關(guān)于軌道客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接工藝的分析

李凌宇

摘 要：我國的軌道客車事業(yè)正在穩(wěn)步向前發(fā)展，那么轉(zhuǎn)向架作為重要的系統(tǒng)對車輛的穩(wěn)定性和安全性起著重要的作用。本文主要闡述構(gòu)架在轉(zhuǎn)向架的重要性，以及介紹構(gòu)架的特殊性，尤其在焊接過程中的特點(diǎn)以及如何選擇焊接類型。明確了焊接需要采用多位置變換、頻繁起?；　⒑附舆^程全自動(dòng)化的一般作業(yè)方式。通過對國內(nèi)外軌道客車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用自動(dòng)焊接技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，得出結(jié)論：自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用向設(shè)備規(guī)?；⑴挪技谢⒆饔弥鲗?dǎo)化、生產(chǎn)節(jié)拍化、管理信息化方向發(fā)展，只要能夠解決設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、工藝水平和操作水平方面的難題，自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用和推廣將存在較大的空間。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)焊接技術(shù);軌道客車轉(zhuǎn)向架;構(gòu)架焊接;工藝現(xiàn)狀

1 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架自身具備特殊的焊接特性，例如工件的尺寸相對較小，多屬于短焊，鋁合金車體的焊接無論是在金屬材料上還是焊接方式上，焊接長度上都具有較大的差異。

首先，工件尺寸相對車體較小，長直焊縫極少，短焊縫居多。在構(gòu)架結(jié)構(gòu)中，一般側(cè)梁外側(cè)立板與上下蓋板的4條長焊縫是最長的焊縫，且沿著上下蓋板的輪廓處出現(xiàn)拐彎。由于構(gòu)架結(jié)構(gòu)中多加強(qiáng)肋結(jié)構(gòu)，受加強(qiáng)肋板阻隔以及部件尺寸較小原因，短焊縫數(shù)量大。在這種情況下，需要頻繁地熄弧和引弧焊接，不易實(shí)現(xiàn)連續(xù)焊接，不利于發(fā)揮自動(dòng)化焊接連續(xù)長時(shí)間、大批量焊接的優(yōu)勢。由于構(gòu)架中加強(qiáng)肋結(jié)構(gòu)普遍，因此焊接接頭形式以T形接頭為主，焊縫形式以角焊縫或單邊Y形+角焊縫居多。為了保證自動(dòng)焊接參數(shù)的可重復(fù)性，相比于對接焊縫，對坡口組裝間隙和焊角尺寸提出了更加嚴(yán)格的要求。另一方面肋板結(jié)構(gòu)較多，使得多處焊縫焊接可達(dá)性差，焊槍容易被阻隔而不能接近焊接位置，且由于構(gòu)架及其部件焊接位置較多，為了調(diào)整至平焊、平角焊、船形焊等最佳的位置焊接，需要頻繁變換焊接位置，這使得自動(dòng)焊接設(shè)備的編程更加復(fù)雜。

構(gòu)架中以12mm以上的中厚板為主，在定位座、牽引拉桿座等部件中的座塊板板厚度可達(dá)50mm，必要時(shí)須進(jìn)行預(yù)熱，不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水線焊接作業(yè)方式。中厚板坡口普遍采用多層多道焊接，變形相對不明顯，易于保證空間點(diǎn)的定位，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化焊接。

焊接需要通過材質(zhì)的不同選擇不同的焊接方法，例如構(gòu)架，構(gòu)架主要是低合金鋼，又由于其是中厚板，因此焊接變化不明顯，相對于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架比起來，車體的鋁合金材料的焊接變形會(huì)更加明顯。由于轉(zhuǎn)向架焊接工裝多是通過料件的特殊性來制定的，所以各個(gè)空間點(diǎn)的位置是比較方便焊接機(jī)器人來操作的。

2 轉(zhuǎn)向架自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用

2.1 工藝要求及特點(diǎn)

通過對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析得出，采用自動(dòng)焊接方法比較適合的作業(yè)方式是：多位置變換、頻繁起停弧、焊接過程全自動(dòng)化。因此，自動(dòng)焊接技術(shù)的工藝要求也呈現(xiàn)出與車體迥異的特點(diǎn)。用于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接的自動(dòng)焊接設(shè)備一般要求操作靈活，能夠適應(yīng)多位置變換的要求，易于實(shí)現(xiàn)焊接過程的全自動(dòng)化，設(shè)備本身一般自帶變位機(jī)，作為自動(dòng)焊接設(shè)備的外部軸而實(shí)現(xiàn)內(nèi)外軸聯(lián)動(dòng)，以達(dá)到最佳的焊接位置。

基于焊接過程的可達(dá)性和靈活性要求，自動(dòng)焊接設(shè)備一般只使用單焊槍焊接，而不采用雙焊槍;自動(dòng)焊接的導(dǎo)向方式不采用車體焊接時(shí)常用的激光跟蹤方式和導(dǎo)向桿機(jī)械跟蹤方式，而一般采用電弧跟蹤方式。為了實(shí)現(xiàn)更大的填充量，可采用單絲或雙絲焊，但是雙絲焊接應(yīng)用較少。由于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，平直焊縫少，鋼材質(zhì)比鋁合金的導(dǎo)熱性、高溫黏性等均較差，因此一些新型的焊接方法難以實(shí)現(xiàn)，熔化焊接技術(shù)仍占據(jù)絕對的主導(dǎo)地位。

2.2 應(yīng)用水平

轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但是長客公司目前作為大型制造企業(yè)，在轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)來說處于組裝大于生產(chǎn)，目前轉(zhuǎn)向架焊接部位主要還是構(gòu)架。構(gòu)架主要由側(cè)梁組成、橫梁組成、縱向梁組成以及附件等結(jié)構(gòu)組焊而成。就現(xiàn)在我國的發(fā)展來說，大多數(shù)的軌道車輛生產(chǎn)制造企業(yè)都在采用自動(dòng)焊接技術(shù)，而且應(yīng)用和使用的水平不盡相同，但是側(cè)梁外側(cè)長焊縫的焊接最為普遍，可以說幾乎所有的轉(zhuǎn)向架制造企業(yè)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量化焊接生產(chǎn)。側(cè)梁內(nèi)腔的自動(dòng)化焊接，由于受到內(nèi)腔結(jié)構(gòu)以及焊接設(shè)備和操作水平的影響。而對于橫梁鋼管對接結(jié)構(gòu)內(nèi)外側(cè)圓周焊縫的自動(dòng)化焊接，要求焊接過程中鋼管沿軸向旋轉(zhuǎn)，而焊槍姿勢保持固定，并保證焊縫內(nèi)部質(zhì)量，屬于工藝較獨(dú)特，質(zhì)量要求高的自動(dòng)化焊接工藝。在構(gòu)架組成上，除了主梁以外還有一些小件焊接，例如縱向梁、制動(dòng)吊梁、定位座、電機(jī)吊座、齒輪箱吊座、牽引梁等部件，也根據(jù)結(jié)構(gòu)不同實(shí)現(xiàn)了不同程度的自動(dòng)化焊接。

根據(jù)以上的分析探討可以得出，無論是國內(nèi)還是國外都在密切關(guān)注軌道客車企業(yè)的新動(dòng)況，由于在焊接這個(gè)領(lǐng)域，是否在應(yīng)用當(dāng)前焊接行業(yè)的最新技術(shù)。目前，我國一些生產(chǎn)轉(zhuǎn)向架的企業(yè)都已經(jīng)使用焊接機(jī)器人，數(shù)量平均已經(jīng)達(dá)到達(dá)到幾十臺(tái)。一些大規(guī)模的企業(yè)，都已經(jīng)有自主的焊接生產(chǎn)線，焊接自動(dòng)化率已達(dá)到50%～60%，在長度較長的焊縫、勞動(dòng)強(qiáng)度大以及質(zhì)量要求高的焊縫上已大量采用了焊接機(jī)器人焊接生產(chǎn)。

3 結(jié)束語

構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)組成結(jié)構(gòu)，對于軌道客車來說構(gòu)架自身具備的很強(qiáng)的特殊性。例如構(gòu)架的結(jié)構(gòu)式比較復(fù)雜的所以在焊接的過程中比較難，而且尺寸相對小，中厚板多，所以焊縫可達(dá)性差。針對于這樣特殊的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該考慮多位置變換、頻繁起停弧、焊接過程全自動(dòng)化的一般作業(yè)方式。但是現(xiàn)在我國有多家企業(yè)可以自主生產(chǎn)轉(zhuǎn)向架，但是60%的企業(yè)都會(huì)在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接的方式上選擇自動(dòng)焊接技術(shù)。自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用逐步向設(shè)備規(guī)?；?、排布集中化、作用主導(dǎo)化、生產(chǎn)節(jié)拍化、管理信息化方向發(fā)展，只要能夠解決設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、工藝水平和操作水平方面的難題，自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用和推廣仍存在較大的空間。

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