澳大利亞鋼梁車箱型中梁傾斜控制

甘俊林 白代文 楊中偉 柳靖宇 陳德毅

摘 要：通過對澳大利亞N66鋼梁車中梁的組裝順序、質量、焊接進行調查與分析，針對中梁完成后腹板傾斜大，增加了下工序底架組對操作難度，出現中梁腹板與大橫梁腹板間隙大，需要調修并工作量大、影響車體寬度公差，成為制約生產的瓶頸工序的情況，提出在中梁下蓋板、隔板、腹板、上蓋板組對班組來控制箱型中梁的傾斜變形，減輕了下工序勞動強度，提高整車生產效率，滿足精益生產要求。

關鍵詞：N66合梁;下蓋板;腹板;上蓋板

一、中梁結構

N66中梁為全鋼焊接整體承載結構，主要由下蓋板、隔板、腹板、上蓋板等組成。如圖示：

本文通過N66組對的工裝結構、組焊工藝進行調查與分析，針對中梁腹板產生傾斜，影響下工序底架組對大橫梁工序操作難度（間隙較大、平面度），出現此情況后影響大橫梁進行配切、打磨、車寬、調修工作量大，成為制約生產的瓶頸工序，提出組焊下蓋板工藝優化，腹板（1）（2）繞度相同并均勻，上蓋板組焊工藝，中梁合梁工藝優化，通過工藝優化保腹板的傾斜度。

二、現場調查

21年生產類似的箱型梁車型約600輛中梁傾斜慣性質量問題進行了統計分析記錄，因中梁傾斜嚴重影響現車體底架線生產效率與返修率。箱型中梁結構不同變形也不相同，澳大利亞5關節車中梁傾斜度在3到15mm，澳大利亞N76集裝箱平車傾斜一般在3到12mm左右，澳大利亞鋼梁車N69 N68中梁的傾斜度控制在3到10mm，超出了工藝規定的范圍最大不超過6mm，需要調修與返修量大。

下蓋板組焊

N66下蓋板長度約23.5m，下蓋板高度差在405mm，最寬為780mm，由下蓋板1、下蓋板2、下蓋板3組成，放在平臺上點焊后進行焊接，出現旁彎超出工藝要求，進行返修。

1.中梁腹板組焊

中梁腹板由1位腹板與2位腹板組成，長度約23.5m，腹板寬度為800mm，由腹板（1）（2）（3）（4）（5）（6）組成。在裝配時經常出現腹板的繞度偏差，焊接后出現繞度不均勻，（1）（2）位腹板繞度不匹配，導致焊接完成后返修。

2.合梁工藝流程

將下蓋板吊入胎型，畫出中心線與隔板線，用直角尺組對隔板，腹板中心線與下蓋板對正，并進行下蓋板與腹板的嚴縫，直到組裝完成。

3.上蓋板組對工藝

上蓋板（1）（2）（3）吊入平臺上，調整上蓋板的直線度后進行定位焊，定位完成后采用埋弧焊進行雙面焊接，完成后切掉引弧板，打磨接頭，進行探傷后交出。

三、原因分析及改進方案

1.原因分析

通過對原N66中梁交出的變形原因分析：

1）下蓋板的變形。

下蓋板約23.5m，易出現旁彎，下蓋板（1）數控切割后在進行矯平時會出現旁彎。下蓋板上有兩個折彎角度，折彎線出現偏差，導致折彎后工件對角線偏差影響組對時間隙，間隙大小影響焊接應力不同導致下蓋板變形大。

2）中梁腹板的繞度

腹板預制繞度40mm，腹板2、腹板3板自帶一定繞度，在組對時為了控制繞度均勻性與預制高度，對接焊縫常出間隙不一致，導致焊接層數道數不同，由于焊接本身就是一個不均勻的加熱，所以焊接后的變形量不同，導致腹板的繞度不同，影響中梁合梁的變形量。

3）合梁時腹板的匹配

合梁時下蓋板吊入胎型，先組對隔板，將腹板（1）（2）分別吊入下蓋板上，腹板的繞度不同影響到中梁傾斜度大小，假如腹板（1）（2）繞度不一致，出現下蓋板與腹板連接位置出現間隙，嚴縫時下蓋板與腹板貼合，下蓋板就會不水平，下蓋板上的隔板就會產生傾斜，腹板與隔板定位焊完成后，腹板也產生了傾斜，所以腹板（1）（2）的繞度直接影響到中梁的傾斜度。

4）上蓋板的直線度

上蓋板組對時上蓋板直線度也與中梁的傾斜度息息相關，組對時保證中梁腹板與上蓋板兩側的搭量相等，當上蓋板有旁彎就會導致水平中梁，被強制產生扭轉力組對，使中梁產生傾斜。

2.改進方案

1、采用胎型長度約24m的平臺，進行正裝組對，在兩端心盤與沖擊座位置提前作一個405mm的高度差平臺，在平臺上畫一條基準線為24m，使下蓋板時中心線與基準線相重合，在下蓋板（1）（2）（3）位置加上兩個定位擋，用于控制下蓋板時直線度，旁彎大于3mm進行調修。調整直線度符合要求后進行定位焊，再次檢查下蓋板與定位擋穩合后進行定位焊，當板厚18mm采用多層焊接第一層與第二層采用二氧化碳焊接，蓋面層采用埋弧焊進行焊接。

2、提前預制一個長度為24mx4m平臺，組對腹板（1）（2），腹板變節面高度差為108mm，技術要求中梁交出繞度為24-30mm，在組對時候預制繞度為40mm左右。畫出2條間距為40mm直線為定位的基準線，檢查來料的繞度合格后進行拼接。腹板（1）（2）繞度均勻相等后定位點焊。采用埋弧焊進行雙面焊接，在焊接胎位加上一個繞度檢查定位擋用于測量焊接完成繞度，并做好測量腹板繞度記錄，便于下工序組焊。

3合梁組對

1）將中梁下蓋板吊入合梁胎型，心盤位置緊靠胎型的定位擋，用定位卡緊裝置固定下蓋板的心盤位置，檢查定位擋與下蓋板間隙和下蓋板旁彎。若旁彎小于3mm即可進行隔板組裝，大于3mm就要采取火焰矯正，矯直后進行下一步。

2）畫出下蓋板中心線，隔板的長度定位線，采用直角尺畫出隔板的中心線。組對時，使隔板中心與下蓋板中心重合并垂直后進行定位點焊。

3）將1、2位腹板分別吊入胎型，調整腹板中心與下蓋板中心重合后，從中間往兩端進行定位點焊。先點下蓋板與腹板的平角焊，再點隔板與腹板的立焊，同樣的方法直到定位焊完成。

4）吊出胎膜進行中梁內部焊接，采用多人由內而外同時從中間向兩端焊接。

5）焊接完成后中梁進行清理打磨、磁粉探傷、油漆，吊入下工序組對上蓋板。

4上蓋板組對

上蓋板（1）（2）（3）吊入平臺上，調整上蓋板的直線度后進行定位焊，定位完成后采用埋弧焊進行雙面焊接，完成后切掉引弧板，打磨接頭，進行探傷后交出。

將焊接完成的中梁吊入胎膜中進行組對上蓋板，將心盤位置完全與胎膜嚴絲合縫并用夾具固定，檢查上蓋板焊接完成后直線度小于3mm進行組對，調整上蓋板中心與中梁中心重合，控制上蓋板與腹板兩邊的達量兩邊相同，上蓋板處于水平位置進行點焊直到完成。先畫出上蓋板橫向中心線，使上蓋板橫向中心與中梁中心重合后，調整左右間距相等和水平后進行定位點焊，點焊完成后吊入下工序進行焊接。

四、方案實施后效果

該方案實施是公司以裝備保工藝、以工藝保質量的具體實施，中梁工裝改造后投入到批量生產當中。經過后期的76輛招標N66車批量生產證明，該工藝改善保證了N66中梁制作質量符合工藝要求，中梁應旁彎、繞度、傾斜出現超差矯正僅4臺比率約6%。比原先58.75%有了明顯的降低，大大提高了N66車的生產效率及外觀質量，同時減輕了作為瓶頸工序底架組對的操作難度，減輕員工勞動強度，提高生產效率，滿足精益生產要求。

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