李歡 張志丹 高海旭

摘要∶本文從車體側(cè)墻方面入手，對(duì)電力機(jī)車的焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并通過試驗(yàn)分析了焊接環(huán)節(jié)所需采用的方法、材料以及相關(guān)規(guī)范等等，確定了能夠從變形量方面，減少對(duì)大型鋼板和梁結(jié)構(gòu)影響的焊接工藝，進(jìn)而為電力機(jī)車提供了與設(shè)計(jì)質(zhì)量要求相符的車體側(cè)墻結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：車體側(cè)墻;焊接結(jié)構(gòu);焊接工藝

一、焊接結(jié)構(gòu)介紹

在焊接側(cè)墻結(jié)構(gòu)的過程中所應(yīng)用的大型板結(jié)構(gòu)和梁焊接結(jié)構(gòu)都是最典型的，整個(gè)側(cè)墻的長度和高度分別為14094mm和2512mm。由于采用了6mm板厚的Q345E梁，所以更易出現(xiàn)焊接變形。在總組焊接側(cè)墻之前，需要先組焊框架以及小骨架等結(jié)構(gòu)。

二、焊接工藝介紹

（一）焊接方法選擇

電力機(jī)車采用了具有良好焊性的Q235A型側(cè)墻結(jié)構(gòu)部件。由于3-4mm厚的板極易出現(xiàn)變形，因此需要采用線能量較小、規(guī)格并不大的焊絲。H08Mn2SiA的焊絲具有φ1.0的直徑。

表2為其機(jī)械性能。想要降低飛濺，具有良好的熔深和美觀的焊縫，就需要采用φ1.0 φ（Ar）80%+的富氬氣體來保護(hù)焊。

三、分析焊接工藝

（一）確定焊接工藝參數(shù)

選用了焊性良好、3-4mm厚的母材板，并在工裝上固定，由于平焊部位有大量焊縫，因此需要按照如下規(guī)范進(jìn)行焊接：采用160-200A、23-26V的電流和電壓;采用10-12mm伸長度的焊絲，采用10～15 L/min4流量的富氬氣體。

（二）焊接工藝要點(diǎn)

1.立柱的組焊

在立柱中組焊壓型槽鋼和板時(shí)，需要對(duì)中間900mm進(jìn)行連續(xù)角焊，因此縱橫向收縮的焊縫形成的壓應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致焊接后的立柱在亞型槽鋼反面形成大約6mm的撓度。所以，在焊接完立柱后需要進(jìn)行火焰調(diào)平，將中性焰氧乙炔應(yīng)用于壓型槽背面，烤8-10個(gè)對(duì)稱點(diǎn)，同時(shí)需要在中間位置采用F型螺紋進(jìn)行立柱壓平，并在空氣中對(duì)其進(jìn)行冷卻，調(diào)節(jié)立柱高度不超過2mm/2 m。

2.焊接窗上板、窗下板

在側(cè)墻上焊接完窗上下板的剩余零組件后，需要在底加上對(duì)其進(jìn)行吊裝，通過焊接其與后端墻以及司機(jī)室等后，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)框架結(jié)構(gòu)的焊成，然后可以借助漲拉蒙皮焊接工藝，也就是采用大約8t的液壓力依次拉緊窗的上下板，并通入12-18V、5000-6000A的電壓和電流來進(jìn)行加熱，由于港版自身具有能夠發(fā)熱的電阻，在經(jīng)過8-12min通電后，窗上下板能夠達(dá)到大約80℃的溫度。加熱停止，通過多個(gè)起動(dòng)的汽缸能夠在側(cè)墻骨架上壓緊窗上下板，并且能夠在立柱、上下橫梁等之間進(jìn)行快速塞焊，然后等待其冷卻到室溫。如此，將拉應(yīng)力預(yù)置到窗上下板，能夠避免窗上下板與頂板、下橫梁和底架等的連續(xù)焊縫對(duì)接，避免了壓應(yīng)力的產(chǎn)生，使窗上下板具有了平整的外觀。

3.切割采光窗口

在焊接完側(cè)墻和其他車體部件之后，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)磨，然后借助熱影響區(qū)和熱變形不大的等離子弧工藝對(duì)窗上板進(jìn)行開孔，用于對(duì)鋼化玻璃進(jìn)行安裝。

（三）焊接工藝要點(diǎn)

（1）小骨架組焊

想要從變形量和預(yù)置撓度方面，實(shí)現(xiàn)對(duì)骨架影響的減少，促進(jìn)工作效率的提升，就需要以5個(gè)小骨架來劃分側(cè)墻骨架，并將其組焊到剛性夾具上，最后在側(cè)墻總組焊夾具上對(duì)大骨架進(jìn)行組焊。

（2）上弦梁焊接

整個(gè)上弦梁為13735mm長，拼接面有4塊，內(nèi)、外板錯(cuò)開了200rm的拼接位置。由于焊縫會(huì)收縮，因此需要采用相關(guān)工藝放長20mm上弦梁。首先在定位焊接工裝部位時(shí)，需要放入4塊內(nèi)板，任意焊縫的預(yù)留間隙為2-3mm，并且需要對(duì)焊接墊板進(jìn)行裝焊，然后需要做好對(duì)肋板的裝入、壓緊和焊接。外板的裝入需要等到焊縫冷卻后，任意對(duì)接外板的焊縫需要預(yù)留的間隙為2-3mm。并且需要組好對(duì)焊接墊板的焊裝，在焊定位完成后，需要在焊縫內(nèi)對(duì)接內(nèi)外板，等到焊縫焊接完畢后，才能夠?qū)蓷l長焊縫進(jìn)行焊接。由于存在過長的焊縫，因此，想要保證梁體不會(huì)出現(xiàn)扭曲，就需要按照500-700mm的長度，采用分中分段的方法來退焊長焊縫。任意長焊縫都需要進(jìn)行兩層焊接。

等到焊縫溫度冷卻后，需要在平臺(tái)內(nèi)放入梁體來矯正火焰，需要加熱氧乙炔，并采用風(fēng)冷矯正法。首先，需要按照先立彎后旁彎的順序來進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后按照線狀和三角形來對(duì)立彎矯正進(jìn)行加熱，采用550-600℃的溫度和25-35mm的線寬來進(jìn)行矯正，最后在線兩側(cè)進(jìn)行三角加熱。

可以通過線狀加熱來矯正旁彎，按照300-500mm的向距進(jìn)而200mm的線寬來進(jìn)行加熱。尤其注意，想要實(shí)現(xiàn)對(duì)死彎的避免，加熱時(shí)需要盡可能做到多次錯(cuò)開。

雖然，另一根上具有與此根梁結(jié)構(gòu)不同的懸梁，采用可以采用相同的焊接工藝。

（四）側(cè)墻組焊

由于焊接會(huì)出現(xiàn)收縮，并且需要采用相關(guān)工藝來放量連接在側(cè)向和后端墻的蒙皮25mm。首先需要在側(cè)墻拼接蒙皮板，然后在側(cè)墻總組裝臺(tái)放入蒙皮板，想要全面的焊透蒙皮，嚴(yán)格控制蒙皮板之間的縫隙不超過2-3mm，想要保證蒙皮板不會(huì)出現(xiàn)焊接變形和焊接裂縫，就需要按照6-10mm長度來定位焊，焊后切勿對(duì)定位焊縫進(jìn)行敲擊，只能夠在焊縫兩側(cè)進(jìn)行敲擊。按照100-150的間距來定位焊。然后需要在工裝中吊入組成的上線梁。施焊需要在定位后進(jìn)行，工裝中只能放入5片小骨架，骨架之間需要保持2mm的間隙，然后小骨架梁的焊接需要在龍門壓緊裝置壓緊后進(jìn)行，兩個(gè)人在進(jìn)行焊接的過程中，需要向兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱焊接。

結(jié)束語：

電力機(jī)車最重要的車體鋼結(jié)構(gòu)組成部分就是側(cè)墻結(jié)構(gòu)，主要包含了側(cè)墻版以及不同的縱橫梁組焊等。通過組裝其與底架、連接橫梁以及后端墻等結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)承載結(jié)構(gòu)整個(gè)框架的組建，所以部分載荷必須由側(cè)墻分擔(dān)。立式百葉窗整齊地排列在車體縱向左右墻，百葉窗中的大氣由過濾網(wǎng)進(jìn)行塵埃過濾，然后輸入到車體內(nèi)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備的冷卻。側(cè)墻上部的窗口是固定的，用于安裝鋼化玻璃來進(jìn)行采光。同時(shí)電力機(jī)車車體的側(cè)墻是外露的，因此其必須具有平整、美觀的外表。這些都加大了設(shè)計(jì)和制造側(cè)墻的難度。因此需要從車體側(cè)墻方面入手，對(duì)電力機(jī)車的焊接結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行研究。

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