出口幾內亞鋁土礦敞車車體制造工藝

王飛 譚祖中 趙元鵬 魏麗霞

摘要： 本文介紹了出口幾內亞鋁土礦敞車車輛結構、組裝焊接制造工藝及結構難點分析，采取合理、有效的工藝控制措施，保證了車輛的結構尺寸和制造質量，使得各車輛參數符合設計要求和客戶要求。

Abstract： This paper introduces the structure， assembly and welding manufacturing process and the analysis of the structure difficulties of bauxite gondola wagon exported to Guinea. By adopting reasonable and effective process control measures， the structure size and manufacturing quality of the vehicle are guaranteed， and the parameters of each vehicle meet the design requirements and customer requirements.

關鍵詞： 敞車;制造工藝;工藝控制措施

Key words： gondola wagon;manufacturing process;process control measures

中圖分類號：U46 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）05-0100-03

1 ?概述

出口幾內亞鋁土礦敞車用于在幾內亞境內新建專用標準鐵路上運輸鋁土礦，適應車組不摘鉤翻車機卸貨作業。該車采用雙聯單元車組，每輛單車主要由車體、車鉤緩沖裝置、制動裝置及轉向架等組成，車組單元間采用牽引桿連接。

車體主要由中梁、底架、端墻、側墻等全鋼焊接結構。采用B級鋼的整體式上心盤，C級鋼沖擊座。底架由中梁、枕梁、大橫梁、小橫梁、縱向梁、地板等組成。中梁為組焊結構，枕梁為雙腹板箱形變截面結構。大橫梁為單腹板工字形組焊結構，與側柱相連的小橫梁為工字形組焊結構，其它位置的小橫梁及枕梁兩側縱向梁為壓型槽鋼，中部縱向梁為熱軋角鋼;地板設有排水孔。側墻由上側梁、枕柱、大側柱、小側柱、側橫帶、側板和圓弧板等組焊而成。端墻由上端梁、橫帶、端柱、端板、圓弧板等組焊而成。車輛結構如圖1所示。

2 ?車體制造工藝難點分析

①中梁板材組焊結構，焊接量大，容易導致扭曲、撓度、旁彎、牽引梁上翹下垂等關鍵尺寸超差，對后續車體鋼結構組裝產生很大影響。

②底架枕梁雙腹板箱形變截面結構，焊接過程極易產生扭曲變形，容易影響枕梁高低差、撓度、上翹下垂量控制，組裝時需工裝夾具定位、固定，選擇合理的焊接順序。

③由于鋼結構焊接量大，容易產生鋼結構撓度、牽引梁上翹下垂、上側梁旁彎超差。

3 ?車體制造工藝

3.1 中梁組成制造工藝

中梁組成是由中梁下蓋板、中梁腹板、中梁上蓋板、沖擊座及整體上心盤等配件組焊而成的箱型結構。中梁組成結構如圖2所示。

①中梁腹板和下蓋板拼接。

中梁腹板采用三段拼接，拼板時預制+12mm撓度，牽引梁下垂6mm，拼接時預制反變形。中梁下蓋板拼接根部間隙為0mm-2mm;板寬度方向錯邊量不超過1mm，厚度方向錯邊量不超過0.5mm。中梁腹板、下蓋板拼接焊縫焊后24h進行超聲波探傷。

②中梁組裝（1）。

本工序主要完成中梁隔板、中梁下蓋板、中梁腹板、中梁撐桿等配件的組裝。中梁組裝胎模需要預制12mm上撓度，牽引梁端6mm下垂。中梁內腔隔板需嚴格按圖紙尺寸進行組裝，且正位，同時在腹板外側引出隔板位置線以便底架組裝枕梁、橫梁腹板時用。中梁組裝時中間需要增加工藝撐，防止中梁腹板焊接波浪變形，并保證中梁內腔尺寸。

③中梁翻焊（1）。

該工序在中梁翻焊胎（采用大臂翻焊胎或有頂緊裝置的翻焊胎）上進行?？傮w焊接順序：下蓋板和隔板的焊縫→下蓋板和腹板的焊縫→腹板和隔板的焊縫。

④中梁組裝（2）。

本工序主要組裝沖擊座組成以及整體上心盤（含磨耗板）。組裝前，將貼合面涂刷防銹底漆，將沖擊座以及整體上心盤吊入中梁中，確保沖擊座和后從板座面與中梁腹板貼嚴，定位焊固定。

⑤中梁翻焊（2）。

該工序主要翻轉焊接沖擊座、整體上心盤與中梁腹板和下蓋板之間的焊縫，并組裝中間墊板，組裝中間墊板之前貼合面涂刷防銹底漆。

⑥中梁鉆孔和中梁組裝（3）。

該工序主要完成鉤托板鉆孔和中梁上蓋板組裝。

⑦中梁翻焊（3）。

本工序主要完成中梁上蓋板與中梁腹板間的焊縫。

⑧中梁矯正及交驗。

本工序主要完成中梁調校，中梁撓度（6mm～14mm）、旁彎（3mm/m，車輛定距內不大于5mm）、上翹下垂≤5mm、前后從板座距離、心盤距以及焊縫質量檢查。

3.2 底架組成制造工藝

底架組成主要包括中梁組成、枕梁組成、大橫梁、小橫梁、縱向梁、端部縱向梁、地板等。底架組成結構如圖3所示。

①底架組裝（1）。

本工序主要完成中梁組成、枕梁下蓋板、腹板、隔板的組裝焊接工作。

中梁落入底架組裝胎后，檢查心盤面與胎模定位面的橫向間隙，要求≤0.5mm。落位后用龍門壓緊中梁，組裝枕梁下蓋板，組裝間隙為1～2mm，錯牙量≤0.5mm，保證枕梁下蓋板對角線不大于6mm，夾緊枕梁下蓋板后在對接坡口（焊縫接頭）兩側組裝引弧板和熄弧板，定位焊并焊接枕梁下蓋板與中梁下蓋板間的焊縫，焊后打磨焊縫與母材平齊焊接完成磨平焊縫。保證枕梁位置高低差（≤3mm），胎模上枕梁下蓋板的定位需精確計量（四個定位塊處平面誤差≤0.5mm）。

②骨架翻焊（1）。

本工序主要使用翻轉胎焊接中梁下蓋板與枕梁下蓋板的FP焊縫以及枕梁腹板、隔板的焊縫。

③底架組裝（2）。

本工序主要完成大橫梁組成、小橫梁、縱向梁等的組裝焊接工作。

底架落入胎膜后，檢查心盤面與胎模定位面的橫向間隙，要求≤0.5mm。落位后用龍門壓緊中梁，組裝大橫梁組成、小橫梁、縱向梁等零部件，控制組裝間隙不大于2mm，調整各梁尺寸，保證底架寬度尺寸以及各梁的組裝尺寸，中梁、大橫梁、小橫梁同一斷面的高低差不大于3mm，檢查尺寸合格后固定焊并焊接相關位置平焊縫。

④枕梁上蓋板以及底架附屬件組裝。

本工序主要完成枕梁上蓋板及底架附屬件的組裝。

⑤骨架翻焊（2）。

本工序主要使用轉胎翻轉至合適位置，在平焊位完成大小橫梁、縱向梁及底架附屬件的相關焊縫焊接。

⑥地板組裝及焊接。

本工序主要完成地板工藝件的拼裝及地板與各梁焊縫的焊接。地板各工藝件拼接時須預留1mm-2mm間隙，保證焊縫熔深大于板厚75%。地板拼接寬度尺寸按（-3，

-5）mm控制。

⑦地板仰點焊。

本工序主要地板與骨架各梁之間的定位焊。在仰點焊胎位利用龍門壓緊裝置依次壓緊地板與各梁，保證地板與各梁間間隙≤1mm后定位焊。

⑧底架翻焊。

本工序主要焊接地板與各梁的焊縫、中梁上蓋板與中梁腹板的剩余焊縫以及上旁承體、端部縱向梁組裝。

⑨底架矯正及交驗。

本工序主要完成底架調校，對底架撓度、牽引梁上翹下垂、同位枕梁位置處高低差、底架主要結構尺寸進行測量。

3.3 端墻組成制造工藝

端墻組成由上端梁、橫帶、端柱、端板等組焊而成。上端梁冷彎矩形方管，橫帶和端柱為壓型槽鋼。端墻組成結構如圖4所示。

本工序主要完成端墻板的拼接及上端梁、橫帶、端柱、端板等組焊。

①端墻板拼接保證對角線之差≤4mm，兩板錯邊

≤0.8mm，夾緊后定位焊，連接引弧板后利用帶軌道焊接小車自動焊。

②端墻板拼接焊完成后，裝入上端梁靠緊胎模定位塊，利用橫帶組裝樣桿定位橫帶組成，確保組裝間隙后定位焊，再完成上端梁、橫帶組成與端墻板的焊縫。端墻寬度尺寸按照（-3，-5）mm公差控制。

3.4 側墻組成制造工藝

側墻組成由上側梁、枕柱、大側柱、小側柱、側橫帶、側板和圓弧板等組焊而成。上側梁為冷彎矩形方管;枕柱、大側柱、小側柱鋼、側橫帶均為壓型槽鋼，側墻設有扶梯。側墻組成結構如圖5所示。

本工序主要完成側墻板拼接及上側梁、枕柱、大側柱、小側柱、側橫帶等配件組焊。

①側墻板拼接。

將側墻板工藝件吊入拼板胎，保證對接接口根部間隙1.5（0，+1）mm，側墻板拼接保證對角線之差≤6mm，兩板錯邊≤0.8mm，夾緊后定位焊，連接引弧板后利用帶軌道焊接小車自動焊。

②側墻組焊。

3.5 車體鋼結構制造工藝

車體鋼結構主要由底架組成、端墻組成、側墻組成等構成。端、側墻與地板之間裝有圓弧板。端墻板落在地板上，外側與端墻板邊緣平齊。側墻板落在地板上，枕柱落在枕梁下蓋板上，側柱及小側柱分別與大橫梁、小橫梁封邊搭接。車體鋼結構組成如圖6所示，端側墻與底架裝配示意圖如圖7所示。

①車體鋼結構組裝。

底架落位后利用抱緊裝置抱緊中梁組成，將端墻吊入組裝胎。調整端墻上側梁，使端墻上端梁保持水平后，開啟端墻壓緊裝置，保證墻板與中梁上蓋板、墻板與地板之間的局部間隙均≤2mm，端墻與地板垂直度≤2mm后定位焊。吊側墻入胎模，調整側墻板圓弧段與地板貼嚴，間隙≤2mm，枕柱與枕梁下蓋板的間隙≤2mm，枕側柱與枕梁及橫梁封板貼嚴，間隙≤2mm后定位焊車體下部焊縫。利用側墻上部壓緊裝置壓緊側墻，側部推拉裝置調整兩側墻外寬（在枕梁位置處測量），在上側梁與上端梁相交處測量對角線差，對角線差不大于12mm。焊接上側梁與上端梁上表面焊縫以及內側面被角部加強鐵遮蓋部分焊縫，焊接完畢后組裝角部加強鐵組成。完成所有平焊位置的焊縫后將車體吊出胎模。

車體組裝完后，測量車體寬度尺寸按照（0，-6）mm控制。上側梁、上端梁旁彎≤3mm/m，上端梁旁彎全長≤4mm，上側梁旁彎全長≤8mm。

②圓弧板組焊。

本工序主要完成筋板、端墻圓弧板及側墻圓弧板的組裝及焊接。先完成各筋板組裝，并焊接完成（筋板與枕側柱封板及端墻板焊縫采用立焊）;再完成端墻圓弧板與側墻圓弧板組裝及焊接。要求圓弧板與筋板的裝配間隙≤2mm，端墻圓弧板與側墻圓弧板的對接間隙≤2mm。

③鋼結構翻焊。

本工序主要完成端墻與側墻、各圓弧板的連接焊縫，以及端墻支柱與端墻板連接焊縫。

④鋼結構交驗。

本工序主要完成車體鋼結構交驗。將車體落到水平交驗胎上，完成上旁承組裝，上旁承磨耗板下平面至心盤下平面高度尺寸74mm-78mm，同一截面兩旁承高度差≤2mm。再檢測中梁撓度（5mm～12mm）、牽引梁上翹下垂（≤5mm）、車體鋼結構組成各主要結構尺寸進行測量。

4 ?結束語

通過生產制造的過程驗證，上述車體制造工藝能夠滿足圖紙及技術文件要求，有效地保證了產品的制造質量，同時也為生產同類車型制造積累了寶貴經驗。

參考文獻：

[1]嚴雋耄.車輛工程[M].北京：中國鐵道出版社，1999.

[2]陳世和.車輛造修工藝與裝備[M].北京：中國鐵道出版社，1999.

[3]方洪淵.焊接結構學[M].北京：機械工業出版社，2008.