摘要：本文介绍了40t轴重矿石车侧墙组成的侧板平面度超差的原因，通过原因分析，从工装、下料、制造工艺等方面制定了侧墙组成制造过程中侧板变形的工艺措施，保证了该车侧墙的制造质量。
关键词：40t轴重；侧墙；侧板变形；控制措施
1 侧墙结构及侧板变形原因分析
为满足国外铁路重载技术要求，国内某公司为国外客户设计了40t轴重矿石车，该车轴重、载重均远高于国内铁路货车，该车侧墙结构与国内同类车区别较大，采用枕、侧柱反装的方式增加该车的容积，以达到增加容载重的目的。同时，为增加侧板刚度，下侧板均冲压处面包筋结构，因此导致下侧板下料后平面度较差，侧板焊后变形较大。侧墙结构如图一所示。
图一 侧墙组成
40t轴重矿石车采用整车翻转的方式进行卸货。该车样车在卸货过程中发现自动翻转装置在受用过程中会磨耗侧板外表面，由于该车设计时已经考虑到自动翻转装置卸货时会对侧板外表面产生磨损，所以在侧墙的外表面增加了磨耗板，但是，如果侧板变形量超过磨耗板的厚度，仍会导致自动翻转装置侧板外表面。为防止自动翻转卸货装置在使用过程中对车体造成损坏，控制该车侧墙侧板平面度是该车制造的难点。
通过对试制过程及侧墙组成结构的讨论分析，造成侧板平面度超差的原因主要有以下几方面：
1.1侧墙组对焊接工装
试制车侧墙制造没有专用的工装，只是在通用平台上进行组焊，组装、焊接的自由度相对较高，对焊接变形产生不利影响。
1.2侧板下料工艺
流程：剪切→校平→压型→落料
落料后，下侧板边缘处的平面度公差最大达到10mm/mm2，高于国标5mm/mm2的技术要求；下侧板边缘处的直线度较差，导致组装间隙不均匀。下侧板的平面度和直线度均对侧板的平面度产生影响。
1.3侧墙焊接工艺
试制生产时只是对长达焊缝制定了焊接工艺，对短小焊缝焊接相对随意。由于受工装限制，反变形及约束焊接的效果并不十分理想。
1.4部件组焊工序调整
试制生产时侧墙组成的所有部件均在侧墙制造的工序完成，这样会加大侧板变形。
2 主要制造工艺
通过以上原因分析，批量生产时制定以下工艺措施保证该车侧墙的制造质量：
2.1专用工装的设计制造
根据侧墙的形状，设计符合侧墙组对焊接的专用工装及上侧梁与上侧板分组装组焊工装，使侧墙组对焊接均在工装上完成，该工装设计以侧板、尽可能多的与平台接触而非处于悬空状态进行侧板焊接。上侧梁与上侧板进行分组装、焊接，以便上侧梁能在压紧、反变形的情况下进行焊接，减小上侧梁焊接变形对侧板平面度的影响。
2.2下料工艺控制
流程：剪切→校平→压型→落料→矫正
在原有的工艺基础上增加矫正工序。由于压型导致的应力变形，使得落料后下侧板边缘处的直线度和平面度超差，而增加矫正工序后，可对直线度和平面度超差的料件进行矫正，有利于组对和减小变形。
2.3制定严格的组装焊接工艺
3 侧墙组焊时，先组焊侧墙背面，再组焊侧墙正面，组焊主要步骤为3.1-3.6。各步骤的主要焊缝顺序及焊接方向等应严格执行焊接工艺要求，对长直焊缝采用自动方式焊接，短小焊缝采用脉冲焊机手工焊接。
3.1 上侧梁组焊
上侧梁与上侧板的焊缝采用切割器小车进行焊接。焊接时应预置反变形，在专用工装上施焊。焊接顺序焊接方向见图二
图二 上侧梁焊接
3.2 背面（侧柱所在侧）焊——组焊下侧板与上侧板
侧板拼接缝采用自动焊小车进行焊接。下侧板拼接完成后，将与上侧板拼接位置（B）的焊缝打磨平5-8mm，端头成45°斜坡，防止交叉焊缝重叠引起余高超限。下图A处上、下侧板焊缝以及下侧板拼接焊缝应设置引、收弧板。焊后将上下侧板拼接焊缝与侧柱焊缝交叉处（C），打磨掉5-8mm，端头成45°斜坡，防止与侧柱焊缝交叉处重叠引起余高超限。焊接顺序及方向参见图三。
图三 侧板拼接
3.3 背面焊——组焊枕、侧柱
枕、侧柱焊缝采用自动焊进行焊接，焊接时两侧同时、同方向进行焊接，以减少焊接变形量。焊接顺序及方向参见下图。
图四 枕、侧柱焊接
3.4 背面焊——组焊封板
组焊封板时，先焊接封板与枕、侧柱焊缝，再焊接封板与侧板焊缝。焊缝序号1-5直线段采用自动焊接，其它采用手工脉冲焊接。焊缝起、收弧处应避开折弯处（B处）50mm以上。具体焊接顺序及方向参见图五。
图五 封板焊接 3.5 正面焊——焊接侧板拼接缝、组焊补强座 侧墙正面焊时，先下侧板拼接焊缝，焊接完成后将与上侧板拼接位置的焊缝打磨5-8mm，端头成45°斜坡，防止交叉焊缝重叠。焊后用等离子切掉下图A、B处的引、收弧板，并打磨平滑。下图中序号1-4焊缝可采用自动焊接，序号5-8焊缝采用手工脉冲焊接。具体焊接顺序及方向参见图六。
图六 侧板拼接缝及补强座焊接
3.6 组焊枕、侧柱磨耗板
焊接时严格控制组装间隙，焊后对起、收弧处及拐角处进行修磨，确保焊缝圆滑过渡。
3.7为满足焊接工艺要求，通过前期工艺试验，确定焊接参数如下表所示：
注：侧墙表面不锈钢应采用脉冲焊机焊接，以减少飞溅、提高外观焊缝成型质量。
4 结束语
采取上述工艺措施后，40t轴重矿石车侧墙焊接变形的到了有效控制，组装和焊接质量均满足了技术要求，同时实现了该车的批量生产。满足了客户的使用要求。
参考文献：
[1]GB/T5600.铁道货车通用技术条件.
[2]邓文英.金属工艺学（第四版），2006.
[3]陶治.材料成形技术基础，2002.
[4]田金柱.压力管道施工焊接质量控制，2006.
论文作者:谢新余
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/2
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