梁玉姣　李維

摘要：CRH380B高速動車組項目，鋁合金車體對于列車運營安全性能起到至關(guān)重要的作用，其外形輪廓是經(jīng)過多次試驗與仿真之后完善出的最優(yōu)尺寸，如何在生產(chǎn)過程中制造出滿足設(shè)計尺寸要求的車體輪廓，需要在不斷總結(jié)實際生產(chǎn)經(jīng)驗操作方法的同時改進裝配工藝和焊接方法。其中，車頂組成在鋁合金車體部件當中制約著車體外形輪廓，決定車體的高度和寬度。車頂組成由邊頂和圓頂焊接構(gòu)成，邊頂屬于拉伸型材，尺寸精度較高，圓頂由3塊型材焊接構(gòu)成，由于焊接變形的影響，致使關(guān)鍵尺寸在公差范圍內(nèi)不斷變化，給車頂裝配帶來巨大難度。為了生產(chǎn)出滿足車體裝配使用的車頂產(chǎn)品，需要根據(jù)不同的圓頂尺寸采取相對應(yīng)的裝配方法，克服因公差累計造成的困難。經(jīng)過長時間的摸索和總結(jié)，確定一套完整的車頂裝配尺寸對應(yīng)關(guān)系，針對不同的圓頂輪廓調(diào)整搭接量、C槽間距等。關(guān)鍵詞：高速動車紐；車頂裝配；搭接量；適應(yīng)性

1 高速動車組車頂結(jié)構(gòu)

CRH380B項目高速動車組，按照設(shè)計結(jié)構(gòu)車頂共分5種車型，主要由邊頂、圓頂、端頂、平頂、空調(diào)框等部件組成，其中圓頂與圓邊頂搭接z3角焊縫，平頂與平邊頂搭接a5角焊縫，均由CLOOS雙槍自動焊接設(shè)備進行焊接。在軌道交通行業(yè)里，雙槍焊接機器人一般用來焊接大部件的對稱長焊縫，以控制焊接變形的均勻，雙槍焊接時，對稱焊縫的冷卻時間、約束度等基本一致，所有焊接變形也相差不大，因此使用CLOOS設(shè)備焊接車頂長大焊縫可以最大化保證車頂?shù)膶ΨQ性。

2 車頂裝配工藝適應(yīng)性改進

以頭車為例，邊頂左、圓頂左、圓頂中、圓頂右、邊頂右共5塊型材均為拉伸型材，尺寸精度較高。其中圓頂左、圓頂中、圓頂右3塊型材裝配焊接成長圓頂，雖然采取合理的組焊工裝以及焊接方法和參數(shù)，但依然無法保證圓頂輪廓尺寸的高精度，焊接部件與拉伸型材部件的尺寸精確度相差很多，焊接完成后采用火焰調(diào)修的方式提高圓頂輪廓尺寸精度，可以控制公差為±2mm。

車頂裝配主要是裝配圓頂和邊頂，調(diào)整圓頂與邊頂之間的搭接尺寸和搭接角度，其中搭接尺寸可以通過F卡等專用工具進行調(diào)整，操作難度較小，不易出現(xiàn)特殊問題，而邊頂與圓頂?shù)拇罱娱g隙問題是車頂裝配的主要難度，無論從操作難度和工藝標準上都是車頂組裝工序的重點。

圓頂與邊頂搭接斷面，從機械設(shè)計角度來說此種設(shè)計結(jié)構(gòu)屬于雙重約束，只有在理想狀態(tài)下可以實現(xiàn)，在實際生產(chǎn)中無法實現(xiàn)正、反裝都是0間隙的目標。因此，在高速動車組車頂裝配過程中只能盡量調(diào)整搭接間隙，努力實現(xiàn)0間隙配合。

車頂部件重點控制的是弧度和寬度（弧度約束的是圓弧的半徑，寬度約束的是圓弧的弦長），由于在弧長一定的條件下可以轉(zhuǎn)變成一定半徑和弦長的圓弧，高速動車組車頂鋁合金材質(zhì)可以通過火焰調(diào)修的方式改變弧度半徑及弦長。因此，在車頂裝配調(diào)整搭接間隙時，需要確保圓頂與邊頂組成弧長尺寸與理論尺寸相同，改變圓頂與邊頂之間的相對角度，改變圓弧半徑的同時也減小了車頂內(nèi)側(cè)的搭接間隙，依照上述原理就可以實現(xiàn)車頂適應(yīng)性裝配。

調(diào)整車頂搭接間隙的具體操作方法：裝配前測量圓頂寬度，即圓頂反裝最外側(cè)的兩根C槽間距，依據(jù)圓頂C槽間距尺寸，可以得到圓頂?shù)南议L和寬度情況，在裝配邊頂調(diào)整邊頂與圓頂搭接量時做參考，制作35×39×60mm鋁塊，將此鋁塊放置在圓頂?shù)耐鈧?cè)，吊運邊頂入胎時可以拖住邊頂下滑，測量邊頂與圓頂外側(cè)C槽距離，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值使用F卡、尼龍錘等工具調(diào)整搭接量，搭接量調(diào)整合適就可以保證圓頂與邊頂組成的圓弧弧長合格，查看邊頂與圓頂反裝搭接間隙，在邊頂定位塊與車頂組焊工裝之間用F卡支撐，頂起邊頂定位鋁塊，改變邊頂與圓頂之間的相對角度，頂起過程中不斷觀察邊頂與圓頂搭接間隙，當小于0.5mm時停止操作，壓緊工裝壓卡，手3ZMIG進行段焊鎖定。此時車頂弦長尺寸過小，需要在車頂反裝長大焊縫焊接完成后在邊頂C槽上加橫向支撐，向外撐車頂寬度，直至弦長尺寸滿足公差要求，然后反裝車頂進行正裝焊接。

裝配前測量圓頂內(nèi)側(cè)C槽尺寸和外形輪廓，根據(jù)長時間總結(jié)，圓頂C槽間距在2491～2497mm之間變動，了解車頂裝配前信息之后，使用F卡調(diào)整圓頂與邊頂?shù)拇罱恿浚鶕?jù)不同情況控制搭接量在19～22mm之間，針對不同的X值，調(diào)整Y、Z值，使之滿足車頂弦長尺寸。

此外，車頂組裝胎位分布在CLOOS自動焊接機械手兩側(cè)，并且焊接設(shè)備需要旋轉(zhuǎn)才能焊接兩側(cè)胎位的車頂，因此存在從車頂一位端至二位端和二位端至一位端的兩種情況。由于焊接收弧方向熱量高于起弧方向，相對應(yīng)的變形更大，如果CLOOS設(shè)備從車頂一位端至二位端焊接，需要在二位端收弧方向適當?shù)姆糯蟠罱恿?，約0.5～1mm之間，如果從二位端至一位端方向焊接，由于一位端存在空調(diào)框開闊型腔，對于焊接變形有制約作用，無需放大搭接量，上述提到的放量需要在實際生產(chǎn)中進行摸索與總結(jié)，并且不斷完善，本文不再進行詳細論述。

3 結(jié)論

根據(jù)長時間車頂裝配經(jīng)驗得知，圓頂弧度+1mm、內(nèi)側(cè)C槽間距2495 mm為最合適的圓頂部件，已經(jīng)反饋相關(guān)工序追求最優(yōu)的產(chǎn)品。但是由于物料存在公差以及焊接間隙的調(diào)整，很難達到最優(yōu)化的圓頂產(chǎn)品，因此只能通過調(diào)整車頂裝配關(guān)鍵尺寸來消化因公差累計造成的裝配難度。總結(jié)出上述尺寸對應(yīng)關(guān)系與控制重點，無需再出現(xiàn)尺寸變化較大的圓頂時不知所措，甚至出現(xiàn)車頂弧度無法調(diào)修的現(xiàn)象。