客車側(cè)圍蒙皮生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

文/郭洋洋 李婷婷（安徽安凱汽車股份有限公司技術(shù)中心）

客車側(cè)圍蒙皮是客車車身外表面展示客車品質(zhì)、外觀美化和設(shè)計(jì)造型的重要平臺(tái)，其表面平整度決定了客車品質(zhì)和車身外觀造型的效果，高質(zhì)量的側(cè)圍蒙皮可有效提高密封、降噪、強(qiáng)度等車身性能。因此，客車側(cè)圍蒙皮的材料、結(jié)構(gòu)形式及生產(chǎn)工藝的選擇尤為重要。

一、側(cè)圍蒙皮生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀

目前主流客車企業(yè)的側(cè)圍蒙皮生產(chǎn)工藝為漲拉蒙皮點(diǎn)焊工藝，即側(cè)圍蒙皮經(jīng)漲拉后達(dá)到臨界塑性變形點(diǎn)，并貼緊車身骨架進(jìn)行點(diǎn)焊。工藝簡(jiǎn)單，易于批量生產(chǎn)，可操作性強(qiáng)。現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中由于所選擇的蒙皮材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及安裝方式的不同，也會(huì)采用其他生產(chǎn)工藝形式。

1.側(cè)圍蒙皮應(yīng)用材料

車身側(cè)圍蒙皮大多使用0.8～1.0mm 厚的鋼板，有冷軋鋼板和鍍鋅鋼板兩種。兩種鋼板的拉延、成形、焊接等機(jī)械加工性能都比較出色，冷軋鋼板成本低、耐腐蝕性能較差，鍍鋅鋼板耐腐蝕性能優(yōu)良但成本相對(duì)較高。冷軋鋼板在作為客車外蒙皮材料時(shí)必須進(jìn)行嚴(yán)格的防腐處理。

2.側(cè)圍蒙皮結(jié)構(gòu)形式

客車側(cè)圍蒙皮有應(yīng)力蒙皮及預(yù)應(yīng)力蒙皮兩種結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)力蒙皮的優(yōu)點(diǎn)是蒙皮與骨架共同參與承載，缺點(diǎn)是蒙皮平整度不夠光滑、平順，焊接時(shí)有熱變形，蒙皮松動(dòng)、變形；預(yù)應(yīng)力蒙皮的優(yōu)點(diǎn)是蒙皮表面光滑平順、平整度高，且蒙皮受到拉應(yīng)力，剛度較高，缺點(diǎn)是蒙皮不參與承受載荷，只是在骨架外表面起裝飾作用[1]。

應(yīng)力蒙皮由于其缺點(diǎn)較為明顯且難以克服，主流的客車企業(yè)已不再使用，一些規(guī)模較小、技術(shù)水平不高的小客車企業(yè)還在使用。預(yù)應(yīng)力蒙皮雖不參與承受載荷，但由于蒙皮受到拉應(yīng)力使得蒙皮剛度提升，降低了蒙皮在行駛中的振動(dòng)噪聲，且蒙皮表面光滑平順、平整度高，提高了車身外觀效果，成為目前客車側(cè)圍蒙皮應(yīng)用的主流。

3.側(cè)圍蒙皮安裝工藝

（1）側(cè)圍蒙皮漲拉工藝。側(cè)圍蒙皮漲拉工藝分類如圖1 所示，機(jī)械冷漲拉只在一些特殊結(jié)構(gòu)蒙皮車型才會(huì)使用，火焰漲拉因在生產(chǎn)中有較大安全隱患，目前已無(wú)應(yīng)用前景。本文重點(diǎn)討論液壓冷漲拉和電加熱漲拉兩種蒙皮生產(chǎn)工藝。

圖1 蒙皮漲拉工藝分類

液壓冷漲拉是指?jìng)?cè)圍蒙皮在常溫下通過(guò)機(jī)械力的作用，使側(cè)圍蒙皮達(dá)到工藝參數(shù)要求，再通過(guò)電阻點(diǎn)焊方式將蒙皮與骨架固定在一起的作業(yè)方式。其特點(diǎn)是設(shè)備操作過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)作業(yè)人員只需簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可勝任，同時(shí)漲拉后側(cè)圍蒙皮剛度較好，蒙皮表面光滑、平整。但缺點(diǎn)是側(cè)圍蒙皮兩端需額外增加200～300mm 長(zhǎng)度的蒙皮，材料利用率降低。

電加熱漲拉工藝是通過(guò)低電壓、大電流、大功率的電源來(lái)加熱蒙皮，再通過(guò)電阻點(diǎn)焊方式將蒙皮與骨架固定在一起的作業(yè)方式。其特點(diǎn)是蒙皮受熱均勻，漲拉后蒙皮板面平整，作業(yè)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高。同時(shí)相比于液壓冷漲拉，蒙皮利用率較高。但缺點(diǎn)是作業(yè)過(guò)程能耗高，受周圍氣候等環(huán)境因素影響大。

綜上，液壓冷漲拉和電加熱漲拉各有優(yōu)勢(shì)，均能得到較高品質(zhì)的側(cè)圍蒙皮?？蛙嚿a(chǎn)廠應(yīng)從所生產(chǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)出發(fā)，結(jié)合自身工藝能力、員工技能水平等情況靈活選擇漲拉工藝方式。

（2）漲拉工藝參數(shù)確定。在客車側(cè)圍蒙皮漲拉生產(chǎn)工藝中，蒙皮漲拉到何種程度、漲拉設(shè)備使用多大的漲拉力往往影響著客車側(cè)圍蒙皮的平整度。但實(shí)際生產(chǎn)中，操作人員多以眼觀、手感來(lái)確定蒙皮是否漲緊、挺括，缺乏定量約束。因此，需要在側(cè)圍蒙皮漲拉時(shí)給定約束條件。

根據(jù)日常生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出側(cè)圍蒙皮產(chǎn)生0.05%～0.1%的相對(duì)伸長(zhǎng)量時(shí)平整度及剛度均處在較好的程度。根據(jù)這個(gè)參數(shù)，可通過(guò)低碳鋼拉伸圖（F-△L 曲線）和胡克（Hookc）定律推導(dǎo)出使側(cè)圍蒙皮達(dá)到彈性極限（比例極限）時(shí)的漲拉力（F）和漲拉量（△L），F(xiàn) 和△L 就是所需要的側(cè)圍蒙皮漲拉作業(yè)中需確定的工藝參數(shù)。

（3）側(cè)圍蒙皮電阻焊。通常在側(cè)圍蒙皮點(diǎn)焊前，需對(duì)單面電阻焊機(jī)進(jìn)行試焊調(diào)試，其具體調(diào)試方式為：以鏨子頭部距離焊點(diǎn)16mm，鑿入試件焊點(diǎn)末端為準(zhǔn)，若焊點(diǎn)不發(fā)生剝離即為合格焊點(diǎn)，連續(xù)監(jiān)測(cè)兩點(diǎn)合格后方可進(jìn)行正常焊接，若焊點(diǎn)產(chǎn)生剝離，即需調(diào)整單面點(diǎn)焊機(jī)焊接電流、通電時(shí)間等參數(shù)并再次進(jìn)行試焊，直至滿足要求。

二、側(cè)圍蒙皮生產(chǎn)工藝未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

目前的蒙皮漲拉點(diǎn)焊工藝存在較多的缺陷：蒙皮焊點(diǎn)較多，導(dǎo)致焊接、打磨工作量大，涂裝刮灰量大；焊點(diǎn)處溫度相應(yīng)較高，冷卻到常溫時(shí)蒙皮會(huì)產(chǎn)生殘余收縮應(yīng)力，往往引起焊接變形，對(duì)蒙皮有較大損傷；蒙皮接縫難以控制，導(dǎo)致蒙皮局部不平整等。針對(duì)漲拉點(diǎn)焊工藝對(duì)側(cè)圍蒙皮的影響，各大客車企業(yè)已開(kāi)始積極探索新的客車側(cè)圍蒙皮制作工藝。

1.側(cè)圍蒙皮漲拉點(diǎn)焊自動(dòng)化

為減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，適應(yīng)批量、多車型自動(dòng)化柔性生產(chǎn)，客車側(cè)圍蒙皮自動(dòng)點(diǎn)焊設(shè)備成為側(cè)圍蒙皮機(jī)械化、自動(dòng)化關(guān)鍵設(shè)備，與側(cè)圍蒙皮拉伸設(shè)備配套使用完成側(cè)圍蒙皮漲拉點(diǎn)焊?？蛙噦?cè)圍蒙皮自動(dòng)點(diǎn)焊設(shè)備采用單面雙點(diǎn)電阻焊，各種參數(shù)可調(diào)，可滿足不同車型的自動(dòng)化柔性焊接，獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量和焊點(diǎn)分布，焊后蒙皮表面質(zhì)量高，極大提高生產(chǎn)效率[2]。

2.鋁合金材料蒙皮推廣

在生產(chǎn)材料中，鋁合金鋼板具有良好的剛度、強(qiáng)度和極高的耐腐蝕性，比同等體積鋼材重量輕，是一種極好的客車車身骨架生產(chǎn)材料。以往其成本較高、焊接性能較差等因素限制了其在客車車身領(lǐng)域的應(yīng)用，但隨著各客車企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，更高品質(zhì)的車身外觀越來(lái)越受到歡迎，鋁合金材料蒙皮正逐漸被客車企業(yè)接受。

3.側(cè)圍蒙皮粘接工藝

側(cè)圍蒙皮粘接工藝是在客車漲拉蒙皮工藝的基礎(chǔ)上拓展出來(lái)的一種新型工藝，它不同于漲拉蒙皮的剛性連接，采用一種剛性和柔性結(jié)合的新型工藝，可有效消除骨架與蒙皮存在的鼓動(dòng)聲，提高蒙皮平整度，與焊接技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)：整體強(qiáng)度較高，有均布應(yīng)力的作用；對(duì)振動(dòng)和噪聲有阻尼作用；對(duì)側(cè)圍骨架平面度誤差有補(bǔ)償作用；蒙皮具有更高的抗拉及抗剪切強(qiáng)度等等。采用蒙皮電泳粘接工藝，不僅能增強(qiáng)客車的密封性能，還能減少振動(dòng)、提高車身蒙皮平整度，最終提升車身整體外觀質(zhì)量。蒙皮粘接工藝因基材不同大致可分為傳統(tǒng)鋼制車身蒙皮粘接與鋁合金車身蒙皮粘接，更輕量化的鋁合金車身蒙皮粘接工藝更受青睞。

三、結(jié)語(yǔ)

影響車身蒙皮外觀質(zhì)量的因素有很多，各客車廠家應(yīng)根據(jù)自身工藝能力、員工技能水平選擇適合自身的生產(chǎn)工藝。在獲得高質(zhì)量的車身基礎(chǔ)上應(yīng)更進(jìn)一步探索、研究新的蒙皮生產(chǎn)工藝，提高我國(guó)的客車產(chǎn)品質(zhì)量。