和不銹鋼地鐵。本文介紹的是B型地鐵鋁合金車(chē)體的制造工藝。

1.車(chē)體結(jié)構(gòu)

B型地鐵由4輛中間車(chē)和2輛帶司機(jī)室的頭車(chē)組成共6輛車(chē)的編組，如圖1所示。

圖1 編組示意圖

車(chē)體采用的是中空輕型擠壓鋁型材焊接而成，重量大大低于鋼鐵，有利于鐵路列車(chē)減重提速，減輕對(duì)線路設(shè)施，包括軌道、道岔、橋梁等的沖擊力，還能提供良好氣密性，同時(shí)對(duì)隔音、降噪也起到了良好的作用，節(jié)省能源，壽命可達(dá)20年以上。

車(chē)體主要由底架、側(cè)墻組成、車(chē)頂和端墻等組成，如圖2所示。

車(chē)體基本尺寸如附表所示。

2.車(chē)體制造工藝流程

車(chē)體制造工藝流程如圖3所示。

表1 車(chē)體基本尺寸

圖2 車(chē)體結(jié)構(gòu)圖

圖3 車(chē)體制造工藝流程圖

3.主要制造工藝

（1）底架組成制造工藝 以空氣簧孔為基準(zhǔn)組對(duì)枕梁，以車(chē)鉤安裝孔為基準(zhǔn)組對(duì)牽緩組成，吊左、右底架邊梁落入底架正裝組焊工裝，調(diào)整底架邊梁縱向中心與工裝縱向中心重合，保證邊梁密貼定位塊，確保邊梁內(nèi)側(cè)枕外橫向?qū)挾葹?404mm，邊梁內(nèi)側(cè)枕內(nèi)橫向?qū)挾葹?402mm，進(jìn)行焊接框架，最后組裝地板組成和一、二位端的端梁，完成所有正裝焊縫的焊接，吊運(yùn)底架進(jìn)行反裝，預(yù)制反變形60mm。

（2）側(cè)墻組成制造工藝 正裝組對(duì)門(mén)柱（以門(mén)柱為定位基準(zhǔn)），依次組對(duì)側(cè)墻板，組裝側(cè)門(mén)柱（分塊側(cè)墻組裝門(mén)柱）。

（3）車(chē)頂組成制造工藝 確定車(chē)頂邊梁組成的一、二位端，將其吊入車(chē)頂組焊工裝中，并調(diào)整角度使之與車(chē)頂邊梁定位塊密貼，再吊入車(chē)頂邊梁，先進(jìn)行正裝，后反裝。

（4）端墻組成制造工藝 分別進(jìn)行組裝焊接端墻板和端門(mén)框，然后組對(duì)端墻板、端墻門(mén)口骨架，定位的基準(zhǔn)是門(mén)口周邊端立柱、端門(mén)橫梁，擺好后將工件卡緊，保證門(mén)口尺寸（1400+20）mm，為了防止下口收縮，在門(mén)口下面需加門(mén)口支撐，最后裝配補(bǔ)強(qiáng)梁。

（5）車(chē)體組成制造工藝 在車(chē)體組成工裝上預(yù)制15mm反變形，在底架邊梁上劃出門(mén)口中心線和窗口中心線，分塊側(cè)墻組裝時(shí)以側(cè)墻窗口中心與底架邊梁上的窗口中心標(biāo)記對(duì)上為準(zhǔn)，允許窗口中心與底架上窗口中心線不重合，相對(duì)的兩個(gè)側(cè)墻單元的窗口中心最大偏差為2mm。兩個(gè)對(duì)應(yīng)的門(mén)口中心線最大偏差為1mm。用內(nèi)定位橫支撐和斜支撐等裝置固定側(cè)墻。檢測(cè)對(duì)角線及兩側(cè)墻上方尺寸，通過(guò)調(diào)整橫斜支撐，對(duì)角線尺寸控制在2mm內(nèi)。安裝車(chē)頂組成，用鋼板尺控制車(chē)頂兩端到端角柱的尺寸相同（一、二位端相同），兩端偏差控制在2mm以內(nèi)。組裝端墻組成，門(mén)口按對(duì)中進(jìn)行裝配，其與側(cè)墻組成和車(chē)頂組成的輪廓需根據(jù)現(xiàn)車(chē)進(jìn)行研配。

4.工藝難點(diǎn)及解決措施

（1）牽緩組成組焊及上蓋板平面度控制 牽緩組成在組焊時(shí)，由于焊縫集中且填充量大等原因，上蓋板變形較大，保證其焊后平面度需在牽緩組焊工裝上牽引梁、緩沖梁對(duì)應(yīng)的位置增加20mm寬、2mm厚的不銹鋼板作為反變形（注：車(chē)鉤安裝座定位塊高度尺寸相應(yīng)調(diào)高，即在車(chē)鉤安裝座定位塊下加2mm調(diào)整墊）；并在上蓋板內(nèi)開(kāi)口處增加壓緊裝置，控制焊接變形，如圖4所示。

（2）車(chē)頂組成焊接過(guò)程中型材錯(cuò)邊的控制 車(chē)頂外側(cè)焊縫焊接時(shí)容易出現(xiàn)錯(cuò)邊，影響車(chē)體的外觀，且降低車(chē)體的強(qiáng)度。在裝配需嚴(yán)格控制鋁型材插口的直線度，對(duì)局部超差部位進(jìn)行調(diào)修后再組裝；焊接時(shí)需制定合理的焊接順序計(jì)劃，在自動(dòng)焊前均進(jìn)行點(diǎn)固焊，在焊接過(guò)程中盡量避免短時(shí)間局部區(qū)域的熱輸入過(guò)大；工裝設(shè)計(jì)時(shí)，在不影響焊接的情況下，每隔0.8m設(shè)置一個(gè)壓緊點(diǎn)，中間型材部分采用多塊2t壓鐵進(jìn)行壓緊。

圖4 牽緩組成組焊工裝

圖5 車(chē)頂焊接工裝

（3）側(cè)墻組成外輪廓整體質(zhì)量控制 由于門(mén)柱與側(cè)墻板外側(cè)焊縫形式為3V，內(nèi)側(cè)為α3角焊縫，焊接時(shí)填充量和熱輸入量不同，導(dǎo)致側(cè)墻組成外側(cè)焊縫區(qū)域出現(xiàn)下凹，嚴(yán)重影響其質(zhì)量。針對(duì)上述問(wèn)題，需在焊接前適當(dāng)角度反變形，使門(mén)柱向側(cè)墻內(nèi)側(cè)傾斜（側(cè)墻內(nèi)側(cè)和門(mén)柱之間的角度小于180°），即保證了外側(cè)3V焊縫的間隙值的需要，又保證了焊接完成后側(cè)墻組成的整體外輪廓。

圖6 分塊側(cè)墻組焊工裝

（4）車(chē)體組組成預(yù)制撓度控制 車(chē)體組焊后撓度要求為9mm≤a≤13mm，依據(jù)其他種類(lèi)鋁合金車(chē)體制造經(jīng)驗(yàn)，在車(chē)體組成工裝上預(yù)制合理的反變形（a=15mm），利用水準(zhǔn)儀精確測(cè)量各支撐面的高度差值，在每個(gè)對(duì)稱的門(mén)口處增加橫梁下拉裝置如圖7所示，保證底架邊梁下面和定位支撐塊密貼。

圖7 車(chē)體組成下拉撓度工裝

5.結(jié)論

通過(guò)對(duì)B型地鐵鋁合金車(chē)體的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，確定了工藝制造難點(diǎn)，設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的組焊工藝裝備，制定出了制造工藝流程和保證措施，順利完成了首列地鐵車(chē)體的生產(chǎn)制造（該課題為廠級(jí)技改項(xiàng)目：城軌地鐵鋁合金車(chē)體柔性化工藝裝備生產(chǎn)線研究，編號(hào)：2013TCT080）。