伊拉克內(nèi)燃動車組剛性夾具控制變形技術(shù)研究

姜 志 周得剛 張世欣

(1.南車四方車輛有限公司，山東 青島 266111；2.南車青島四方股份公司，山東 青島 266111)

0 前言

伊拉克內(nèi)燃動車組轉(zhuǎn)向架是公司在借鑒以往軌道車輛轉(zhuǎn)向架的的基礎(chǔ)上，為出口伊拉克而專門設(shè)計的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架最高運行速度為160km/h。

焊接構(gòu)架為轉(zhuǎn)向架主要的承載機構(gòu)，其焊接質(zhì)量直接影響轉(zhuǎn)向架的使用性能，此組轉(zhuǎn)向架設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給焊接工藝帶來了全新的挑戰(zhàn)。

1 側(cè)梁結(jié)構(gòu)及制造工藝

1.1 側(cè)梁結(jié)構(gòu)

伊拉克內(nèi)燃動車組側(cè)梁俯視圖呈張開的Y字型見圖1，且梁體重心偏一側(cè)，而其它側(cè)梁重心在梁體中心線。

圖1 伊拉克內(nèi)燃動車組側(cè)梁示意圖

1.2 側(cè)梁焊接材料

焊接構(gòu)架采用的鋼板材料為Q345C,其成分參數(shù)見表1。

表1 Q345C化學(xué)成分元(%)

材料屈服強度：≥345Mpa(厚度16mm以下)；

抗拉強度：470～630Mpa；伸長率:20%。

焊接采用的焊絲為鍍銅低合金鋼氣保焊絲(CHW-50C6)、焊條。

1.3 側(cè)梁內(nèi)筋焊接難點

側(cè)梁內(nèi)筋焊接是側(cè)梁多步焊接的第一步，此處焊接變形大小直接影響到后工序的工序設(shè)置，調(diào)修量大小影響到整個側(cè)梁焊接生產(chǎn)的效率。

1.3.1 既有側(cè)梁內(nèi)筋焊接方法

側(cè)梁內(nèi)筋焊接遵循從中間向兩端的焊接順序，先焊接管路組成焊縫，再焊接筋板焊縫及立板長焊縫。為方便內(nèi)筋焊縫焊接，將側(cè)梁裝夾于側(cè)梁一軸焊接轉(zhuǎn)胎上焊接，通過轉(zhuǎn)胎來調(diào)整內(nèi)筋各焊縫的焊接位置。

1.3.2 焊接出現(xiàn)的問題

因側(cè)梁內(nèi)部筋板較少及它的偏心特性，在轉(zhuǎn)胎轉(zhuǎn)動的焊接過程中，由于側(cè)梁自身重力的原因在焊接熔融過程中很容易引起側(cè)梁的扭曲變形，表2為內(nèi)筋焊接完后的幾個尺寸項點記錄。

2 剛性固定夾具設(shè)計及應(yīng)用

從第2節(jié)描述中可以看到，側(cè)梁焊接扭曲變形的原因在于偏心的梁體在焊接熔融過程中作用于焊縫引起變形。

針對以上情況我們設(shè)計內(nèi)筋焊接剛性夾具，如圖2。夾具主要用幾個支撐梁來分散梁體的重力分布，通過5個頂緊裝置及2個壓緊器來固定側(cè)梁，使之與整個剛性夾具形成一體，減少因轉(zhuǎn)胎轉(zhuǎn)動和梁體偏心而引起的受力不均，剛性固定夾具在轉(zhuǎn)胎上裝夾如圖2。

表2 內(nèi)筋劃線尺寸 單位：mm

圖2 剛性固定夾具裝夾

采用剛性夾具后，對側(cè)梁內(nèi)筋焊接后進行檢測，從圖3中可清楚看到，使用剛性夾具焊接前、后梁體變形量變化明顯，采用剛性夾具后變形更小。

圖3 焊接變形對比

3 結(jié)論

通過側(cè)梁劃線尺寸對比，可以知道使用剛性夾具進行伊拉克內(nèi)燃動車組側(cè)梁內(nèi)筋焊接，有效的控制了焊接后梁體的扭曲、兩端偏移等變形，減少了后續(xù)調(diào)修工序的工作量，提升了側(cè)梁焊接、調(diào)修的效率，減少了整個轉(zhuǎn)向架的作業(yè)周期。

[1]陳祝年.焊接工程師手冊[M].機械工業(yè)出版社，2002，1.