时速350公里中国标准动车组圆顶装配焊接尺寸控制

刘金友

摘要：350公里高速动车组大规模提能过程中，由于原材料尺寸偏差波动而造成采用相同的工艺手法组焊出的长圆顶轮廓尺寸偏差过大，理论公差-2~+2mm，造成调修困难，只能依靠对焊缝的返修才能得到合格的轮廓尺寸，而每返修一个长圆顶的一道焊缝，所需要的时间相当于组装焊接一个新的长圆顶，这就严重影响了长圆顶的生产周期。因此，解决了长圆顶外轮廓尺寸超差的问题，能大大调高长圆顶的生产效率。

关键词：间隙；点固；正装；反装；压卡

正文

自350公里标准动车组长圆顶生产以来，长圆顶外轮廓尺寸超差问题时有发生。长圆顶轮廓度超差问题作为质量工作重点攻关难点。生产过程中长圆顶轮廓尺寸超差问题呈上升趋势，长圆顶的返修工作量加大，返修一个长圆顶所需工时远超于生产一个长圆顶所需要的工时，同时严重制约着生产进度，而返修后的长圆顶强度也会相对低于一次焊接成型的长圆顶的强度。

现状：

长圆顶组焊过程分析

（1）工艺文件工作计划规定：反装使用4个压铁均匀压在工件中心，而通过现场调查分析，长圆顶装配需要根据型材装配后的具体间隙情况，采取相对应的压卡方式。

（2）长圆顶正装组焊工艺过程，经过现场观察分析，长圆顶的正装组焊过程，需要根据工件与工装支撑块之间的间隙大小，判断需要采取相应的压卡方式；

（3）长圆顶组焊装配时，对焊缝的焊前间隙大小掌握标准不统一，造成焊后长圆顶的变形量不一致；

（4）针对上述状况，现场缺少相关系统性技术指导文件，相关工艺文件中对长圆顶焊前间隙情况要求不明确；

（5）基于以上情况，不同的操作者装配完成的长圆顶，组焊后的轮廓尺寸合格率差别较大，造成整体合格率偏低。

原因：

通过以上调查分析可知，造成长圆顶外轮廓尺寸超差的原因有：

（1）型材原因：型材尺寸偏差不稳定，造成装配时，上下焊缝间隙不一致；

（2）操作原因：操作者在装配过程中，焊缝间隙大小不统一，存在较大的随意性。

（3）工艺技术原因：相关工艺文件中缺少对于长圆顶装配时，焊缝间隙大小的具体要求，现场缺少相关技术指导文件，工人操作行为缺乏约束条件；工作计划中对于长圆顶组焊的压卡方式要求过于简单，使操作者不能灵活根据现场实际情况采取相应的压卡方式。

方案：

对策：

1长圆顶型材焊前处理完成后，将三块型材组装到组焊胎上，首先保证组装后的型材与工装支撑块之间没有间隙。

2在保证装配后型材与工装支撑块贴严的情况下，对下列三种不同情况，采取行对应的装配点固间隙调整措施，及相对应的压卡方式。

（注：为方便分析，设定长圆顶点固前正装面焊缝间隙为0，反装焊缝间隙为X，设定点固前焊缝间隙为Y。）

装配过程中出现的三种情况：

（1）型材装配后0<X<0.8mm

（2）装配后焊缝间隙0.8mm<X

（3）装配后焊缝间隙X=0

下面分别对上述三种情况进行分析，制定相应方案

工艺方法：

（一）型材装配后X=0；

1反装点固及间隙调整

长圆顶装配后，开始对长圆顶进行点固，点固过程中，调整焊缝间隙，确保段焊前Y值0.7mm左右，段焊后Y值0.3mm左右。

2反装压卡方式

长圆顶装配、点固完成之后，对长圆顶进行压卡，长圆顶组焊反装使用工装大臂进行压卡，压卡位置在焊道的外侧，将4到5块1t压铁均匀摆放在长圆顶的正中间，（压铁数量取决于长圆顶的长度）。

3正装压卡方式

反装焊接完成后，对长圆顶进行翻转，入正装胎，对长圆顶进行压卡，使用大臂对焊缝两侧进行压紧，保证工件下表面与支撑块之间最大间隙5mm到6mm之间。

（二）型材装配后0<X<0.8mm

1装配及点固阶段

装配完毕后，在保证型材与工装支撑块贴严的前提下，对长圆顶进行点固，点固时，使用钢板尺以及不锈钢垫片调整焊缝间隙，必须保证点固前Y在0.8mm到1mm之间，点固完成后，Y为0.4mm到0.5mm之间

2反装压卡阶段

长圆顶装配、点固完成之后，需要对长圆顶进行压卡，长圆顶组焊反装使用工装大臂进行压卡，压卡位置在焊道的外侧。

3正装压卡阶段

反装焊接完成后，对长圆顶进行翻转，入正装胎，对长圆顶进行压卡，使用大臂进行压紧，保证压紧后工件下表面与工装支撑块之间最大间隙5mm到7mm。

（三）型材装配后X≥0.8mm

1反装点固及间隙调整

长圆顶装配后，开始对长圆顶进行点固，点固过程中，确保正装面焊缝间隙0.1mm到0.3mm，焊前Y≥1mm，焊后Y为0.8mm左右。

2反装压卡方式

长圆顶装配、点固完成之后，对长圆顶进行压卡，长圆顶组焊反装使用工装大臂进行压卡，压卡位置在焊道的外侧。

长圆顶反装压卡方式

3正装压卡方式

反装焊接完成后，对长圆顶进行翻转，入正装胎，对长圆顶进行压卡，使用大臂对焊缝两侧进行压紧，将4到5块1t压铁均匀摆放在长圆顶的正中间，（压铁数量取决于长圆顶的长度）。

总结

350公里标准动车组车体产品质量要求较高，长圆顶外轮廓弧度尺寸控制着整个车顶的焊接质量，长圆顶外轮廓尺寸超差会严重影响后道工序车顶组焊。攻关活动中，通过对装配、段焊点固、压卡位置及形式等环节的系统控制，经过近几个月对长圆顶的数据进行跟踪，现长圆顶交验合格率达100%，保证了长圆顶外轮廓尺寸在±2之内，达到了预期目标。