摘要：通过分析复兴号项目车顶结构，制定出了相应的控制方法，研究表明：控制方法可行，车顶制造组焊过程中遇到的车顶空调框整体下榻变形等问题，可以通过预制反变形、制定合理的焊接顺序、焊接方式、控制焊接热输入有效的消除这些问题。
关键词：复兴号动车组；车顶空调框；焊接变形；焊接热输入
一．前言
随着我国铁道装备的快速发展，国际订单日益增加。为了满足铁道装备环保低碳、节省能源、低重量、高质量、安全性等特点，轨道车辆公司开始使用质量轻，比强度大，耐腐蚀性强，韧塑性好且外型美观等优点的铝合金作为车体结构，并且在借鉴之前动车组铝合金车体铝结构成熟性与稳定性的基础上对铝合金车体结构进行了优化.“复兴号”是我国完全自主知识产权的中国标准动车组，他的成功研制生产，标志着铁路成套技术装备特别是高速动车组已经走在世界行进前列。但在TSD048项目制造过程中，车顶空调框焊接出现了焊接变形量大不易控制的问题，本文通过对车顶制造工艺过程进行分析，并制定了相应的制造工艺，工艺措施，有效的解决了焊接变形问题，为以后新型铝合金车体铝结构的制造生产奠定了基础。
二．概述
TSD048空调框组成与车顶组焊结构复杂、增加焊接连接件平面度、尺寸均不能满足使用，焊缝增多。除了空调框组成单件本身结构与以往其它项目不同外，空调框组焊到车顶组成的结构也与其它项目区别较大，以往项目是将空调框组成直接搭接到圆顶组成上进行角焊缝焊接，结构简单，由于圆顶组成属于机加工完成尺寸精度高空调框组焊简单；但TSD048项目在空调框与圆顶之间需要提前组焊空调框连接件，然后空调框组成再与空调框连接件进行组焊，使得装配繁琐焊接量增加。致使TSDO48铝合金车体车顶处的空调框在车顶附件胎位组焊完成后平面度超差，一般在下塌6-7mm，达不到3mm平面度的技术要求，造成交车困难，验收室人员多
次提出整改要求，但由于标动空调框结构和设计原因，一直没有得到解决，只能在车体总成后进行调修，在车体内部加两个顶稿向上支撑，外部用火焰加热焊缝。但调修难度大，操作不方便，并且内部段焊处打胶受影响，并且存在安全隐患，调修后效果不理想。
三．具体原因分析
1.TSD048空调框本身结构长度大、壁厚薄，整体结构“软”。由于TSD048项目空调框组成工件本身结构与以往其它项目区别较大，如下表所示。
表一：TSD048空调框长度及型材壁厚与其它项目对比
2.除了空调框组成单件本身结构与以往其它项目不同外，空调框组焊到车顶组成的结构也与其它项目区别较大，以往项目是将空调框（如图二）组成直接搭接到圆顶组成上进行角焊缝焊接，结构简单，由于圆顶组成属于机加工完成尺寸精度高空调框组焊简单；但TSD048项目在空调框与圆顶之间需要提前组焊（如图三）中9号件即空调框连接件，空调框组成再与空调框连接件进行组焊，如下图所示。与其它项目相比焊接量增加了很多。
图二：以往项目空调框组焊结构 图三：TSD048空调框组焊结构
其中，件号9本身为组焊件且高度尺寸98并没有公差约束，两端尺寸现场无法测量，经组焊第一列空调框发现，在保证工件9与圆顶外侧没有焊接错边的前提下组焊空调框后，由于件号9筋板高度不能满足装配要求导致空调框四角与边梁间隙2～5mm，无法密贴。
四．具体解决方法
我通过研究，多次试验，从车顶组装班组，开始控制空调框连接件的下平面度。在车顶附件班组，在正装时用顶稿加压铁控制长度方向上的变形，在反装打磨凳改装成简易工装，控制宽度方向上的变形量，取得了很好的效果，减少了工人的调修量，保证了产品质量。针对影响空调框平面度的主要问题，作出以下几点改进措施。
1.在车顶组成工序
通过调整焊接顺序，加辅助支撑，控制空调框连接件的平面度。其下表面的平面度控制在2mm以内，并只允许下榻（下榻可抵消在空调框焊接时的变形）
2.在车顶附件工序
正装点固后，在焊接长大焊缝前，采用两个顶稿支撑空调框中部，压铁压在空调框端部，来控制焊接变形的中部下榻问题。
3.在车顶附件反装工序
1）.利用两个打磨凳加两根横梁改装成的简易工装。
2）.配合F卡使用，向下做4-5mm的反变形，然后进行焊接。
结论
铝合金车体制造主要通过焊接完成，由于焊接为特殊的局部冶金过程，势必会造成焊接变形，在车顶制造组焊过程中，可以通过采用预制反变形、制定合理的焊接顺序、焊接方式、控制焊接热输入在车顶组成工序通过调整焊接顺序，加辅助支撑，控制空调框连接件的平面度。在车顶附件工序采用刚性固定法和反变形发基本可保证空调框焊后平面度在4mm以内。精益求精，不断完善，后期生产中多次实现平面度在2mm范围内.此操作方法克制了由于空调框型材薄，焊缝长，输入热量大焊接容易变形的技术难点，在班组经过使用后效果显著，操作简便，减轻了员工的劳动强度，减少了焊后的调修量，保证了产品质量，此方法可以在铝合金焊接方面得到广泛应用。
参考文献：
[1]刘志平.王立夫.铝合金部件焊接变形的产生及控制 2007.10
[2]铝合金焊接基础知识
[3]铝合金薄板焊接变形预防措施
论文作者:张立强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：空调论文; 车顶论文; 结构论文; 项目论文; 铝合金论文; 车体论文; 圆顶论文; 《基层建设》2019年第25期论文;