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        高端不銹鋼地鐵車輛墻板修復(fù)工藝

        2024-04-08 03:55:10張野張強李軍
        金屬加工(冷加工) 2024年3期
        關(guān)鍵詞:不銹鋼

        張野,張強,李軍

        中車長春軌道客車股份有限公司 吉林長春 130062

        1 序言

        在2023年第三屆“一帶一路”國際合作高峰論壇期間,匈塞鐵路高速動車組項目正式簽約,中國高速列車首次出口歐洲。近年來,中車長春軌道客車股份有限公司在海外市場收獲頗豐,產(chǎn)品現(xiàn)已出口美國、澳大利亞、以色列、哥倫比亞、巴西和阿根廷等20多個國家,累計出口車數(shù)量超過9500輛。同時公司以美國波士頓紅線地鐵、洛杉磯地鐵和澳大利亞墨爾本地鐵等海外高端不銹鋼地鐵車輛項目(見圖1)為契機,結(jié)合數(shù)字化戰(zhàn)略發(fā)展新機遇,深化軌道交通行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革,助力推進軌道裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展[1]。

        圖1 高端不銹鋼地鐵項目車輛

        在高端不銹鋼地鐵車輛生產(chǎn)過程中,墨爾本地鐵車輛墻板材質(zhì)為SUS301L-DLT,表面是Du(Dull finish)狀態(tài);波士頓紅線地鐵車輛墻板材質(zhì)301LN-1/4H,表面是BG180/BG120拉絲狀態(tài)。由于外觀墻板不進行涂裝,使車輛表面呈現(xiàn)金屬光澤。外觀質(zhì)量是乘客評價車輛系統(tǒng)的重要指標(biāo),因此一直是用戶和公司關(guān)注的焦點。在實際生產(chǎn)制造和車輛運行中,墻板不易出現(xiàn)劃傷、磕碰和擊穿等缺陷,但由于一旦出現(xiàn)缺陷后,很難通過更換新墻板解決此類問題,因此對墻板修復(fù)工藝的研究勢在必行[2]。

        2 缺陷實例

        1)墻板表面呈Du狀態(tài),擊穿、凹坑和劃傷等缺陷如圖2所示。

        圖2 墻板呈Du狀態(tài)

        2)墻板表面呈拉絲狀態(tài),磕碰和劃傷等缺陷如圖3所示。

        圖3 墻板表面呈拉絲狀態(tài)

        以上是典型的不銹鋼車輛墻板的表面缺陷,產(chǎn)生缺陷的原因主要是操作人員操作失誤、車輛吊運時吊具劃傷墻板以及運輸和車輛運行過程中受外力撞擊等。

        3 修復(fù)技術(shù)準(zhǔn)備

        3.1 環(huán)境和場地

        1)溫度:施工場地溫度要求不得低于5℃,且不可有對流風(fēng)現(xiàn)象。

        2)照度:≥200Lux(如果照度低于200Lux,則對焊接區(qū)域增加局部照明)。

        3)電源需求:220V、50Hz、16A或380V、50Hz、32A交流電源。

        4)壓縮空氣需求:提供潔凈、穩(wěn)定且持續(xù)工作的壓力為0.6MPa的壓縮空氣。

        3.2 設(shè)備和工具

        1)焊接修復(fù):TIG焊機、焊槍和焊絲等。

        2)用于打磨:風(fēng)動角磨機、砂紙、打磨片和低溫扇形磨碟等。

        3)用于表面修復(fù):拉絲布、滾筒式砂布輪、智能數(shù)控拋光機、玻璃砂和打砂槍等。

        4)用于檢測:測溫筆、板尺等。

        從屋蓋結(jié)構(gòu)功能出發(fā),本工程閥廳大跨度屋蓋不僅是空間上的圍閉結(jié)構(gòu),也是單軌吊車及電氣設(shè)備的承載結(jié)構(gòu),這就要求屋蓋結(jié)構(gòu)必須具備較大的豎向承載力和剛度,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體性好,內(nèi)力分布均勻,結(jié)構(gòu)整體剛度較大,而管桁架內(nèi)力分布較為集中,相同結(jié)構(gòu)高度的情況下剛度比網(wǎng)架要小。

        5)勞保用品:有機玻璃面罩、噴砂保護面罩、防砸鞋、口罩和鉚工手套等。

        3.3 表面清潔

        在進行表面修復(fù)前,對墻板外表面返修區(qū)域進行畫線,確定返修位置,返修位置應(yīng)盡可能小,滿足后續(xù)打磨片打磨位置即可。

        需對待處理區(qū)域進行擦臟,使用PK-1200不銹鋼清潔劑予以徹底清潔,從而移除所有油漆、灰塵、研磨碎屑、焊接飛濺物或者其他異物的痕跡。使用干凈、干燥的擦布和大量的水清除表面的清潔劑,清潔劃傷處表面。

        3.4 樣件制作

        在進行返修前,需按照本文要求制作返修樣件,返修樣件需經(jīng)過相關(guān)人員評審?fù)夂蠓娇蛇M行正式施工。

        3.5 打磨

        當(dāng)墻板表面缺陷為劃傷、劃痕深度≤0.1m m時,用手觸摸感覺不到劃痕存在(見圖4),可以不進行研磨。

        圖4 墻板表面劃痕深度≤0.1mm

        劃痕深度為0.1~0.3mm時,用手觸摸能夠感覺到的劃痕(見圖5a),需依次使用80#、120#和320#細砂紙進行打磨。使用砂紙對深劃痕進行打磨,直至用手觸摸感覺不到劃痕存在的狀態(tài)為止(見圖5b)。

        圖5 劃痕深度為0.1~0.3mm

        3.6 焊接修補

        對墻板進行焊接修補主要分為以下2種情況。

        1)當(dāng)劃痕深度超過0.3mm時,需使用TIG焊進行修復(fù),經(jīng)過WPQR(焊接工藝評定)對比和現(xiàn)場試驗,建議焊接電流50~70A。

        2)當(dāng)墻板表面被點焊擊穿時,需使用TIG焊對擊穿焊點修補,經(jīng)過WPQR(焊接工藝評定)對比和現(xiàn)場試驗,建議焊接電流80~120A。

        焊縫完全冷卻后,使用60#低溫扇形磨碟(見圖6a)對焊縫位置進行磨平拋光。針對磨平拋光位置,需依次使用80#、120#和320#細砂紙(見圖6b)對其精細打磨處理。

        4 表面狀態(tài)修復(fù)

        經(jīng)過前期準(zhǔn)備工作后,墻板表面的損傷已經(jīng)被打磨平整,表面狀態(tài)還原時需根據(jù)墻板狀態(tài)選擇相應(yīng)的方案。

        4.1 表面狀態(tài)為噴砂

        使用100#玻璃砂對返修區(qū)域進行噴砂修復(fù),如圖7所示。噴砂修復(fù)的難點是需要在樣板上進行噴砂試驗,根據(jù)試驗結(jié)果,調(diào)整合適的玻璃砂配比和目數(shù)、噴砂槍距離墻板的距離和流量等。噴砂時噴砂方向為沿著劃痕長度方向進行[3]。

        圖7 噴砂修復(fù)

        噴砂修復(fù)完成后,使用PK-1200不銹鋼清潔劑予以徹底清潔,使用干凈、干燥的擦布和大量的水清除表面的清潔劑。由圖7c修復(fù)后的效果可以看出,經(jīng)過此方案修復(fù)后的墻板幾乎和原側(cè)墻表面狀態(tài)一致。

        4.2 表面狀態(tài)為拉絲

        1)當(dāng)劃傷等缺陷經(jīng)過打磨后,返修區(qū)域面積≤100cm2,可采取圖8所示方法進行拉絲。手工拉絲的難點是先使用拉絲輪對返修區(qū)域進行粗拉絲,然后使用拉絲布對返修區(qū)域進行正常拉絲,拉絲布型號與墻板狀態(tài)一致,拉絲方向與墻板拉絲方向一致,用力要均勻。

        圖8 使用拉絲輪拉絲

        2)當(dāng)劃傷等缺陷經(jīng)過打磨后,返修位置的面積>100cm2,需使用數(shù)控拋光機(見圖9a)進行拉絲。用80#鋯砂筒形砂紙(見圖9b)對墻板表面返修區(qū)域進行處理,打磨較細氧化皮。

        圖9 拉絲打磨設(shè)備

        使用80#彈性尼龍輪對返修區(qū)進行拋光細化,注意拉痕的一致性;使用與墻板狀態(tài)型號相同的(120#、180#等)滾筒式紗布輪拉絲,使表面紋路一致,達到圖樣要求的BG120、BG180等。

        3)使用設(shè)備拉絲的難點是使用拉絲輪、拉絲布或者數(shù)控拋光機拉絲時,均需要在樣板上進行拉絲試驗,調(diào)整到合適的參數(shù)后才可以在返修區(qū)域進行拉絲。

        4)拉絲完成后,使用PK-1200不銹鋼清潔劑予以徹底清潔,使用干凈、干燥的擦布和大量的水清除表面的清潔劑。由圖10可以看出,返修后表面拉絲狀態(tài)均勻細致,與原墻板連接處無明顯痕跡。

        圖10 拉絲返修后效果

        4.3 返修時其他指導(dǎo)性要點

        1)采用生產(chǎn)時的焊接方法、填充材料及焊接規(guī)范(WPS)進行手工焊補,焊接位置應(yīng)盡量采用PA或PB焊接位置。如有預(yù)熱要求時,焊補前應(yīng)按要求進行預(yù)熱,多層焊時應(yīng)特別強調(diào)層間清理,焊接前應(yīng)對周圍非返修區(qū)域進行保護。

        2)本文所述列舉了不同墻板狀態(tài)和不同損傷的修復(fù)方案,可根據(jù)墻板實際狀態(tài)進行比對分析。

        3)本文所述方案對墻板表面進行修復(fù)一般不多于兩次。

        5 結(jié)束語

        1)當(dāng)劃痕深度超過0.3mm或墻板表面被點焊擊穿時,需要使用TIG焊進行修復(fù),待焊縫完全冷卻后,使用低溫扇形磨碟和砂紙對焊縫進行打磨處理。

        2)當(dāng)Du狀態(tài)墻板表面出現(xiàn)損害時,經(jīng)過工藝驗證確認(rèn)后,可使用噴砂方案修復(fù)。

        3)當(dāng)拉絲狀態(tài)墻板表面出現(xiàn)損害時,經(jīng)過工藝驗證確認(rèn)后,可使用拉絲方案修復(fù)。

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