崔曉亮 張云亮 田富范

摘要：以 CRH3型高速動車組為例，介紹了其鋁合金車體地板結構，探討了鋁合金地板的組焊工藝。采集地板MIG 自動焊的變形數(shù)據(jù)，分析了地板橫向收縮及變形量。

關鍵詞：高速動車組;鋁合金車體地板;組焊工藝

引言：由于鋁合金的質(zhì)量輕、耐腐蝕、可再生利用等優(yōu)點，鋁合金車體在高速動車組車體制造上具有碳鋼、不銹鋼等材料不可替代的地位。而作為承載車上部件、懸掛車下部件的地板，對其強度及平面度提出了很高的要求?，F(xiàn)以 CRH3型動車組車體地板為例，對鋁合金車體地板組焊制造工藝進行介紹。

一、地板組焊工藝分析

（一）地板自動焊工藝

為保證地板的焊縫強度及平面度要求，需要對焊縫缺陷及變形進行控制。

地板采用 MIG 自動焊，容易出現(xiàn)一些典型的焊縫缺陷問題。針對這些問題，進行原因分析，并制定解決措施。

由于傳統(tǒng)的鋁合金焊接工藝散熱迅速，焊接收縮一般，這是鋁合金焊接工藝發(fā)生變形的主要原因。通過選擇合理的焊接工藝，可以有效的減少和控制焊接變形，將對變形的影響減至最小。地板先反裝后正裝，且在工裝正裝的位置進行預制反變形;單面的焊縫都從地板的中心向外延伸進行焊接;為平衡焊接收縮，中間的反變形焊縫先進行雙絲焊，兩側的對稱反變形焊縫均同時進行反變形焊接（此為雙絲焊的最大優(yōu)勢之一）。

（二）地板組焊工藝

地板的組裝焊接工藝流程為：地板型材清洗、打磨→型材裝配→地板焊接→檢測、調(diào)修。

1.地板型材清洗、打磨：用 D40對地板型材進行清洗，清洗寬度為焊縫區(qū)域及兩側各30 mm 范圍;如果還存在污物，則使用風動打磨工具將污物處理干凈。此工序主要是為控制焊縫氣孔缺陷。

2.依次裝配鋁合金地板型材的裝配：按照圖紙依次進行裝配各種地板鋁合金型材;按照圖紙調(diào)整點固點與焊縫的間隙及錯邊量后進行依次點固（點固點以反裝面點固為主，正裝面適當點固幾點焊縫即可）;將點固點與焊縫磨平后，對點焊位置進行刨溝;用旋轉銼對所有起、收弧點焊縫進行一次性的清理，使之圓滑地過渡至沒有明顯的起、收弧缺陷。點固的過程中，如果發(fā)現(xiàn)焊縫間隙不能完全滿足合金地板焊接的要求（一般錯邊量控制在0.5～1mm），可以通過焊接機械的方式進行點固點的調(diào)整;間隙及錯邊量不能完全保證滿足焊接機械要求的（一般錯邊量要求0.8mm），可以通過錘擊、增加點固點、配重配合點固等多種方式進行點固點的調(diào)整。

3.地板的焊接：按照先反裝后正裝的組裝焊接順序依次進行地板焊接。每個蓋面的5道焊縫，按照先中間后兩側的焊接順序依次進行地板焊接。鑒于地板的雙絲比單絲焊接的自動焊絲熔化過程效率高約1倍，地板的組焊方法采用了雙絲焊接的mig自動焊。在地板的焊接和熔敷過程中，兩根自動焊絲以一定的角度前后自動排列，前絲自動焊接的電流較大，以便于形成較大的熔深，后絲焊接電流較小，起到了填充整個蓋面的作用;兩根自動焊絲可以充分利用兩個電弧的能量互為作用進行加熱，大大提高了熔敷率，使得熔池里有充足的氣體和熔融金屬與地板的母材充分進行熔融融合，因此地板焊縫的成形美觀。采用一前一后兩個自動電弧，大大地加長了整個熔池的長度和尺寸，熔池中的氣體熔融金屬有充足的能量和時間從熔池中析出，氣孔的傾向極低。這種采用雙絲焊接地板的方法雖然焊接電流大，但由于焊接的速度很快，因此熱輸入量反而少，焊接材料變形也很小。與其他采用雙絲焊接地板的技術方法相比，熔敷速度快、焊接過程效率高、焊接材料質(zhì)量好、飛濺少。

4.檢測、調(diào)修：使用樣板檢測地板平面度并作記錄;根據(jù)所測的平面度情況，確定需要調(diào)修的焊縫和調(diào)修溫度。調(diào)修結果要求中間焊縫處平面度為-5～+2 mm，次外側焊縫處平面度為-4～+2 mm，最外側焊縫處平面度為-2～+1 mm。

利用熱脹冷縮的力學原理，使用集中性火焰進行調(diào)修（流程見圖4），調(diào)修時應隨時使用位置加熱測溫筆進行焊縫溫度的測量。母材焊縫位置的加熱溫度應該是采用一種集中性的火焰，快速地加熱母材焊縫，焊縫位置加熱越快、溫度越高，焊接的變形程度調(diào)修量越明顯，加熱焊縫溫度的調(diào)修量控制以不直接損傷母材焊縫為止（一般焊縫溫度控制在200℃以下）。

二、地板焊接橫向收縮及變形分析

（一）地板焊接橫向收縮分析

隨機采集3組地板組焊前后的寬度尺寸，列于表2。可見，地板橫向收縮量在2 mm 左右。據(jù)此，可以根據(jù)所需地板寬度調(diào)整焊縫間隙。

（二）焊接工藝

1.焊工：該補漏施焊工位主要有橫焊和立焊，為確保焊接質(zhì)量，要求由具有相應工位的持證焊工施焊。

2.在接焊前的日常清理：無縫焊接補板部位存在壁板及焊接補板上的大量金屬氣孔油污、鐵銹等如果不及時進行清理，焊接補板過程進行時會容易直接產(chǎn)生存在金屬上的氣孔、夾渣等金屬雜質(zhì)從而造成無縫焊接補板部位的金屬缺陷，所以，焊接前我們應及時進行打磨它并清除存在壁板及焊接補板上在焊縫焊接部位20mm以上厚度毫米范圍內(nèi)的大量金屬氣孔油污、鐵銹等產(chǎn)生金屬氣孔雜質(zhì)，直至其表露出新的金屬光澤。

3.焊接方法：根據(jù)施工單位的人員及設備情況，針對該煤氣柜的材質(zhì)現(xiàn)狀，決定采用手工電弧焊方法進行焊接。此方法工藝成熟、成本低、操作靈活，適合補板的短焊縫焊接。

三、防護措施

（一）安全可靠用電

電焊發(fā)動機殼內(nèi)部應嚴格保證內(nèi)部接地良好，初、次級使用電焊發(fā)動機的連接線圈與各個零部件及各個金屬外殼必須保證是完全絕緣良好，各個零部件的連接頭必須正確安裝位置緊固可靠，絕緣線必須安全無任何破損或有漏電，使用的漏電絕緣線工作電壓不許不得超過36v。焊工操作人員接到要求必須隨身穿著無絕緣的焊工制服和絕緣膠鞋方可直接乘車進入使用電焊機的施工現(xiàn)場。

（二）防毒

焊工施焊時，距離泄漏處很近，為防止煤氣中毒，所以施焊時必須戴防毒面具。

（三）防火

焊接時，要注意遠離易燃易爆的物品;同時，由于煤氣易燃，施焊過程時會不斷地有較大的火焰從焊縫處噴出，所以，焊工還要注意配戴防火的手套。

結束語

綜上所述，隨著我國鐵路以及軌道交通的高速發(fā)展，鋁合金的車輛會越來越多的運用到鐵路運輸事業(yè)中以及城市軌道交通事業(yè)中，然而由于個人所學知識以及經(jīng)驗的局限性，應用效果與預期應用目標之間始終存在一定差距，故為確保施工工藝的有效落實，是現(xiàn)階段推動產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略基礎。

參考文獻：

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