摘要：自动化焊接技术具有能耗少、生产效率高、劳动强度低的优点，因其特殊的技术特性，其智能化与自动化程度相对较高，逐步成为转向架生产的核心技术之一。在精益生产的改革浪潮中，转向架的精加工愈来愈被重视，为了进一步提高车辆的稳定性和舒适性必须不断改变技术理念，在传统焊接技术的基础上推动先进技术的发展，提高转向架的生产效率，进而提升设备利用率。
关键词：转向架 自动焊接技术 精益生产
引言：
质量与效益永远是行业发展的基本目标，精益生产就是在恒定时间内保证产品质量的同时兼顾数量。目前我国正处于经济高速发展向高质量发展的关键转型期，国家对车辆生产的技术改革投入了大量精力，转向架作为车辆的基本零件具有支撑车体、传递牵引力和制动力的价值，如何在现有的技术条件下推动转向架的集约化发展是相关企业必须考虑的问题。
一、转向架自动焊接技术在精益生产中的应用现状
（一）工艺要求及特点
对自动焊接技术而言，最适合的作业方式是多位置变化、频繁起停弧、焊接过程全自动化，因此在精益生产思想的指导下，对转向架构架焊接的自动化设备必须灵活、多变，能适应各种作业条件，即使在外部条件较差的情况下也能适应多位置变化的要求。通常自动焊接设备带有变位机，通过智能识别了解转向架构架的周边环境，进而从外部轴实现内外轴的联动。转向架的组成相对复杂，按照技术应用方向可分为动车转向架和拖车转向架两种，但在基本构件上大同小异，都由基本构架、一系悬挂、二系悬挂、中央牵引单元等组成，具有如下图1所示。首灵活性与可达性要求，自动化焊接设备一般采用单焊枪焊接，毕竟自动设备的导向方式与一般车体焊接不同，它的激光跟踪方式与导向杆机械跟踪方式属于创新性设计。有时为了进一步实现填充量，可在单丝或双丝的基础上展开作业。转向架的综合结构比较复杂，涉及零件也较为多变，平直焊缝少，而钢材质比铝合金的导热性和高温粘性更差，故而在长时间内我国转向架自动焊接技术在精益生产中仍然以熔化焊接技术为主。
图1 转向架结构图
（二）应用水平
由图一可知，转向架的主要焊接部位在构架处，而构架通常由侧梁、横梁、纵向梁组成。从我国车辆生产技术的发展来看，自动焊接技术相对于发达国家尚处于落后阶段，在不同生产中的应用水平相差较多，但侧梁外侧长焊缝的焊接技术差异是并不大的。几乎目前国内所有的生产主机厂都能实现对侧梁的批量化焊接生产，由于受到内腔结构的限制，自动焊接技术主要存在于长客、四方等大型企业。横梁钢管对接结构与侧梁不同，在焊接过程中必须沿着轴向旋转，焊枪的姿态保持不变，属于较高层次的焊接技术，目前这种技术除了长客、唐车等大型企业存在外，在广东省的发展更为集成化，譬如株电公司积极吸纳外资，不断学习新的技术带动了广州周边地区焊接自动化的发展。钢管结构的横梁组成的主焊缝焊接也是转向架的重要组成部分，尤其在二系悬挂部分，其抗侧滚扭杆、调节系统、减震器都离不开钢管结构，从下图2可知，二系悬挂的附件诸多，像纵向梁、定位座、牵引梁等都离不开自动焊接的作业。
图2 二系悬挂组成部分
二、转向架自动焊接技术在精益生产中的展望
（一）发展趋势
为了不断满足人们对车辆的要求，转向架必将朝着大批量、多品种、高质量的趋势发展，未来焊接的自动化率会越来越普及，在精益生产改革的大潮下固定生产节拍，实现技术的快速切换，满足于不同场景对自动化焊接的需求。综合目前的技术发展层次分析，自动焊接技术在转向架的应用中会逐步朝着规模化、排布集中化、作用主导化的方向发展，技术发展必然从效率和效益两个方面出现，一方面要满足自动化焊接的优势，一方面要逐步提升焊接的自动化率。譬如，在西门子格拉茨工厂中早就提出要将转向架机械手焊接比例普及到百分之七十五以上，我国自动化技术发展虽然起步较慢，但一直奋起直追，可以预见未来我国转向架的焊接技术也会逐渐被自动化焊所替代。因此我们对焊接生产线、工位设置、组焊工艺都必须有充分的理解，将机械手焊的操作工序比例进行新的讨论。除此之外，在精益生产的要求下，自动焊接工序也会满足节拍化的生产要求，譬如广州株电公司已经研发了自动焊生产线，从焊接到工件装夹到最终运输始终保持恒定的生产节奏，同时还在批量生产的基础上搭建了信息化数据管理平台，可以对自动焊接机器人实行在线监控，对他们的作业记录、故障报修进行全程掌控。
（二）自动化焊接待解决的问题
1、设计结构问题
转向架的结构设计会直接影响自动焊接技术的应用程度，尤其在一些焊缝位置和结构的设计上，譬如将肋板坡口设置在内侧就比设置在外侧更影响焊枪的作业性质。在转向架的构架组成中，横梁钢管与侧梁焊缝会受到钢管的阻隔影响自动焊接的连续性。
2、焊接机器人操作技能问题
焊接机器人的操作技能问题主要表现在两方面，一方面是肋板端头处拐弯连续焊接的问题，保持焊接的连续性是自动化技术的难点，焊接机器人除了要保证焊接质量意外还要强调焊枪姿态，使焊接过程能保持顺畅，未来焊接机器人如何拐弯问题会成为研究重点。另一方面是堆角类焊缝自动化焊接问题，堆角类焊接的技术难度普遍偏高，尤其在横梁的组件中一般都要求实现堆角焊接，这部分堆角不仅在焊缝外观成形上要求高，对自动化设备的操作水平要求也很高，最难的地方在于如何保证横梁每层焊缝之间都能实现衔接，故而未来必将成为研究重点。
三、结语
转向架是影响车辆行驶的重要零件，其构架尺寸相对较小、结构较为复杂，故而给焊接技术带来了难点，我国的自动焊接技术虽然起步较晚，但在精益生产的指导下已经形成了规模化生产，自动化焊接率已达到百分之五十以上。未来转向架的自动焊接技术必将朝着设备规模化、排布集中化、作用主导化的方向发展。
参考文献：
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论文作者:莫朝卿
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
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