新西蘭機(jī)車司機(jī)室與底架裝配組焊工藝分析

李長(zhǎng)盛 陶佳

【摘 ?要】本文主要通過(guò)對(duì)新西蘭機(jī)車司機(jī)室裝配和底架裝配的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和裝配方式，通過(guò)對(duì)焊接方法、焊接材料及組焊工藝等方面進(jìn)行研究和實(shí)踐，總結(jié)出合理的焊接規(guī)范，并對(duì)制造過(guò)程中出現(xiàn)的工藝難點(diǎn)，采取了相應(yīng)的工藝措施，解決司機(jī)室與底架裝配組焊產(chǎn)生的錯(cuò)邊和間隙問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】司機(jī)室;底架;裝配方式;焊接規(guī)范

1 結(jié)構(gòu)分析

1.1 司機(jī)室結(jié)構(gòu)分析

新西蘭機(jī)車司機(jī)室由頂蓋、側(cè)墻、后墻及前臉等零部件構(gòu)成。各部件組焊構(gòu)成司機(jī)室鋼結(jié)構(gòu)裝配，因此嚴(yán)格控制各零部件組焊時(shí)的外形尺寸后才能保證司機(jī)室裝備組焊后的外形尺寸不超差，與底架貼合線距司機(jī)室中心線位置頂點(diǎn)298mm，貼合線尺寸2630mm。

1.2 底架的結(jié)構(gòu)分析

新西蘭機(jī)車底架是由端部、中梁、前旁承、后旁承、邊梁及柴油機(jī)座梁等零部件構(gòu)成。其中端部中的端板裝配是司機(jī)室與底架錯(cuò)邊問(wèn)題的關(guān)鍵，端板裝配中的端板尺寸應(yīng)保證2630mm。

1.3 司機(jī)室與底架裝配組焊結(jié)構(gòu)分析

新西蘭機(jī)車司機(jī)室裝配與底架裝配組焊結(jié)構(gòu)為司機(jī)室前端探出底架長(zhǎng)度為298mm，安裝防爬裝配。

2 工藝難點(diǎn)分析

（1）司機(jī)室前臉蒙皮是壓型件，兩個(gè)拐角是圓滑過(guò)渡，蒙皮板厚t=4mm，薄板焊接變形大等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致司機(jī)室整體組焊后，接觸線2630mm很難保證;司機(jī)室在后墻處寬度為2810mm，通過(guò)司機(jī)室側(cè)墻過(guò)渡變窄至貼合線寬度2630mm，保證司機(jī)室整體組對(duì)尺寸有一定難度。

（2）底架端部裝配中前端板在端部裝配組焊后焊接收縮量在4-6mm左右。經(jīng)實(shí)踐確定后，對(duì)前端板下料進(jìn)行放量。確保貼合線2630mm。組對(duì)間隙的大小，母材的可焊性和焊材的選用都是影響焊接變形的主要因素。

（3）新西蘭機(jī)車底架生產(chǎn)過(guò)程中，端部下?lián)?-6mm，而司機(jī)室底面平面度要求≤2mm/m2，因此在司機(jī)室與底架組焊時(shí)司機(jī)室底面與底架上平面會(huì)有間隙。

3 司機(jī)室與底架組焊工藝分析

（1）司機(jī)室后墻位置寬度為2810mm。通過(guò)司機(jī)室左右側(cè)墻過(guò)渡變窄，至司機(jī)室與底架貼合線位置寬度為2630mm。先通過(guò)定位裝置確定司機(jī)室前臉裝配位置，再通過(guò)定位裝置來(lái)確定司機(jī)室左右側(cè)墻位置，再定位司機(jī)室后墻，最后安裝司機(jī)室頂蓋及司機(jī)室前窗框。在上述組焊過(guò)程中，每一步通過(guò)專用的定位裝置保證組對(duì)尺寸，確保司機(jī)室的寬度尺寸滿足圖紙要求。

（2）在底架組對(duì)過(guò)程中保證底架裝配寬度2810±2mm，通過(guò)邊梁與端部裝配中的前端板裝配過(guò)渡銜接，在底架與司機(jī)室貼合線寬度2630mm。通過(guò)實(shí)踐總結(jié)，端部前端板焊接收縮量在4-6mm，因此在端部前端板組對(duì)時(shí)兩側(cè)堵板放量4mm，牽引梁左右兩側(cè)各2mm，實(shí)際組對(duì)時(shí)前端板裝配寬度尺寸2634mm，從而解決焊接收縮問(wèn)題，保證底架與司機(jī)室貼合線寬度2630mm。

（3）在底架撓度、直線度調(diào)整好后開(kāi)始總裝。在裝配司機(jī)室與底架時(shí)，司機(jī)室縱向中心線必須與底架縱向中心線重合。防止司機(jī)室與底架偏心，導(dǎo)致司機(jī)室與底架錯(cuò)邊。

（4）新西蘭機(jī)車底架生產(chǎn)過(guò)程中，端部下?lián)?-6mm，撓度須平滑過(guò)渡，禁止局部突起，防止司機(jī)室底面與底架上平面間隙過(guò)大。而司機(jī)室生產(chǎn)過(guò)程中，司機(jī)室左右側(cè)墻的蒙皮與底梁錯(cuò)邊≥2mm，。這樣可以有效的控制和便于調(diào)整司機(jī)室底面與底架上表面的間隙。

4 焊接工藝分析

4.1 材質(zhì)分析

新西蘭機(jī)車司機(jī)室和底架整體材質(zhì)大部分采用Q345E，它的綜合力學(xué)性能良好，低溫性能亦可，塑性和焊接性良好，可用于-40℃以下寒冷地區(qū)的各種結(jié)構(gòu)。

4.2 母材可焊性分析

Q345E鋼是常用的低合金結(jié)構(gòu)鋼，碳當(dāng)量為0.345%-0.491%，淬硬傾向比Q235鋼大一些，焊接時(shí)冷裂傾向也就大些。Q345E的化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見(jiàn)表1-1。

4.3 焊接材料選定

新西蘭機(jī)車司機(jī)室及底架大部分母材采用Q345E鋼，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇的焊絲型號(hào)為ER50-6;各別部件如防爬裝配母材材質(zhì)是Q460E，選用焊絲型號(hào)為ER55-D2。

4.4 焊接工藝參數(shù)的選定

正確合理的焊接工藝參數(shù)有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。焊接過(guò)程中，主要注意焊接電流、焊接電壓和焊接速度。同時(shí)焊槍指向、焊槍角度、焊槍擺動(dòng)、保護(hù)氣流量等因素也影響焊接質(zhì)量。具體分析如下：

（1）焊接電流能影響焊縫的余高和熔深。焊接電流增大時(shí)，焊縫的熔深和余高都有所增加。由于車體大部分板厚度為6mm，為了保證焊透，避免焊穿，電流必須選擇合適的規(guī)范，其范圍在180～220A之間。

（2）焊接電壓主要指的是電弧電壓。電弧電壓大小能改變電弧的長(zhǎng)度。CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，電弧電壓太低，焊絲將與焊接熔池發(fā)生固體短路，導(dǎo)致焊絲成段爆斷，焊接過(guò)程不穩(wěn)定，焊縫成形變差;電弧電壓過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致飛濺增大。在實(shí)際生產(chǎn)中我們還要考慮焊接位置、電網(wǎng)電壓波動(dòng)、焊工操作等因素來(lái)確定電弧電壓大小。

（3）焊接速度影響焊縫的熔寬與熔深。若焊速過(guò)高，易產(chǎn)生咬邊和未熔合等缺陷，焊縫成形變壞。因此，焊工必須根據(jù)實(shí)際情況，嚴(yán)格控制焊接速度280～300mm/min之間。

（4）焊槍的指向和擺動(dòng)主要依焊接位置為依據(jù)來(lái)調(diào)整，焊工的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)在實(shí)際生產(chǎn)中也有一定的影響。

（5）保護(hù)氣流量對(duì)焊縫質(zhì)量有很大影響，它直接影響保護(hù)效果。如果保護(hù)氣的流量不足，不能有效地保護(hù)焊接區(qū)域，焊縫易產(chǎn)生氣孔;氣體流量過(guò)大，浪費(fèi)氣體，氧化性增強(qiáng)，焊縫質(zhì)量下降，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出合適的規(guī)范為10～15L/min。

4.5 焊接順序的制定

焊接順序會(huì)對(duì)焊后應(yīng)力分布產(chǎn)生很大影響，焊接順序不合理會(huì)加大焊后應(yīng)力，造成原本較小的焊接變形在大的應(yīng)力下進(jìn)一步擴(kuò)展的現(xiàn)象。因此焊接順序?qū)刂坪附幼冃畏浅Ｖ匾?，正確的焊接順序能夠大大地減少焊后的焊接變形。在新西蘭機(jī)車各大部件組焊時(shí)，對(duì)長(zhǎng)焊縫應(yīng)采用兩名焊工對(duì)稱分散施焊的原則進(jìn)行焊接，避免焊接熱量過(guò)于集中，使熱量分布相對(duì)均勻，從而可以減小焊接變形。

5 結(jié)論和意見(jiàn)

5.1 嚴(yán)格控制零件下料尺寸;嚴(yán)格控制各部件組焊時(shí)的間隙，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求;制定合理的焊接規(guī)范;選取標(biāo)準(zhǔn)的焊材選擇;分析正確的焊接工藝，才能控制好焊接變形，保證部件組焊后外形尺寸，才能杜絕司機(jī)室與底架的錯(cuò)邊問(wèn)題。

5.2 通過(guò)實(shí)踐才能總結(jié)掌握正確焊接收縮量，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に嚪治鲋贫ê侠淼暮附臃帕拷鉀Q制新西蘭底架端部焊接收縮問(wèn)題，解決司機(jī)室與底架的錯(cuò)邊問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙熹華.焊接結(jié)構(gòu).哈爾濱工業(yè)大學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，1988.3

[2]周振豐.焊接冶金學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，1996

（作者單位：大連機(jī)車車輛有限公司）