中国铁道车辆焊接制造技术及发展综述

中国铁道车辆

焊接制造技术及发展综述

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随

着国民经济的快速发展和人们物质生活水平的不断提高，人们对出行旅游的

theweldingmanufacturingtechnologyofChinarollingstocksandits

development

中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司

厉呈臣

弧、下部为矩形的封闭壳体。壳体内面或外面用纵向梁和横向梁柱加强，形成整体承载的合理结构。整个车体为板梁式侧壁底架共同承载结构，各部件主要由型钢、钢板及压型钢板组焊而成，主要材质为低合金耐候钢和普通碳钢。

２５型客车碳钢车体焊接制造的主要工艺流程如图１所示，底架牵枕缓焊接部分采用埋弧焊，侧墙（１、２位）、端墙（１、２位）、车顶焊接主要采用熔化极非惰性气体（ＣＯ２）保护焊。焊接时必须采用合理的焊接工装，主要应考虑坡口的角度、有无钝边、间隙是否合格；控制焊接过程中电流、电

端墙板、侧墙板、车顶板、纵向波纹地板和平地板，形成一个上部带圆

压是否符合工艺要求；焊后焊角大小是否符合图纸要求、焊角是否对称、

车辆制造厂应开发新型环保材料，选择合理的焊接方法，研制合理的焊接工艺，使用优秀的焊接员工和良好的焊接设备及工装，严格控制焊接过程，实施有效的质量检测，才能生产出优质的铁路车辆，从而推进我国铁路车辆焊接技术的发展。

要求也越来越高，因此给我国交通业带来了巨大的挑战，同时也给铁路车辆的生产带来了前所未有的机遇。由于铁路交通的自身优势，它必将成为人们工作和旅游出行的最佳选择，这就给车辆制造行业提出了更高的品质要求。车辆焊接技术作为车辆制造的关键技术之一，越来越受人们的关注。本文主要从铁路普通客车和高速动车组焊接制造技术、发展两方面进行论述。

１

１．１

普通客车车辆

碳钢车辆

目前，我国生产的铁路中低速客

车主要以２５型客车为主，２５型碳钢车体钢结构一般分为四大工艺部件，即底架、车顶、侧墙（１、２位）、端墙（１、２位）。２５型客车车体钢结构为全钢焊接结构，为无中梁薄壁筒形全钢焊接结构，在端墙、侧墙、车顶钢骨架外面和底架钢骨架上面分别焊有

作者简介：厉呈臣（１９８０－），男，硕士，毕业于长春工业大学机械专业，主要从事铁路车辆制造工艺工作。

现代焊接２００８年第８期总第６８期Ｊ－１

有无气孔等。要严格控制焊接变形，焊接装配时预留焊接收缩量。

为保证碳钢车辆的表面质量，焊后调修显得异常重要和关键。梁柱调修采用火焰低温加热进行调修，可用支杆进行辅助作业，为保证车体外皮的平面度，一般采用电磁火焰调修的方式，严格控制调修垫板的孔距，最后进行车辆的精细调修，平面度保证在１．５ｍｍ／ｍ以内。１．２１．２．１

不锈钢车辆简介

车体采用不锈钢材料是为了提高车体抗腐蚀能力，大大减轻车体重量，同时还可降低制造和维修费用、减少运行能耗，从而减少运行费用。车体采用不锈钢钢结构不是把碳钢改为不锈钢的简单置换，而是其结构设计较普通的碳钢车体有多项重大的改变，制造工艺也完全不同于碳钢车体。

目前，国内生产的不锈钢车辆采用的材料多为奥氏体不锈钢，少部分车辆采用铁素体不锈钢。不锈钢车辆因其有较好的撞击性能、轻量化、无须涂装、维护成本低等特点，已成为铁路车辆车体发展的重要方向。

为减小焊接变形和防止高温下不锈钢材料机械性能下降，不锈钢车体及其结构件设计多采用电阻点焊工艺设计，车体制造中大量采用电阻点焊技术。每次钢结构生产前，必须做众多的焊接接头试件，通过对接头试件力学性能的测试和焊点断面的破坏性试验来选定点焊的参数范围。不锈钢车体中侧墙板、端墙板、车顶板和地板等采用不锈钢薄板，一般厚度为１．０￣１．８ｍｍ，为增加刚度，这些薄板一般被滚轧成波纹板。此外，车体中

的梁柱普遍为冷压或冷弯型材，为增加刚度，这些型材断面都进行了专门设计。不锈钢表面光洁、美观，无须涂装处理，为保证外观质量，车体外墙板不能调修。１．２．２

不锈钢车辆焊接制造技术不锈钢车体制造基本由以下几部分组成，即底架、车顶、侧墙、端墙以及车体组装。其主要焊接工艺流程如下：

１．２．２．１底架：牵枕缓组焊→骨架组焊（点焊）→调修→安装波纹地板。

底架的主要受力部件底架端部牵枕缓与普通碳钢车基本相同，材料选用高强度的耐候钢板制造，主要采用气体保护焊进行焊接。底架其他部件均选用不锈钢材料，采用电阻点焊的焊接方法。耐候钢与不锈钢连接部分不能采用点焊进行焊接，主要采用手工电弧焊。１．２．２．２

车顶：骨架部件组成→骨架

组成→安装波纹顶板（点焊）→安装两次骨架。

车顶焊接一般采用正装胎位，弯梁与边梁采用龙门式双面点焊机点焊，弯梁与波纹顶板之间采用龙门式单面双点焊。波纹板与弯梁采用全自动车顶数控点焊机完成上述点焊连接。侧顶板与弯梁之间采用钳式点焊机焊接。１．２．２．３侧墙：骨架部件组成（点焊）→骨架组成→安装墙板（点焊）。

侧墙作为影响车体外观的重要部件，对焊接的要求更加严格，为保证侧墙的平面度，主要采用单面点焊的工艺进行焊接，焊接时主要由自动点焊机完成，严格控制焊接电流，减少热的输入量，保证侧墙的表面质量。１．２．２．４

端墙（二次骨架）：端墙骨

架组成→外板安装（点焊）。

端墙骨架的连接多采用熔化极惰性气体保护焊的焊接方式，端墙骨架与外皮板之间则采用点焊进行焊接，对焊接质量要求相对不高。１．２．２．５

车体组装：各部件送到车体

总成台位进行组焊（点焊）→调修→小件安装→交验。

车体各大部件完成后，将各大部件送至总组装胎位，装配时主要考虑车体底架的挠度，焊接时主要采用单面点焊的焊接方法，结构上难以处理的地方则采用环形焊或塞焊以保证车体的表面质量。１．２．３

存在的问题

由于不锈钢车体主要采用电阻点焊的焊接方法，所以对车辆的密封性有一定的影响。同时，电阻点焊过程是一个高度非线性、多变量藕合和大量随机不确定因素的过程，又由于点焊的形核处在封闭状态而无法直接观测，特征信号的提取相当困难，而且形核时间较短。焊接条件短时间的波动就会造成严重后果，对车体的表面质量有巨大的影响。

２

２．１

高速动车组铝合金车辆

简介

铝合金具有质量轻、耐腐蚀、外

观平整度好、容易制造复杂曲面、强度高等优点，于是铝合金型材在高速动车组车辆上得到了广泛的运用。近年来特别是进入２０世纪９０年代，与车体等长的多品种大型中空挤压型材的出现使铝合金成为生产高速列车的主导材料。铝合金车体的优势主要有简化制造工艺、减少许多小部件的制造过程、减少焊缝的数量与长度、节省

Ｊ－２现代焊接２００８年第８期总第６８期

面的氧化物，并防止在焊接过程中再次氧化。２．２．２．２

焊前准备

首先清理焊接区域，然后用风动角磨机配合不锈钢碗刷，对型材插接口位置进行打磨，去除铝合金型材表面的氧化膜，打磨宽度在１５￣２５ｍｍ范围内，在打磨区域内不允许有氧化膜。２．２．２．３

图２

铝合金车体焊接制造工艺流程

焊接过程

由于铝合金膨胀系数较大，焊接过程较长，焊接前使用工装夹具，对部件进行固定，控制焊接过程铝型材的变形量。在装夹过程中严格控 …… 此处隐藏：3722字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……