摘要：轻量化是现代轨道客车设计的重要目标，铝合金车体比钢车体轻30％左右。车体轻量化的设计既能节约能源，也能车辆的制动力减少从而改善车辆的动力性能，减少噪音，有利于减少公害，保护环境。而且铝合金的耐腐蚀性也比较高。具有长远的经济效益。尤其是进入21世纪以来，随着经济的快速发展，城市轨道交通也进入了大发展时期。许多城市选择建设地铁，而铝合金车体成为了许多城市的首选目标。
在城市轨道交通快速发展的今天，我们的铝合金车体制造技术足步走向成熟，也是轨道车辆制造中的重要一环，不仅要对各个尺寸进行控制更要对焊接变形要完全掌握，本文重点阐述的是车体合成过程中重点部位的组装过程的注意事项并对整车出现的技术问题进行简单的探讨
关键词：铝合金车体；组对；焊接顺序；尺寸控制
引言
随着经济的发展，我国城市化进程逐步加快，城市人口急剧增长。城市轨道交通建设也在快速发展，截止2017年末，共有34个城市开通轨道交通并投入运营，运营里程达5033公里；有62个城市的轨道交通线网规划获批，其中北京、广州、杭州规划线路投资均超过2000亿元，城市轨道交通的制造也进入了新的发展时期。
随着铝合金地铁车辆需求的增大，也使各大轨道交通制造企业需要越来越多的能熟练掌握操作技能的人才。随着现代技术飞速发展以及世界经济、产业结构的变化，职业技能岗位也发生了重大的变化。在新的形势下，经验丰富的技能人才在现代社会中重要性不断提升。
铝合金车体的发展历史
世界上最早采用铝合金车体是1952年的伦敦地铁。1954年，加拿大多伦多也采用了铝合金车体。20世纪60年代以后，德国科隆、波思的市郊电车以及该国的铁路客车也相继实现了铝合金化。1962年，日本从原联邦德国引进了铝合金车体车体技术，生产了日本最早的铝合金车体－山阳电车2000系。由于重量轻、密封及防腐性能好，铝合金车体得到了广泛应用。截至1991年日本的铝合金客车已经超过5000辆，欧洲已超过8000辆。在轻量化的车辆中铝合金车已经成为主流。
而我国对铝合金车体的研究起步比较晚。上个世纪90年代以后，随着经济的快速发展，上海1.2号线和广州1号线从德国共进口432辆铝合金地铁车，从而在国内也掀起了铝合金热。上海、广州、武汉等城市选定铝合金作为地铁车的主要材料，迅速发展地铁车市场，引导着国内轨道车辆制造企业积极投入到铝合金车体的研制中。
长客是国内铁路客车以及地铁车的重要生产基地。1989~1990年为北京地铁公司设计制造了1辆DK19型铝合金地铁车，它是我国第1辆铝合金客车，在该车采用了铝合金板梁焊接结构。在DK19的试制中积累了设计、制造的初步经验。
在“八五”期间，在铁道部的支持下，借鉴ICE高速客车的设计，长客于1997年试制出第1辆大断面型材结构的高速铝合金车体，并通过了静强度实验。该车的成功试制为我国铝合金车体的研制、开发打下了坚实的基础。
一、B型车车体总组成组对过程中的注意事项
1．检测工装挠度：工装预制挠度20mm，即为工装最高点与枕梁面的高度差，枕梁面为0点。为防止车体组焊后上翘严重，枕外4个支撑面与0点差为-2～-3mm，并且要在缓冲梁下表面加装一套下拉装置（工装本身没有，自制加装）。
2．把底架落入总组成工装时，注意所有的支撑面必须与底架贴严并用工装拉紧。
3．把各部件的中心线画出来，组对各部件时使用。
4．门口宽度调整时，要把门口宽度调整到+2～+3mm。主要是由于挠度的原因，导致局部位置有间隙。组对车顶时也是调整间隙的过程，把间隙调整到标准后，门口宽度尺寸会出现偏差，尤其是端部的4个门口。
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5．车顶点固后，测量车体在自由状态下各部位尺寸，并根据实际测量的结果开始做反变形。不能不知道尺寸盲目的做反变形，甚至会影响车的整体结构尺寸。而整体进行火焰调修，而调修的量过大，会改变焊缝的内部结构，时间长了，车体在长时间的震动下，焊缝有可能会出现裂纹。
6．组对端墙时，一定要把底架、端墙、车顶3个部件的中心重合上，并且要把确保端墙是相对垂直的。车体在焊接前，利用撑子撑在贯通道上方的横梁正中间的位置并向外做出3mm的反变形，控制端墙贯通道区域的平面度,使端墙平面度的合格率达到90%以上。
7．在正常的情况下焊接时，首先焊底架与侧墙外侧焊缝、之后焊车顶与侧墙内侧焊缝、其次焊车顶与侧墙外侧焊缝、最后底架与侧墙内侧焊缝。一定要在焊缝完全冷却后，才能对工装进行拆卸并出胎位。
二、B型车车体总组成难题解析
1．由于没有各部件专用的检测工装，而导致不是所有的尺寸都能检测出来。尤其是车顶甩头。在总组成组对过程中发现车顶甩头，应该怎么控制？具体如下：
2-1-1．在自由状态下测量车体对角线，知道差值后，首先用火焰调修的方法调相反方向的车顶边梁焊缝，并利用工装向相反的方向做反变形，而另一侧只需工装只需轻轻的带上就好。对角线的调整也要尽量做到差值为0。
2-1-2．之前的步骤做好后，再利用改变焊接顺序的方式把车体调正（首先焊接差值小的那侧的车顶与侧墙焊缝内侧焊缝，之后焊接底架与侧墙的焊缝）。按照这样的作业方法，端墙区域的对角线不会超过2mm，其他区域的对角线不会超过5mm。
2．车体宽度控制
改变调整做反变形的顺序，并在门口区域的侧墙立柱与车顶边梁位置加拉紧装置，并把中间没有机组平台位置的宽度，根据实际测量的尺寸调整到-20～-30mm（由于车顶的强度比较高，超差后火焰调修不容易，而且焊接小件时还会向外胀3mm）。没有机组的位置宽度尺寸15~20mm。其次做高度的反变形根据实际测量的结果进行调整，中间圆顶板5～10mm而平顶板处，有排风口所以做到8～15mm。最后做车体横断面对角线的反变形，利用撑子与拉子调整。
3．排水管焊后端墙产生裂纹
原因分析：端墙焊接时，由于结构的原因导致焊缝熔深不足，并且焊后还需要磨平。而焊接排水管时，产生的应力比较大，所以端墙的焊缝会产生裂纹。
解决措施：
2-3-1.研配端墙时侧墙立柱区域，要比车体的整体外轮廓小2mm，而端墙与底架、车顶连接位置与整体外轮廓一齐即可，并重新开45°坡口。
2-3-2.端墙焊接时一定要采用一个人对整个端墙进行焊接，这样能使焊接部位熔合的过程中受热均匀，焊接应力有效的释放。
2-3-3.组焊排水管前，要把排水管的坡口多开1mm，之后进行排水管焊接。裂纹得到了控制，通过率达到100%。
近年来，铝合金的焊接工艺在工业化生产过程中（如航天，铁路，公路，造船，生活器皿等）已经得到了广泛的运用但是由于铝独特的性能，在焊接应用中依然存在着一些问题，为了获得好的焊接质量，通过对焊接缺陷的研究及检测来控制质量。对铝合金焊接中产生的缺陷，如气孔，热裂纹，未焊透，未融合，夹渣，焊瘤，咬边等；对铝合金的性能，常用的焊接方法（TIG焊，MIG焊等），焊接电流，焊接条件的选择，焊前的清理（表面氧化膜的打磨，机械清理，化学清理），母材的选择，焊接过程中的问题，焊后的检测（表面检测和内部检测），缺陷的补救措施等的研究，实现焊接过程中以及焊后对焊件质量的保证，从而达到在生产中及生产后对焊件质量的控制，达到整个生产过程对焊件质量的保证。
在铝合金车体的制造中，车体的轻量化与铝合金车体节能降耗、提高安全系数具有显著作用，铝合金具有良好的成型性能和较好的强度、耐腐蚀性等优点，被越来越多地使用到轨道客车的制造中。而我们制造的地铁已经走出国门，迈向世界。接轨世界牵引未来将不是梦想。
论文作者:徐建,王立国
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/18
标签：车体论文; 铝合金论文; 车顶论文; 底架论文; 工装论文; 客车论文; 尺寸论文; 《基层建设》2019年第8期论文;