低地板司機(jī)室組焊工藝

■ 陳江舟 丁潔瓊 彭劍 葛懷普

陳江舟：南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司，工程師，南京 江蘇，210031

丁潔瓊：南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司，工程師，南京 江蘇，210031

彭 劍：南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司，助理工程師，南京江蘇，210031

葛懷普：南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司，工程師，南京 江蘇，210031

目前，軌道車輛司機(jī)室骨架結(jié)構(gòu)主要有無底架開放式和有底架封閉式兩種。開放式司機(jī)室結(jié)構(gòu)簡單，有利于車輛輕量化，但組焊后外輪廓尺寸不易控制，吊運(yùn)過程中容易變形；封閉式司機(jī)室結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外輪廓尺寸易于保證，吊運(yùn)過程中不易變形。杭州地鐵1號線、蘇州地鐵1號線、南京地鐵10號線與深圳地鐵4號線等軌道車輛的司機(jī)室結(jié)構(gòu)采用有底架封閉式結(jié)構(gòu)。低地板有軌電車司機(jī)室采用有底架封閉式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，給司機(jī)室制造帶來一定困難。

1 司機(jī)室結(jié)構(gòu)簡介

低地板有軌電車司機(jī)室為全碳鋼焊接結(jié)構(gòu)，由鋼板成型后組焊而成，司機(jī)室有底架封閉式結(jié)構(gòu)主要由底架、防撞梁、門立柱與車頂組成（見圖1）。

2 司機(jī)室制造工藝分析

低地板有軌電車司機(jī)室與南京地鐵10號線軌道車輛的司機(jī)室骨架結(jié)構(gòu)類似，車體連掛方式也大致相似，是與車頂安裝座和底架端梁通過螺栓相連。

根據(jù)制造、運(yùn)用質(zhì)量問題統(tǒng)計(jì)分析和過程失效模式及影響分析（PFMEA），司機(jī)室組焊及連掛時(shí)出現(xiàn)的問題如下。（1）司機(jī)室連掛面與底架端梁、車頂安裝座貼合不嚴(yán)、間隙大，即司機(jī)室或車體連掛面的平面度可能超差；（2）司機(jī)室的連掛螺栓孔與車體的連掛螺栓孔對不齊，導(dǎo)致連掛失?。唬?）司機(jī)室骨架與外接設(shè)備（玻璃鋼面罩、門、車鉤、防爬器等）裝配存在問題。

針對低地板有軌電車司機(jī)室組焊問題，采取相應(yīng)工藝措施：一是制作司機(jī)室連掛面整體樣板。整體樣板采用機(jī)加工制作，保證整體樣板平面度和連掛孔位置相對；司機(jī)室總成時(shí)，采用樣板組裝焊接，交檢時(shí)采用樣板檢測。二是采用分解模塊化方式。將司機(jī)室分解成4大模塊分別進(jìn)行組焊后，再將4大模塊組合進(jìn)行司機(jī)室總成組焊，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，將司機(jī)室焊接變形分解到各個(gè)模塊進(jìn)行控制，有效控制了部件尺寸和質(zhì)量。三是嚴(yán)格執(zhí)行過程控制。在底架、防撞梁、車頂、門立柱組焊完成后，對其進(jìn)行檢測，不合格部件不得進(jìn)入司機(jī)室總成。四是司機(jī)室總成、檢測完后，采用樣板對司機(jī)室外接設(shè)備安裝座進(jìn)行空間定位和組焊，保證外接設(shè)備順利安裝。

3 司機(jī)室模塊化組焊工藝

司機(jī)室組焊采用模塊化工藝，將焊接變形分解到各個(gè)模塊上進(jìn)行有效控制，既可節(jié)約時(shí)間、增加效率，又可保證質(zhì)量。司機(jī)室組焊分為防撞梁、底架、車頂、門立柱和司機(jī)室總成5道工序。

（1）防撞梁（見圖2）組焊。防撞梁位于司機(jī)室前端，碰撞時(shí)起緩沖吸能作用。模塊重點(diǎn)控制后端寬度、上平面的平面度、外側(cè)面的外輪廓度。組焊中與組焊后采用外輪廓樣板檢測外輪廓度，采用檢測平臺檢測上平面的平面度。組焊完成后按圖紙尺寸對部件進(jìn)行檢測，合格后進(jìn)入下道工序。

圖1 司機(jī)室有底架封閉式結(jié)構(gòu)組成

圖2 防撞梁

（2）底架（見圖3）組焊。司機(jī)室底架由車鉤安裝座、防爬器安裝座、端梁、橫梁和縱梁等小部件組成，先將各小部件組焊好后再進(jìn)行底架的總組焊。底架位于司機(jī)室下端，起承載支撐作用。模塊重點(diǎn)控制2個(gè)防爬器的安裝座位置、車鉤安裝座與防爬器的安裝座位置、端梁連掛面的平面度和對中。組焊中與組焊后采用樣板檢測各小部件的形位公差，采用檢測平臺檢測平面度與高度。組焊完成后按圖紙尺寸對部件進(jìn)行檢測，合格后進(jìn)入下道工序。

（3）車頂（見圖4）組焊。司機(jī)室連掛座與車頂安裝座采用螺栓連接。模塊重點(diǎn)控制司機(jī)室車頂?shù)?個(gè)安裝孔間距及車頂上下平面的平面度，其對司機(jī)室連掛至關(guān)重要。組焊中與組焊后采用樣板檢測各部件的形位公差，采用檢測平臺檢測平面度與高度。組焊完成后按圖紙尺寸對部件進(jìn)行檢測，合格后進(jìn)入下道工序。

（4）門立柱（見圖5）成型和組焊。司機(jī)室有4根門立柱，焊接工作量較小，模塊重點(diǎn)控制折彎成型后的尺寸。

圖3 底架

圖4 車頂

圖5 門立柱

（5）司機(jī)室總成。司機(jī)室總成是將防撞梁、底架、車頂、4根門立柱與連接件等模塊組焊成一體，保證其尺寸和質(zhì)量至關(guān)重要。以司機(jī)室車頂和底架連掛等外接設(shè)備接口作定位基準(zhǔn)，采用一體化工裝進(jìn)行司機(jī)室總成組焊，將司機(jī)室車頂連掛安裝座與司機(jī)室端梁采用螺栓固定在一體化工裝上，保證連掛面尺寸精度。組裝完成后進(jìn)行檢測，合格后施焊。焊接采用對稱焊，焊后待司機(jī)室完全冷卻后松開夾具。

司機(jī)室骨架上安裝有很多外接設(shè)備，外接設(shè)備通過連接件與司機(jī)室骨架相連，因此對連接件的定位尺寸要求較高。為避免司機(jī)室焊接變形影響連接件定位尺寸，連接件焊接在司機(jī)室總成工序之后，其焊接對司機(jī)室影響較小，并能滿足外接設(shè)備的準(zhǔn)確安裝。

司機(jī)室總成完成后，對司機(jī)室整體尺寸進(jìn)行測量，測量在水平檢測平臺上進(jìn)行，待檢部位處于自由狀態(tài)下。重點(diǎn)關(guān)注部位是與司機(jī)室骨架連掛的接口尺寸（車頂接口尺寸、底架接口尺寸、側(cè)門接口尺寸、車鉤和防爬器接口尺寸、玻璃鋼面罩接口尺寸）。

4 結(jié)束語

低地板有軌電車司機(jī)室涉及到的零部件有上百種。從單件到小部件再到大部件，直至司機(jī)室總成，需要進(jìn)行大量焊接，整個(gè)司機(jī)室為全焊接結(jié)構(gòu)。因此，司機(jī)室各部件因焊接變形導(dǎo)致出現(xiàn)的外輪廓尺寸嚴(yán)重超差和外形扭曲問題，給司機(jī)室與外接設(shè)備的連接帶來困難。

通過對司機(jī)室及其各部件的分析，總結(jié)出一套模塊化組焊工藝，在保證焊接質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對司機(jī)室及其部件的焊接變形精確控制，保證了司機(jī)室各部件的裝配尺寸和司機(jī)室的外輪廓尺寸。

[1]王炎金. 鋁合金車體焊接工藝[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]于紅，宋興華. CRH380BL型高速動(dòng)車組司機(jī)室模塊化組焊工藝[J]. 金屬加工，2012(2)：50-52.