新西蘭機車司機室與底架裝配組焊工藝分析

李長盛 陶佳

【摘 ?要】本文主要通過對新西蘭機車司機室裝配和底架裝配的結構特點和裝配方式，通過對焊接方法、焊接材料及組焊工藝等方面進行研究和實踐，總結出合理的焊接規范，并對制造過程中出現的工藝難點，采取了相應的工藝措施，解決司機室與底架裝配組焊產生的錯邊和間隙問題。

【關鍵詞】司機室;底架;裝配方式;焊接規范

1 結構分析

1.1 司機室結構分析

新西蘭機車司機室由頂蓋、側墻、后墻及前臉等零部件構成。各部件組焊構成司機室鋼結構裝配，因此嚴格控制各零部件組焊時的外形尺寸后才能保證司機室裝備組焊后的外形尺寸不超差，與底架貼合線距司機室中心線位置頂點298mm，貼合線尺寸2630mm。

1.2 底架的結構分析

新西蘭機車底架是由端部、中梁、前旁承、后旁承、邊梁及柴油機座梁等零部件構成。其中端部中的端板裝配是司機室與底架錯邊問題的關鍵，端板裝配中的端板尺寸應保證2630mm。

1.3 司機室與底架裝配組焊結構分析

新西蘭機車司機室裝配與底架裝配組焊結構為司機室前端探出底架長度為298mm，安裝防爬裝配。

2 工藝難點分析

（1）司機室前臉蒙皮是壓型件，兩個拐角是圓滑過渡，蒙皮板厚t=4mm，薄板焊接變形大等問題會導致司機室整體組焊后，接觸線2630mm很難保證;司機室在后墻處寬度為2810mm，通過司機室側墻過渡變窄至貼合線寬度2630mm，保證司機室整體組對尺寸有一定難度。

（2）底架端部裝配中前端板在端部裝配組焊后焊接收縮量在4-6mm左右。經實踐確定后，對前端板下料進行放量。確保貼合線2630mm。組對間隙的大小，母材的可焊性和焊材的選用都是影響焊接變形的主要因素。

（3）新西蘭機車底架生產過程中，端部下撓4-6mm，而司機室底面平面度要求≤2mm/m2，因此在司機室與底架組焊時司機室底面與底架上平面會有間隙。

3 司機室與底架組焊工藝分析

（1）司機室后墻位置寬度為2810mm。通過司機室左右側墻過渡變窄，至司機室與底架貼合線位置寬度為2630mm。先通過定位裝置確定司機室前臉裝配位置，再通過定位裝置來確定司機室左右側墻位置，再定位司機室后墻，最后安裝司機室頂蓋及司機室前窗框。在上述組焊過程中，每一步通過專用的定位裝置保證組對尺寸，確保司機室的寬度尺寸滿足圖紙要求。

（2）在底架組對過程中保證底架裝配寬度2810±2mm，通過邊梁與端部裝配中的前端板裝配過渡銜接，在底架與司機室貼合線寬度2630mm。通過實踐總結，端部前端板焊接收縮量在4-6mm，因此在端部前端板組對時兩側堵板放量4mm，牽引梁左右兩側各2mm，實際組對時前端板裝配寬度尺寸2634mm，從而解決焊接收縮問題，保證底架與司機室貼合線寬度2630mm。

（3）在底架撓度、直線度調整好后開始總裝。在裝配司機室與底架時，司機室縱向中心線必須與底架縱向中心線重合。防止司機室與底架偏心，導致司機室與底架錯邊。

（4）新西蘭機車底架生產過程中，端部下撓4-6mm，撓度須平滑過渡，禁止局部突起，防止司機室底面與底架上平面間隙過大。而司機室生產過程中，司機室左右側墻的蒙皮與底梁錯邊≥2mm，。這樣可以有效的控制和便于調整司機室底面與底架上表面的間隙。

4 焊接工藝分析

4.1 材質分析

新西蘭機車司機室和底架整體材質大部分采用Q345E，它的綜合力學性能良好，低溫性能亦可，塑性和焊接性良好，可用于-40℃以下寒冷地區的各種結構。

4.2 母材可焊性分析

Q345E鋼是常用的低合金結構鋼，碳當量為0.345%-0.491%，淬硬傾向比Q235鋼大一些，焊接時冷裂傾向也就大些。Q345E的化學成分和力學性能分別見表1-1。

4.3 焊接材料選定

新西蘭機車司機室及底架大部分母材采用Q345E鋼，根據標準選擇的焊絲型號為ER50-6;各別部件如防爬裝配母材材質是Q460E，選用焊絲型號為ER55-D2。

4.4 焊接工藝參數的選定

正確合理的焊接工藝參數有利于保證產品質量，提高生產效率。焊接過程中，主要注意焊接電流、焊接電壓和焊接速度。同時焊槍指向、焊槍角度、焊槍擺動、保護氣流量等因素也影響焊接質量。具體分析如下：

（1）焊接電流能影響焊縫的余高和熔深。焊接電流增大時，焊縫的熔深和余高都有所增加。由于車體大部分板厚度為6mm，為了保證焊透，避免焊穿，電流必須選擇合適的規范，其范圍在180～220A之間。

（2）焊接電壓主要指的是電弧電壓。電弧電壓大小能改變電弧的長度。CO2氣體保護焊時，電弧電壓太低，焊絲將與焊接熔池發生固體短路，導致焊絲成段爆斷，焊接過程不穩定，焊縫成形變差;電弧電壓過高，會導致飛濺增大。在實際生產中我們還要考慮焊接位置、電網電壓波動、焊工操作等因素來確定電弧電壓大小。

（3）焊接速度影響焊縫的熔寬與熔深。若焊速過高，易產生咬邊和未熔合等缺陷，焊縫成形變壞。因此，焊工必須根據實際情況，嚴格控制焊接速度280～300mm/min之間。

（4）焊槍的指向和擺動主要依焊接位置為依據來調整，焊工的技術和經驗在實際生產中也有一定的影響。

（5）保護氣流量對焊縫質量有很大影響，它直接影響保護效果。如果保護氣的流量不足，不能有效地保護焊接區域，焊縫易產生氣孔;氣體流量過大，浪費氣體，氧化性增強，焊縫質量下降，經過試驗得出合適的規范為10～15L/min。

4.5 焊接順序的制定

焊接順序會對焊后應力分布產生很大影響，焊接順序不合理會加大焊后應力，造成原本較小的焊接變形在大的應力下進一步擴展的現象。因此焊接順序對控制焊接變形非常重要，正確的焊接順序能夠大大地減少焊后的焊接變形。在新西蘭機車各大部件組焊時，對長焊縫應采用兩名焊工對稱分散施焊的原則進行焊接，避免焊接熱量過于集中，使熱量分布相對均勻，從而可以減小焊接變形。

5 結論和意見

5.1 嚴格控制零件下料尺寸;嚴格控制各部件組焊時的間隙，達到標準要求;制定合理的焊接規范;選取標準的焊材選擇;分析正確的焊接工藝，才能控制好焊接變形，保證部件組焊后外形尺寸，才能杜絕司機室與底架的錯邊問題。

5.2 通過實踐才能總結掌握正確焊接收縮量，通過嚴謹的工藝分析制定合理的焊接放量解決制新西蘭底架端部焊接收縮問題，解決司機室與底架的錯邊問題。

參考文獻：

[1]趙熹華.焊接結構.哈爾濱工業大學.機械工業出版社，1988.3

[2]周振豐.焊接冶金學.機械工業出版社，1996

（作者單位：大連機車車輛有限公司）