艾菊蘭

[摘 要] 對(duì)高速動(dòng)車(chē)組鋁合金車(chē)體關(guān)鍵制造技術(shù)，即焊接技術(shù)、車(chē)體加工及內(nèi)部空間成型測(cè)量技術(shù)、焊縫檢測(cè)及變形控制技術(shù)、調(diào)修技術(shù)、車(chē)體四角稱(chēng)重技術(shù)五大技術(shù)進(jìn)行了分析，并作了總結(jié)。

[關(guān) 鍵 詞] 高速動(dòng)車(chē)組；車(chē)體；制造技術(shù)

[中圖分類(lèi)號(hào)] U266 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）34-0231-01

中國(guó)高速動(dòng)車(chē)組以速度快、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)成為中國(guó)走向世界的一張名片，無(wú)數(shù)中國(guó)人為之驕傲。我國(guó)的高速動(dòng)車(chē)組以輕質(zhì)高強(qiáng)鋁合金材料制作車(chē)體框架結(jié)構(gòu)，鋁合金車(chē)體焊接結(jié)構(gòu)和車(chē)體梁板制造等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)先世界。

一、高速動(dòng)車(chē)組車(chē)體結(jié)構(gòu)及制造流程

高速動(dòng)車(chē)組車(chē)體，通常采用鋁合金型材閉式焊接作為框結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，車(chē)體的底架、側(cè)墻、車(chē)頂?shù)却蟛考捎门c車(chē)體等長(zhǎng)的大型中空擠壓鋁型材插接組焊而成，端墻、牽引梁等中小部件采用鋁合金板梁結(jié)構(gòu)，車(chē)體承載方式是整體承載式。

在進(jìn)行鋁合金車(chē)體制造時(shí)，首先要根據(jù)圖紙下料，將下好的料運(yùn)送至相應(yīng)部件工段進(jìn)行部件的組焊，然后將組焊好的部件，如底架、側(cè)墻、車(chē)頂端墻等運(yùn)送到總成車(chē)間，進(jìn)行總裝焊接，總成焊接后進(jìn)行車(chē)體的調(diào)修和焊接質(zhì)量、車(chē)體空間的檢測(cè)和交驗(yàn)。高速鋁合金動(dòng)車(chē)組車(chē)體，從部件的制作焊接到最后的調(diào)試、驗(yàn)收完成并交付路局，其主要流程為：裝配—焊接—打砂—涂裝—組裝—調(diào)試—交付使用。

二、高速動(dòng)車(chē)組車(chē)體關(guān)鍵制造技術(shù)

（一）焊接技術(shù)

鋁合金焊接技術(shù)是整個(gè)高速動(dòng)車(chē)組鋁合金車(chē)體制造中，最重要也最常用的關(guān)鍵技術(shù)，目前鋁合金車(chē)體焊接技術(shù)有CMT焊接、MIG焊接（專(zhuān)機(jī)、手工、機(jī)械手焊接）、電阻焊接等。隨著我國(guó)焊接技術(shù)的飛速發(fā)展，在動(dòng)車(chē)組的車(chē)體的焊接制造中，較大或較長(zhǎng)的焊縫以機(jī)器自動(dòng)焊接完成的，焊接效率高，焊縫均勻，但對(duì)一些精度要求較高重要部件和焊縫較短、較小的部件，機(jī)械焊接難以達(dá)到要求的情況下使用其他人工焊接。

動(dòng)車(chē)組鋁合金車(chē)體各個(gè)大部件在焊接過(guò)程中技術(shù)重點(diǎn)各有不同，車(chē)頂一般采用雙槍雙絲自動(dòng)焊接，側(cè)墻主要用單絲自動(dòng)焊接，車(chē)體組裝過(guò)程主要采用專(zhuān)機(jī)焊接和人工焊接相結(jié)合。焊接操作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求溫度高于18℃，濕度小于60%，部分部件進(jìn)行焊接時(shí)要用熔化極惰性氣體和鎢極惰性氣體保護(hù)，焊接前要清理工件的焊接區(qū)表面、焊絲，焊接速度不能過(guò)快，弧長(zhǎng)不能太長(zhǎng)。

（二）車(chē)體加工及內(nèi)部空間成型測(cè)量技術(shù)

由于鋁合金的膨脹系數(shù)大，鋁合金車(chē)體大部件和側(cè)車(chē)體會(huì)整體進(jìn)行制造、加工，為了達(dá)到車(chē)體技術(shù)要求、保證制造精度，大部件和側(cè)車(chē)體應(yīng)采用大型的五軸連動(dòng)數(shù)控機(jī)床加工，可大大減小誤差。對(duì)動(dòng)車(chē)車(chē)體及各部件的尺寸、輪廓可以采用三維空間尺寸測(cè)量技術(shù)，實(shí)時(shí)自動(dòng)精確地測(cè)量出車(chē)體的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)；常見(jiàn)的測(cè)量類(lèi)型和工具有：（1）用激光跟蹤技術(shù)測(cè)量目標(biāo)的實(shí)際尺寸，投影已有理論尺寸的坐標(biāo)系中，再利用計(jì)算機(jī)等計(jì)算出理論和實(shí)際投影的偏差，來(lái)反映出實(shí)際偏差；（2）用空間測(cè)量全站儀對(duì)車(chē)體的高度、長(zhǎng)度、平面度、扭曲度以及部件相對(duì)位置進(jìn)行直接測(cè)量，可直接測(cè)量出相應(yīng)偏差數(shù)據(jù)。

（三）焊縫檢測(cè)及變形控制技術(shù)

焊接技術(shù)動(dòng)車(chē)組車(chē)體質(zhì)量是保證的根本，焊接質(zhì)量的好壞和后期的變形直接影響各個(gè)部件，進(jìn)而影響整個(gè)車(chē)體，焊接完成后必須對(duì)焊縫的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和焊縫的變形進(jìn)行控制。焊縫的檢驗(yàn)主要有破損檢測(cè)（力學(xué)試驗(yàn)和金相試驗(yàn)）和無(wú)損檢測(cè)（外觀檢測(cè)、滲透檢測(cè)、射線探傷）。焊接變形是指焊縫的橫向收縮，控制變形的主要方法有正確的焊接順序焊接、剛性固定、熱輸入控制、反變形設(shè)置等。

（四）調(diào)修技術(shù)

動(dòng)車(chē)組鋁合金車(chē)體調(diào)修技術(shù)應(yīng)嚴(yán)格遵循鋁合金車(chē)體調(diào)修工藝規(guī)程，目前調(diào)修主要有火焰調(diào)修和機(jī)械調(diào)修兩種。調(diào)修技術(shù)是車(chē)體制造和小問(wèn)題糾正的關(guān)鍵技術(shù)，也是車(chē)體制造的關(guān)鍵技術(shù)；機(jī)械調(diào)修主用于調(diào)整端側(cè)門(mén)口不平度、小而積局部凹凸等部位，它以傳統(tǒng)的機(jī)械鏈鎬、尼龍大錘作為調(diào)修工具，對(duì)形狀不達(dá)標(biāo)或變形部位依靠工具施加合適的外力，使工件達(dá)到所需要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?；鹧嬲{(diào)修主要用于調(diào)整車(chē)體側(cè)墻處外輪廓、長(zhǎng)度和寬度尺寸、大部件輪廓、車(chē)體撓度等，采以火焰加熱，使調(diào)修部位產(chǎn)生200℃以?xún)?nèi)高溫形變、自然冷卻的方式消除焊縫內(nèi)應(yīng)力，從而達(dá)到調(diào)整工件輪廓和弧度的目的。

（五）車(chē)體四角稱(chēng)重技術(shù)

車(chē)體重心位置偏移對(duì)高速動(dòng)車(chē)組的高速運(yùn)行影響大，同樣的偏移量，速度越高影響越大，特別是對(duì)隧道和彎道稍多的高速鐵路而言，重心偏移、高速運(yùn)行危險(xiǎn)性很大。利用車(chē)體稱(chēng)重設(shè)備分別對(duì)車(chē)體前、后端進(jìn)行稱(chēng)重，然后通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算得出車(chē)體的整體質(zhì)量是傳統(tǒng)的車(chē)體稱(chēng)重方法，該方法僅僅只能稱(chēng)量車(chē)體的前后軸重，不能確定重心是否偏移。我國(guó)高速動(dòng)車(chē)組采用了四角稱(chēng)重技術(shù)，具體方法為利用4個(gè)車(chē)體稱(chēng)重設(shè)備同時(shí)對(duì)所需重心測(cè)量的車(chē)體四角進(jìn)行稱(chēng)重，稱(chēng)重設(shè)備自動(dòng)將質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳遞給接入的計(jì)算機(jī)，由編制好相關(guān)計(jì)算規(guī)則的計(jì)算機(jī)計(jì)算出體車(chē)體的實(shí)際重心位置、總質(zhì)量及車(chē)體各軸質(zhì)量，此技術(shù)能夠精確地計(jì)算出車(chē)體重心的位置，稱(chēng)重質(zhì)量也更為準(zhǔn)確，符合了高速動(dòng)車(chē)組車(chē)體的稱(chēng)重需要。

總的來(lái)說(shuō)，高速動(dòng)車(chē)組的鋁合金車(chē)體在制造技術(shù)要求上較高，各個(gè)工藝環(huán)境復(fù)雜，本文對(duì)高速動(dòng)車(chē)組車(chē)體制造關(guān)鍵技術(shù)：鋁合金車(chē)體焊接技術(shù)、車(chē)體加工及車(chē)體空間尺寸測(cè)量技術(shù)、焊縫檢測(cè)及變形控制技術(shù)和調(diào)修技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析和總結(jié)，希望可以幫助大家了解高速動(dòng)車(chē)組的車(chē)體制造的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)對(duì)高速動(dòng)車(chē)組關(guān)鍵制造技術(shù)的發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用。

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