CRH380高速動(dòng)車組KK端制造難點(diǎn)工藝分析與研究

摘 要：CRH380高速動(dòng)車組是目前世界上運(yùn)營速度最快的軌道客車，其車體制造難度較大，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)較高。而KK端作為車體的一種重要結(jié)構(gòu)部件，承載著車鉤連接，其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，相應(yīng)地對(duì)于其制造工藝和質(zhì)量要求更為嚴(yán)格和重要。本文結(jié)合CRH380高速動(dòng)車組車體KK端的結(jié)構(gòu)特征，重點(diǎn)介紹了KK端制造難點(diǎn)及相應(yīng)的工藝要求，以及實(shí)際生產(chǎn)情況。

關(guān)鍵詞：KK端；制造難點(diǎn)及工藝；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)愛惜

0 引言

CRH380高速動(dòng)車組是目前世界上運(yùn)營速度最快的軌道客車，其車體制造難度較大，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)較高。KK端又叫底架前端，是車體上一種重要的組件之一，它承載著車與車之間的連接，因此對(duì)于KK端的制造技術(shù)和質(zhì)量要求得非常高。KK端主要有四部分組成：組成階段一、組成階段二、下蓋板、側(cè)板；其中組成階段一、階段一又由多個(gè)部件組成。這些組件通過焊接最終合成一個(gè)KK端，而這些組件基本上都是厚板（8mm以上），焊接量較大，焊接難度大，焊后的變形也較大[1]。因此，將KK端分成多個(gè)工序進(jìn)行制造，在每到工序都嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量和變形，以保證最終生產(chǎn)處一個(gè)合格的KK端。

KK端合成大致有13道工序，其中每道工序的焊接難度和變形都大，下面是幾個(gè)典型構(gòu)件的制造工藝：

1 車鉤面板的制造

（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。車鉤座板是車體上直接連接車鉤的部件，因此它的質(zhì)量要求現(xiàn)對(duì)較高，現(xiàn)階段嚴(yán)格規(guī)定：焊縫要求100%外觀檢測(cè)，100%內(nèi)部檢測(cè)，焊后平面度要求為±1。而車鉤座板為35mm厚板焊接，焊接形式為12X雙面焊接，焊接質(zhì)量保證和變形控制的難度較大。因此要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，車鉤座板的制造對(duì)焊接工序，焊工技能等各個(gè)方面的要求都非常的高。（2）制造工藝。車鉤座板具體的工藝方案是：焊接前，對(duì)車鉤座板的組對(duì)平面度預(yù)作5mm左右的反變形，即兩端較中間低5mm左右。兩型材的坡口組對(duì)間隙0-0.5mm。焊接時(shí)，先焊上邊焊接的兩層打底焊，然后在反面清根作PT檢測(cè)，合格后填充反面焊縫，最后填充正面的蓋面焊。在實(shí)際操作中，由于焊工的技能水平和操作習(xí)慣的不同，在填充焊接的時(shí)候，會(huì)造成不同的焊接變形量。因此，在填充正反面焊縫的時(shí)候，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況，將交替焊接順序進(jìn)行調(diào)整，以求達(dá)到最終較小的焊后變形，減少調(diào)修量。

由于車鉤座板為35mm厚，因此焊前預(yù)熱溫度要相對(duì)較高一些，在正常操作環(huán)境下，調(diào)修溫度一般在120-140℃左右；車鉤座板在焊后依然存在一定的焊接變形，這種情況下可進(jìn)行機(jī)械和火焰調(diào)修，其中火焰調(diào)修溫度不能超過200℃，調(diào)修次數(shù)不能超過3次。

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，一般在將車鉤座板焊后平面度控制在2-3mm之內(nèi)，以滿足后續(xù)車鉤梁組成工序的需要。

在車鉤座板的整個(gè)制造過程中，還采取多次多種探傷來檢驗(yàn)和控制焊接質(zhì)量。

2 車鉤梁組成的制造

（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn).車鉤梁組成是KK端的重要組成部分之一，其平面度及垂直度直接影響車鉤連掛。而車鉤梁組成成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，焊后尺寸調(diào)修難度相對(duì)較大，因此在保證焊接質(zhì)量的同時(shí)，要通過控制制造過程中的組焊工藝來保證最終的尺寸合格。（2）制造工藝。整個(gè)車鉤梁組成制造工藝分成2個(gè)階段：H-型材合成及開坡口組焊。在組對(duì)H型材合成時(shí)，為防止焊接變形，要對(duì)車鉤支撐和H-型材之間的垂直度作4mm左右的反變形，并使用F型卡子和千斤頂固定。焊接時(shí)，焊接方向?yàn)閺耐庀騼?nèi)，對(duì)稱焊接。

在組對(duì)開坡口板時(shí)，為防止焊接變形，再對(duì)H-型材合成在長度方向上作約2mm左右的反變形。當(dāng)然，所有的反變形量都根據(jù)實(shí)際狀況來做相應(yīng)的變化，并不是一成不變的。

3 橋式支撐的制造

（1） 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。橋式支撐是KK端的主要組成部分之一，后續(xù)與其他地板型材共同組成車體地板，因此其平面度顯得十分重要。而橋式支撐為平面厚板焊接結(jié)構(gòu)，焊接量大，變形大，變形控制及焊后尺寸調(diào)修的難度較大。此外，橋式支撐還是端部門口的組成部分之一，其寬度尺寸直接影響端部門的安裝，因此如何控制其焊接變形，保證尺寸也是橋式支撐的主要控制項(xiàng)點(diǎn)之一。（2） 制造工藝。整個(gè)橋式支撐制造工藝分成2個(gè)階段：橋式支撐階段一及橋式支撐階段二。在階段一組焊時(shí)，為保證端部門口寬度尺寸，在利用專用定位夾具固定的同時(shí)，在其端部門口寬度方向安裝外置固定支撐，直至階段二組焊完成后才將其卸下。在階段二組焊時(shí)，為保證整體平面度尺寸，需對(duì)工件平面使用壓緊保證板進(jìn)行大面積固定，減少焊接變形，并且在焊后使用火焰和錘擊方式對(duì)其調(diào)修。由于板厚較大，調(diào)修時(shí)需利用三角加熱法[2]，并預(yù)制一定的反變形。

4 KK端鉆孔

KK端鉆孔的部位主要有電纜座及下蓋板，都為組合孔，對(duì)孔距、垂直度要求較高。因此，為避免焊接變形的影響，所有眼孔都再KK端整體合成之后進(jìn)行。此外，在鉆孔時(shí)，使用特制的鉆孔模具，分2-3鉆孔（預(yù)鉆底孔→一次擴(kuò)孔（→二次擴(kuò)孔））完成整體鉆孔工序。

5 制造過程中的部件研配

在KK端整個(gè)制造過程中，由于零部件較多，之間的配合需要調(diào)整，因此各個(gè)部件在組對(duì)時(shí)需要研配，主要形式有：預(yù)留焊接間隙、組焊前焊接背板清除（干涉部位）等。研配量主要根據(jù)實(shí)際組焊需要而定。一般來說，鑒于KK端板厚為8mm，KK端部件焊接時(shí)，對(duì)于V型坡口，預(yù)留焊接間隙2-3mm，Y型及雙面焊接的坡口無間隙，組焊前焊接背板清除30mm左右。

6 總結(jié)

KK端整體尺寸及焊接質(zhì)量控制是非常重要且難度較大的，需針對(duì)KK端的每道工序進(jìn)行嚴(yán)格控制。通過剛性固定、反變形、火焰調(diào)修、機(jī)械調(diào)修、焊前預(yù)熱等多種調(diào)修手段并用，且根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，不斷摸索規(guī)律，最終形成一個(gè)成熟的KK端制造工藝，保證了KK端的產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王炎金.鋁合金車體焊接工藝[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009（12）：50-60.

[2]黃國定.怎樣防止焊接應(yīng)力與變形[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982：65.