沙特通用平車車體制造工藝

陳文興 童 利 劉軍祥

（中車長江車輛有限公司，武漢 430212）

沙特通用平車車體制造工藝

陳文興 童 利 劉軍祥

（中車長江車輛有限公司，武漢 430212）

本文簡述沙特通用平車的主要結(jié)構(gòu)和基本尺寸，詳細闡述該車車體的制造工藝方法，分析主要制造難點，制訂有效的工藝措施，完成了該車的研制及批量生產(chǎn)工作。

沙特通用平車 車體 制造工藝

1 主要結(jié)構(gòu)特點及基本尺寸

沙特通用平車運行于沙特標(biāo)準(zhǔn)軌距（1435mm軌距）線路上，主要用于裝運25m長鋼軌。

該車主要由底架組成、擋墻組成、風(fēng)制動裝置、手制動裝置、車鉤緩沖裝置及轉(zhuǎn)向架等組成。

底架由中梁、側(cè)梁、枕梁、端梁、橫梁、地板等組成。中梁主要由中梁上蓋板、中梁下蓋板、中梁腹板等組焊而成，并采用整體鑄造心盤座、壓入式鍛造上心盤、整體式鑄造沖擊座；側(cè)梁為魚腹形結(jié)構(gòu)，采用09CuPCrNi-A耐大氣腐蝕的熱軋H型鋼；枕梁為雙腹板、單層上下蓋板組焊而成的變截面箱形結(jié)構(gòu)；大橫梁為工字形組焊結(jié)構(gòu)；底架上鋪有Q450NQR1高強度耐候鋼地板。

擋墻由底板、加強板、橫梁、縱梁、支撐、擋板等組成，底板采用16mm的板材壓型件；橫梁、縱梁、支撐采用符合GB/T 6729的矩形空心型鋼；擋板為10mm的板材，其上焊裝有起吊鉤，方便該裝置起吊移動。

風(fēng)制動裝置主要由ABDXE（疊加式）型控制閥、空重車調(diào)整裝置、雙室風(fēng)缸、均衡風(fēng)缸、CCID、電纜、折角塞門、組合式集塵器和制動管路等組成。手制動裝置主要由FSW型手制動機、手制動踏板、拉桿及滑輪等組成。

車鉤緩沖裝置主要由SF型車鉤、MT-2型緩沖器、Y45AE型鑄造鉤尾框、車鉤支撐座及彈簧、鉤尾框托板和車鉤提桿等組成。轉(zhuǎn)向架主要由搖枕、側(cè)架、輪對、軸承、一系軸箱懸掛裝置、二系懸掛及減振裝置、常接觸彈性旁承、柔性對角連接裝置、TMX單元制動裝置等組成。

車體基本尺寸如表1所示。

表1 車體基本尺寸

2 主要制造工藝

2.1 備料工藝要求

全部金屬型材、板材進行拋丸除銹預(yù)處理。

所有型鋼、板材以及配件下料后應(yīng)去毛刺、飛邊，對存在翹曲變形的需予以校直、調(diào)平。

配件運輸過程中，尤其對薄板等易變形件，須規(guī)范吊運、擺放正確，不得出現(xiàn)因擠壓、碰撞等造成的配件變形。

2.2 制造工藝

2.2.1 中梁組成制造工藝

中梁采用Q450NQR1高強度耐候鋼組焊成箱形變截面的魚腹形結(jié)構(gòu)，其組裝工藝流程圖如圖1所示。

圖1 組裝工藝流程圖

（1）中梁腹板拼接：中梁腹板拼接前保證枕梁間撓度控制在65mm，根部間隙1.5～3mm，板寬度方向錯邊量不超過1mm，厚度方向錯邊量不超過0.5mm。拼接完24小時后，對拼接焊縫進行超聲波探傷；

（2）中梁下蓋板拼接：中梁下蓋板拼接根部間隙1.5～3mm；板寬度方向錯邊量不超過1mm，厚度方向錯邊量不超過0.5mm。拼接完24小時后，對拼接焊縫進行超聲波探傷；

（3）中梁組裝（1）：該工序組裝中梁隔板、中梁下蓋板、中梁腹板。先將下蓋板調(diào)入胎模，利用胎模定位與隔板組焊好，再組裝中梁腹板。定位焊后，焊接所有平焊位置焊縫。組裝時，中間需要增加工藝撐，防止中梁腹板焊接波浪變形和保證中梁組裝尺寸。組裝時，利用胎模預(yù)制65mm上撓度。

（4）中梁翻焊（2）：該工序在中梁翻焊胎上翻轉(zhuǎn)中梁，在平焊位置焊接中梁隔板、中梁腹板焊縫以及牽引梁處中梁下蓋板與中梁腹板內(nèi)側(cè)坡口焊縫。焊接完后，打磨平整牽引梁處中梁下蓋板與中梁腹板內(nèi)側(cè)坡口焊縫。

（5）中梁組裝（2）：該工序組裝心盤座、沖擊座及支板組成（2）。先組裝心盤座，再以心盤座為基準(zhǔn)裝沖擊座，最后組裝支板組成（2）。組裝心盤座需要施加74～80t壓力，保證心盤座與下蓋板貼嚴(yán)。定位焊或焊接沖擊座與心盤座前，必須使用拷把對鑄件待焊接區(qū)域加熱，溫度控制在150～250℃。

（6）中梁翻焊（2）：先將中梁吊入中梁翻焊胎上翻轉(zhuǎn)中梁，在平焊位置焊接沖擊座、心盤座、支板組成（1）及支板組成（2）與腹板的焊縫，再組裝中間墊板。焊接沖擊座與心盤座前，必須使用拷把對鑄件待焊接區(qū)域加熱，溫度控制在150～250℃。

（7）上蓋板組裝：該工序組裝中梁上蓋板、支板組成（1）、中梁筋板等一些部件以及焊接下蓋板與腹板的外表焊縫，難點在于控制焊接變形。焊接變形主要表現(xiàn)出中梁下蓋板角變形和中梁整體變形（旁彎、扭曲）。為了控制中梁整體焊接變形，盡量保證對稱焊接。同時，為了防止?fàn)恳禾幭律w板變形，用反變形裝置將牽引梁處中梁下蓋板夾出一個反變形。

（8）中梁翻焊（3）：該工序主要焊接上蓋板與腹板的外表焊縫，難點在于控制焊接變形。焊接變形主要表現(xiàn)出中梁上角變形和中梁整體變形（旁彎、扭曲）。為了控制中梁整體焊接變形，盡量保證對稱焊接。

（9）上心盤組焊：該工序是組焊上心盤。先將上心盤利用千斤頂壓入心盤座，再焊接焊上心盤。由于上心盤與中梁下蓋板為環(huán)形焊縫，主要難點在于控制環(huán)形焊縫產(chǎn)生裂紋。焊接上心盤前，必須使用拷把對鑄件待焊接區(qū)域加熱，溫度控制在150～250℃。

（10）鉆孔交驗：該工序使用搖臂鉆鉆鉤托板孔、組裝心盤座磨耗板及沖擊座磨耗板。

2.2.2 底架組成制造工藝

底架為全鋼焊接結(jié)構(gòu)，由中梁、側(cè)梁、端梁、枕梁、大橫梁、小橫梁及鐵地板等組焊而成，同時在底架上焊有4個集裝箱鎖閉裝置。其組裝工藝流程圖如圖2所示。

圖2 組裝工藝流程圖

（1）底架組裝：該工序先將中梁吊入胎模，利用胎模固定（由于枕梁下蓋板與中梁下蓋板為對接，枕梁組成不能組裝成部件再組裝），然后依次組裝枕梁組成、端梁、小橫梁、大橫梁組成以及側(cè)梁。組裝完以上配件后，定位焊后焊接所有平焊縫。該工序的主要難點在于控制底架上平面的平面度小于等于1mm。

（2）骨架翻焊：該工序在骨架翻焊胎上焊接各梁與中、側(cè)梁其余焊縫。

（3）鎖座組裝：該工序組裝鎖座及部分底架附屬件，要求保證同一集裝箱所用鎖座孔中心及對角線尺寸，符合尺寸要求。

（4）地板組裝：該工序完成地板工藝件的組裝，并進行地板仰點焊接，要求地板鋼地板與各梁的間隙不得大于1mm，局部不大于1.5mm。

（5）底架翻焊：該工序完成地板與地板各梁的焊接，同時組焊剩余底架附屬件及上旁承。

（6）底架交驗：該工序完成底架組成的檢查及交驗。

3 主要制造難點及解決措施

3.1 中梁腹板及下蓋板的余量加放原則

由于中梁設(shè)計圖紙未考慮制作中梁撓度、加工余量和焊接收縮余量。因此，中梁腹板及下蓋板下料時必須在設(shè)計尺寸的基礎(chǔ)上加放焊接收縮余量及拼接加放余量。余量的加放原則是在中梁長度方向上加放焊接收縮余量，對需拼接的中梁另加放拼接加放余量。

（1）考慮中梁撓度。

（2）中梁的長度方向通常焊縫在施焊過程中會造成中梁長度方向收縮，因此腹板和下蓋板下料時，在長度方向上按0.5mm/m加放焊接補償量。

（3）由于拼接焊縫需要保證1.5～3mm間隙，所以對于拼接的腹板和下蓋板在下料時應(yīng)對每條對接焊縫放2mm余量。零部件的下料尺寸為加放焊接收縮余量確定的尺寸減去上述余量.為了保證中梁內(nèi)各道隔板及箱型梁外各連接板之間相對位置的正確，各余量要分別加放在各段中，而不能集中加放在一端。

3.2 中梁組焊變形控制

要求焊工人數(shù)為雙數(shù)，技術(shù)熟練、工作效率相差不大。焊接的總體要求為單位時間內(nèi)左右兩邊輸入的焊接熱量相同。

（1）控制焊腳尺寸，減少焊接熱輸入。制造中采用富氬氣體保護焊，可以減少焊接熱輸入，并容易控制焊腳尺寸，有利于減少腹板上隔板的角變形。

（2）分層分段跳焊。中梁內(nèi)部需兩名焊工同時施焊。施焊順序為：由中間向兩邊間隔施焊，每個隔板內(nèi)間斷施焊，每條焊縫根據(jù)板厚和焊縫高度要求分層分多次施焊。一般是先打底焊，然后再施蓋面焊。

（3）外部焊縫焊接。對稱焊縫對稱焊接，采用同向同步焊接時，由于中梁截面為左右對稱，采取同步對稱焊接使構(gòu)件受熱均勻，可最大程度地降低焊接應(yīng)力。

4 結(jié)語

本文通過試制和小批量生產(chǎn)的工藝分析和總結(jié)，優(yōu)化了工藝參數(shù)，改進了工藝方法，為今后類似結(jié)構(gòu)車型和部件的制造積累了經(jīng)驗。

The Manufacture Technology of Saudi General Flat Car Body

CHEN Wenxing, TONG Li, LIU Junxiang
(China Vehicle Changjiang Vehicle Co., Ltd., Wuhan 430212)

This paper briefly introduces the main structure and basic dimensions of Saudi Universal Flat Car, elaborates the manufacturing process of the car body, analyzes the main manufacturing difficulties, formulates the effective technological measures, and completes the development and mass production of the car.

saudi general purpose flat car, body, manufacturing process