摘要：以陆运集装箱制冷机组的框架作为研究对象，因机组重量超过2吨，长、宽都超过2米，框架的结构强度及焊接质量，对机组的可靠性起到了举足轻重的作用。为防止焊接变形对框架强度以及机组其他零部件的安装产生不良影响，分别从框架钣金材料、焊接定位方式、焊接工序、焊接工装、结构设计、焊接工艺等因素进行研究分析，并最终顺利解决焊接变形的难题。
关键词：陆运集装箱制冷机组；结构强度；焊接变形；可靠性
引言
在国内陆地冷链运输市场飞速发展的背景下，陆运集装箱制冷机组具有很大的市场前景。但现在国内大部分市场一直被国外品牌（开利、冷王、大金）产品占据，因此急需开发一款可靠性高的产品，从而提高市场竞争力，并抢占国内冷链运输市场份额。但因其使用环境是颠簸、摇晃、恶劣的路况，以及机组上柴油发电机组带来的振动冲击，此双重因素决定了整机必须具备可靠的结构性能，而框架则是最重要的受力结构件。框架是全部由钣金件焊接而成，因此如何避免因焊接变形过大导致的焊接可靠性变差，成为了最关键的研究攻关点。
1 第一次焊接情况
1.1 首次试制时，框架焊接效果差，变形量大，无法满足图纸尺寸要求。
1.1.1 相邻钣金件之间的连接处缝隙过大。
1.1.2 框架四周变形量大，呈弧度形状。
图一 框架四周呈弧形
1.2 焊接变形原因分析
1.2.1 钣金件材料：使用2mm、4mm的热镀锌板折弯件，但因其表面镀锌，需要预先将焊接处打磨才能进行焊接，影响效率，且不适用于进行长焊缝的焊接。
1.2.2 焊接工装：框架属于空间结构，但焊接时只有一个支撑台工装，再没有任何用于定位、限位的工装，导致零件无法有效定位。
1.2.3 焊接方式：没有制定合理的焊接顺序，没有使用合理的焊接设备。
1.2.4 结构设计：相连接的零件之间缺少定位结构，影响焊接质量和效率。
1.3 焊接变形导致的不良影响
1.3.1 框架上有着很多的安装孔，用于机组上其他零部件的安装固定，若出现较大的焊接变形，则严重影响装配质量和效率，尤其是对于压缩机、电机、柴油发电机组、外观门体等关键零部件，会导致噪音、振动、使用可靠性等方面的异常，整机的外观也受影响。
1.3.2 焊接变形量大，也一定程度说明了框架本身存在质量缺陷，而陆地运输必然面对恶劣的路况，已存在的细微焊接缺陷都会被放大，从而导致严重的后果。
2 技术攻关方案
2.1 明确框架关键尺寸。在考虑实际焊接变形量、钣金件加工精度的前提下，确认实际可接受的误差大小，制定了框架焊接的关键尺寸控制表，用于焊接过程中的检验。
2.2 钣金件材料：不再使用热镀锌板，而是选用热轧钢板（酸洗），其焊接性能更加优良，不再需要进行表面镀层打磨，焊接后的变形量有较大改善，焊接效率也大大提升。
2.3 焊接工装：使用合适的工装，起到定位、限位、支撑的作用，以便保证框架的关键尺寸。
图二 “X”型工装件用于保证对角尺寸
2.4 焊接方式：全部使用氩弧焊的焊接方式。并根据零件受力情况，在满足强度要求的前提下，合理使用间断焊接，不再所有焊缝都是满焊。与此同时，制定合理的焊接顺序。
2.5 结构设计：为便于相邻零件间的搭接定位，通过设计凹凸台阶、卡扣等形式的结构，保证焊接精度。
3 第二次焊接情况
经过技术攻关，第二次框架焊接的效果已经有了非常大的改观，满足图纸尺寸要求。
图三 四周边框平整无变形
4 整机振动测试结果
根据企标，经过14个小时的垂直振动以及2个小时的水平振动测试，框架及整机结构完好无损，使用可靠性高。
图四 整体框架无变形，满足设计尺寸和强度要求
5 结论
经过重点对框架焊接进行技术攻关，解决了框架焊接变形大、强度不足的瓶颈问题。与此同时，在管路固定、门体固定等方面也进行了研究和验证，保证了整机结构的可靠性。对于自身来说，也增长了经验、丰富了专业知识面。
参考文献：
[1]王世良.机械制冷冷藏集装箱与运输[M].人民交通出版社，2005.
[2]吴昌林，张卫国，姜柳林.机械设计[M].华中科技大学出版社，2013.
[3]吴宗泽.机械设计师手册[M].机械工业出版社，2002.
论文作者:黎祥,黎俊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/11
标签：框架论文; 机组论文; 工装论文; 可靠性论文; 尺寸论文; 结构论文; 陆运论文; 《电力设备》2018年第20期论文;