常州經開區有軌電車構架制造工藝分析

劉軍　朱黎明　史珂軻

【摘 要】根據有軌電車構架的焊接質量要求和結構特點，分析生產過程中出現的各類技術難點，進而制定出合理的構架制造工藝方案，有效確保該車型構架的組焊質量。

【關鍵詞】有軌電車;構架;制造工藝

中圖分類號： U482.1 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）10-0053-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.020

Manufactural Technology Analysis of the Bogie in Changzhou Development Zone Tramcar

LIU Jun ZHU Li-ming SHI Ke-ke

（Locomotive manufactural Department，CRRC Qishuyan Co.，Ltd.，Changzhou Jiangsu 213000，China）

【Abstract】According to the welding quality requirement and the structure characteristics of the bogie in Changzhou development zone tramcar， this paper mainly analyzes various technical problems occurring in the production process， and then makes a reasonable manufactural technology scheme of the bogie， effectively to ensure the welding quality of the bogie.

【Key words】Tramcar; The bogie; Manufactural technology

0 前言

常州經開區有軌電車是由中車戚墅堰機車有限公司推出的首臺有軌電車。由于公司過往產品一直以機車為主，有軌電車作為公司的一款新型產品，車體、構架的結構和工藝和機車有很大不同，制造難度也增大很多。如圖1所示，常州經開區有軌電車由5節車廂和三節轉向架組成。車廂1和5為動車，車廂3為拖車，車架下部有轉向架;車廂2和4為浮車，車架下部無轉向架。

轉向架是機車的安全件之一，而作為焊接部件的構架不僅是轉向架其他部件的安裝基礎，同時還要承受和傳遞機車在運行中產生的不同類型的動、靜載荷，是一個復雜交變載荷作用下的重要受力部件[1]。因此，構架的焊接質量直接關系到整車運行的安全。

1 結構特點和制造工藝流程

1.1 結構特點

有軌電車構架結構如圖2所示。從圖2可以看出，構架是由左、右側梁各1個和橫梁（1個）組成的框架結構。橫梁由主梁（一）和主梁（二）組成。

1.2 制造工藝流程

有軌電車構架制造工藝流程如圖3所示，待左、右側梁和橫梁單元分別制作完成后，先組建構架框架，再對制動組合座（一）和液控單元安裝座等零部件進行組裝，探傷后進行退火、調修和機加工。

2 制造難點及解決措施

2.1 側梁工藝難點分析

不同于機車構架側梁的“一”字箱型結構，有軌電車側梁為“幾”字型結構，如圖4所示。從俯視圖可以看出，構架內腔雖然有6塊筋板，但是由于上蓋板（四）和下蓋板都是厚度為25 mm的折彎件，焊接時會引起嚴重變形，導致彈簧座（一）、（二）加工余量不足。構件的焊接變形，不僅會影響生產進度的正常進行，而且會降低構架的力學性能，影響整體結構的外形尺寸與焊接質量[2]。

為解決這一問題，經過和設計、工藝的討論，在不影響后續機加工的情況下，在側梁內腔對稱增加筋板數量以起到增大剛性的目的;同時，為保證長度尺寸2500±4 mm，防止側梁兩端向上彎曲，焊接時在左、右上蓋板（三）中間以及兩端下蓋板和平臺之間增加工藝支撐，在如圖5所示。采取以上措施，能盡可能減小側梁的焊接變形。當側梁下蓋板、立板和隔板點固連接后，進行坡口處第一層焊接時，由于側梁整體結構自由度較大，則剛性偏小，極易引起較大扭曲變形和側梁旁彎。因此，再對側梁焊接變形方向的摸索后，焊接順序決定以側梁中心的立板開始焊接，兩名電焊工同時對稱沿側梁縱向方向向兩端施焊。這樣，焊接應力在焊接過程中均勻分布在兩側的同時，變形量也隨之對稱。

在打底焊縫時，根部極易出現未焊透情況。經過多次理論分析和焊接試驗對比，總結出的最優方案是略微降低電壓，保證焊接線能量不變，從而使焊縫接頭質量不受影響。另外，在焊接時焊槍需要傾斜一定的角度，以45±2o最為理想，具有最佳的焊接性，保證焊絲盡量在抵達坡口根部時開始熔化。這樣，不僅能是焊縫外觀質量得到明顯提升，而且可以有效地解決根部未焊透的狀況。

2.2 橫梁工藝難點分析

橫梁的組焊過程是先將主梁（一）和主梁（二）組裝和焊接，再由中間的橫向止擋組合座將兩個主梁組裝在一起，最后完成整個橫梁的焊接。橫梁焊接完成后，隨之橫向止擋組合座上的螺紋孔便確定了橫、縱中心線的位置。向橫梁兩端的長度方向均分，預留焊后收縮余量2mm，即兩端各1mm。焊接完成后，配合適當的火焰調修工序，可有效保證橫梁外觀尺寸符合設計圖紙和工藝要求。

2.3 構架總成

構架總成工序中，最難控制的是整個結構的四點平面度。此類“幾”字型構架的設計要求是平面度控制在≤3mm。為解決這一難點，在框架組裝前需要對側梁和橫梁分別進行三坐標劃線，側梁與橫梁裝配時注意間隙均勻，控制在2mm以內，以此保證焊后收縮量一致。定位焊好后，在左、右側梁內立板之間用型材支撐，外立板方向利用臺位固定（圖6），然后再開始焊接蓋板的對接坡口焊縫以及立板間的角焊縫;其次，各零件在組裝前，需要將焊接好的構架框架再次進行三坐標整體劃線，按照先焊短焊縫，再焊接長焊縫，最后焊正反面附件，以抵消正反面的焊接變形[3]。

3 結束語

采用本文所述的工藝生產的有軌電車構架，其外觀尺寸和力學性能均能滿足圖紙設計和工藝要求，且焊接質量穩定。通過與設計師、工藝師共同探討的過程中，消化吸收了國內先進的焊接工藝方法，提升了公司整體的焊接技術水平。同時，該型號構架通過了鐵科院標準下的各項性能測試，滿足了國內有軌電車系統運行的各項要求。

【參考文獻】

[1]王挺，楊闖，郭淑琴.HXD3型電力機車轉向架構架焊接工藝研究[B].機車車輛工藝，2011.

[2]史耀武.焊接手冊[M].3版.北京：機械工業出版社，2007.

[3]方洪淵.焊接結構學.2010（4）.