略說高鐵骨架車體的結構
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公路、鐵路骨架車車體是箱梁式結構，車體總長12168mm，寬1067mm，車體距地面最高處485mm，前面有一個沖擊連接環(huán)，后面一個沖擊連接座，前后各一個牽引銷，12只集裝箱懸鎖。
2車體焊接時的問題
整個車體是一個箱梁式結構，內(nèi)部結構復雜，有很多縱橫加強板、加強梁。根據(jù)設計要求分段焊裝，最后總裝焊接。對每段的焊接質量控制必須嚴格，才能保證總體的尺寸誤差符合要求。因為在焊接過程中，車體受到局部不均勻的加熱與冷卻，焊接接頭各部位變形程度不同，由于焊件本身是一個整體，各部位是互相聯(lián)系，互相約束的，不能自由地伸縮，使焊縫區(qū)域產(chǎn)生大小不同的內(nèi)應力，導致產(chǎn)生不均勻的焊接變形。車體在焊接過程中可能產(chǎn)生變形的種類有：縱向收縮變形、橫向收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形和波浪變形。本車中彎曲變形和扭曲變形危害最大，而且也最難控制，焊接成形后將無法矯正，使車體報廢。
3焊接工藝過程及問題的解決
整車分前、中、后三大部分分段焊接，最后進行整體拼裝。每一段的焊裝都要依據(jù)圖樣尺寸做好裝配焊接工裝，工裝要保證較高的水平度，并固定在平臺上，使之有足夠的強度，然后將各段用卡具分別固定在工裝內(nèi)裝配焊接。嚴格執(zhí)行自檢、互檢、專檢的質量保證制度。前節(jié)前節(jié)長4067mm，
3.1前節(jié)
前節(jié)，有2片長加強板，2片腹板需通焊，2根橫加強梁，1個前沖擊牽引環(huán)，1個牽引銷，特別是下翼板鵝頸處板厚20mm，熱壓成型，彎曲成型尺寸公差及變形量一定要保證設計要求，尺寸不合格會造成裝配點固焊困難，強行裝配將會加大焊后變形量。焊接時，應先焊焊縫少的牽引銷和橫加強梁，再焊如圖2所示長的加強前節(jié)板、腹板，且采用對稱焊法，從中間向兩邊逐步退焊，以減小變形，最后焊接前沖擊牽引環(huán)。由于沖擊牽引環(huán)是鑄鋼件，又比較厚，需焊前加熱，首先用角磨機、鋼絲刷等工具清除焊口周圍20mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污等雜質，露出金屬光澤，然后把鑄鋼件預熱到204℃，用紅外測溫儀隨時多點測量至預定溫度。采用MAG焊方法，保護氣體為φ（Ar）80%+φ（CO2）20%，焊機型號為：松下KRⅡ-500型焊機。前沖擊牽引環(huán)按圖樣要求角焊后先進行磁粉探傷，檢驗合格后再按相關標準進行超聲波探傷，檢驗結果Ⅱ級合格，符合圖樣的技術要求。
3.2中節(jié)
中節(jié)相對比較長，為5305mm，中節(jié)示意圖如圖3所示。其由6根橫加強梁，2根縱加強梁，上下各1塊翼板，2塊腹板組成。應先焊短焊縫的6根橫加強梁，再焊縱加強梁，最后焊兩邊腹板。由于腹板較薄且長，為5mm厚，5305mm長，463mm高，所以焊后容易產(chǎn)生波浪變形，應該按圖樣尺寸用C形卡具把工件固定在工裝內(nèi)，然后采用斷續(xù)跳焊的方法（焊縫長400mm，焊縫間距400mm）。從兩邊對稱焊接，焊后冷卻至室溫后拆卸工裝卡具。
3.3后節(jié)
后節(jié)長2794mm，為1個牽引銷，圖4b為1個后沖擊牽引座，鑄鋼件需焊前預熱，焊接工藝參數(shù)與前節(jié)的沖擊牽引環(huán)基本相同，但后尾部有一些牽引連接裝置和尾部氣囊等裝配部件，需要注意裝配焊接順序，以免給后續(xù)工作帶來困難，尤其要在工裝內(nèi)用卡具固定裝配焊接，防止產(chǎn)生扭曲變形。
3.4總裝
將前、中、后三節(jié)按圖樣要求固定在裝配工裝內(nèi)，墊平，用卡具固定住，組對錯邊量，應符合設計要求≤1mm。焊前要將焊口周圍20mm范圍內(nèi)用角向磨機、鋼絲刷除銹、油污，直至露出金屬光澤，總裝時因前節(jié)下翼板是20mm，中節(jié)下翼板15mm，雙邊V形坡口。坡口間隙3~4mm，并預留反變形量。打底焊要求單面焊雙面成形，蓋面焊時不同板厚之間應平滑過渡。不能有尖角、咬邊等焊接缺陷。焊后超聲波探傷結果為Ⅱ級，合格。雙側腹板對接時在內(nèi)側加墊板，兩腹板之間留5mm的間隙，墊板應緊貼腹板，其間隙應≤1mm，腹板間焊縫應焊透，不得有咬邊、氣孔、裂紋、夾渣等缺陷。最后焊接集裝箱懸鎖，12只集裝箱懸鎖必須在同一水平面上，其水平公差為±2mm，橫尺寸及公差為（2160±2）mm，縱向尺寸及公差為（11985±3）mm，（5853±3）mm，對角線公差±5mm。實測后全部在允許的公差范圍之內(nèi)。
4車體焊接質量的控制措施
由于在車體箱形梁焊接生產(chǎn)中焊接變形種類較多，所以應遵守以下原則：
（1）須在各段專用裝配、焊接工裝內(nèi)點固焊、焊接，并保證工件在工裝內(nèi)平、正，符合圖樣尺寸，并用卡具夾緊，焊后冷卻至室溫方可拆卸。
（2）先焊短焊縫，如牽引銷、橫加強梁，后焊長焊縫，如縱加強梁、縱加強板，先焊焊縫多的部位，能對稱焊的盡量進行對稱焊，焊接方向應相同。
（3）鑄鋼件在加熱時應隨時用紅外測溫儀測量溫度，多點測量，要求均勻，保證預熱溫度準確達到工藝要求。
5結論
由于車體采用了MAG氣體保護焊以及分段焊接的工藝，故生產(chǎn)效率高，焊接質量好。分段焊接的優(yōu)點是能將焊接變形量控制在小區(qū)域內(nèi)，從而實現(xiàn)區(qū)域焊縫收縮時，焊接應力能在車體總裝前得到有效地釋放，避免了較大應力集中的產(chǎn)生與疊加，使車體的焊接變形量減小。通過采用焊接工裝、預留反變形量等有效的防變形措施，嚴格執(zhí)行焊接工藝規(guī)范，控制焊接順序，使得焊接質量完全滿足了國外客戶原圖樣的技術要求。實踐證明，要獲得優(yōu)良的質量，得到變形較小的車體，必須做到以下幾方面的要求：車體的分段裝配焊接要合理，需要有專用工裝；選用合理的焊接方法、焊接順序及焊接工藝參數(shù)；采用有效的防變形措施，根據(jù)每段結構不同的要求，選用相應合理的防變形卡具。樣車經(jīng)國外客戶監(jiān)理檢測合格，通過了該國鐵道部門認證，為企業(yè)的發(fā)展帶來一個嶄新的契機。牽引銷，后沖擊牽引座。
作者：宋思涵單位：長沙火車站
