溫州城軌不銹鋼車輛鼓型側(cè)墻弧焊工藝研究
至德鋼業(yè)之前介紹了溫州城軌不銹鋼車輛鼓型側(cè)墻弧焊工藝的研究過程及成果,通過選用合適的焊接工藝對城軌不銹鋼車輛側(cè)墻進(jìn)行焊接,很好地控制了不銹鋼車輛側(cè)墻變形程度,選定出了適合該側(cè)墻焊接的工藝方法,制定出了不銹鋼車輛鼓型側(cè)墻弧焊工藝。溫州城軌不銹鋼車輛因其較好的撞擊吸能特性、防火安全性、輕量化和維護(hù)成本低等特點(diǎn),已成為重要的發(fā)展方向之一,城軌不銹鋼車輛側(cè)墻從外形上主要分為兩種形式:一是梯型側(cè)墻;二是鼓型側(cè)墻。相對于梯形側(cè)墻,鼓型側(cè)墻客室內(nèi)部擁有更大的空間。從焊接工藝考慮,鼓型側(cè)墻相對梯形側(cè)墻在外形輪廓度、平面度控制上對工藝要求更加嚴(yán)苛。浙江至德鋼業(yè)有限公司拉合爾不銹鋼地鐵項(xiàng)目為例,探討不銹鋼車輛鼓型弧焊側(cè)墻制造工藝。
一、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析
拉合爾側(cè)墻主要由三塊大側(cè)墻單元、兩塊小側(cè)墻單元和門框組成,側(cè)墻單元由側(cè)墻骨架和側(cè)墻蒙皮通過電阻點(diǎn)焊構(gòu)成,側(cè)墻骨架由橫梁和立柱通過插接弧焊的方式得到。橫梁、立柱選用厚度1mm或1.5mm,材質(zhì)為SUS301L的不銹鋼管。和公司生產(chǎn)的安卡拉項(xiàng)目側(cè)墻相比,兩者均為鼓形側(cè)墻,基于車輛輕量化考慮,拉合爾側(cè)墻取消了點(diǎn)焊立體接頭等設(shè)計(jì),側(cè)墻骨架焊接方式由電阻點(diǎn)焊改為弧焊,同時減小了側(cè)墻骨架板材厚度。拉合爾側(cè)墻制造過程主要分為側(cè)墻骨架組焊、側(cè)墻單元組焊、側(cè)墻總成和側(cè)墻附件組焊。
二、工藝難點(diǎn)分析及控制措施
側(cè)墻輪廓度、平面度是不銹鋼側(cè)墻制造的技術(shù)難點(diǎn),其主要影響因素為焊接變形。本項(xiàng)目側(cè)墻骨架工序采用弧焊方式,熱輸入大,側(cè)墻骨架在焊后變形大。側(cè)墻單元、側(cè)墻總成工序主要為點(diǎn)焊工藝,熱輸入小,焊后變形相對較小。因此影響不銹鋼側(cè)墻外表質(zhì)量的主要工序?yàn)閭?cè)墻骨架組焊工序。各工序的主要控制措施如下:
2.1 來料質(zhì)量控制
時立柱下邊緣和工裝下表面不能完全貼合,立柱和橫梁形成錯邊。如果角度過小,即邊緣上翹,后續(xù)蒙皮和骨架點(diǎn)焊時,蒙皮和立柱上翹的兩邊緣之間形成應(yīng)力集中,蒙皮表面會出現(xiàn)凹坑。
2.2 骨架裝配控制
側(cè)墻骨架裝配質(zhì)量直接決定側(cè)墻單元的輪廓度及平面度。由于側(cè)墻骨架的橫梁與立柱采用弧焊連接,大量的熱量聚集在焊縫區(qū)域,使焊接之后的骨架會發(fā)生變形,需要通過工裝采取反變形的方法來控制焊接變形。側(cè)墻骨架工裝對于保證骨架的平面度和輪廓度非常重要,其主要實(shí)現(xiàn)以下作用:1.在橫梁方向設(shè)計(jì)反變形,減少側(cè)墻骨架焊接之后的變形量;2.為了保證骨架縱向的輪廓度,工裝立柱方向的輪廓設(shè)置需要和側(cè)墻立柱保持一致;3.設(shè)計(jì)拉緊塊,使立柱、橫梁插接裝配后和工裝表面緊密貼合?;谝陨纤悸吩O(shè)計(jì)工裝如圖。
2.3 骨架弧焊控制
為了減少焊接變形,需要控制各焊縫的焊接方法和焊接順序。采用立向下的焊接方式,熱輸入量較少,形成的焊角較小,能夠有效地控制焊接變形。根據(jù)對稱原則,從中間向兩端完成橫梁與立柱的焊縫焊接。為減小焊接時骨架的整體變形,可在側(cè)墻骨架組焊時分別添加通長梁點(diǎn)固,加強(qiáng)橫梁懸臂部分和大側(cè)墻上部小縱梁的剛性,側(cè)墻單元組焊完成后切除通長梁,不影響后續(xù)工藝。
2.4 側(cè)墻骨架調(diào)修
上述方法焊接后,使用專門的輪廓度模板和塞尺測得骨架組焊后橫梁和立柱錯邊量在0.4mm左右,需要用工具將其校正為0.2mm以內(nèi)(否則側(cè)墻單元點(diǎn)焊完畢后表面平整度差)。骨架組焊完成后,由于焊接變形,側(cè)墻骨架的平面度、輪廓度的誤差大,必須通過火焰調(diào)修的方法使側(cè)墻平面度控制在1.5mm以內(nèi),輪廓度控制在1mm以內(nèi)。因側(cè)墻主要由1~2mm不銹鋼薄板組成,產(chǎn)生的變形主要為彎曲變形或波浪變形,故一般采用點(diǎn)狀加熱法。為提高矯正速度,避免冷卻后加熱處產(chǎn)生小泡突起,每加熱完一個點(diǎn)后,應(yīng)立即使用銅錘敲打該加熱點(diǎn)周圍,在敲打的同時,里面需要鋼板頂住,敲打結(jié)束時應(yīng)立即澆冷水冷卻。
2.5 側(cè)墻單元組焊
側(cè)墻骨架調(diào)修合格后,需在蒙皮臺位與蒙皮進(jìn)行電阻點(diǎn)焊,完成側(cè)墻單元組焊。為防止蒙皮鼓包,點(diǎn)焊順序應(yīng)為從側(cè)墻中間向側(cè)墻兩邊進(jìn)行。同時根據(jù)實(shí)際制造經(jīng)驗(yàn)。先進(jìn)行側(cè)墻窗下部分點(diǎn)焊,再進(jìn)行側(cè)墻窗上部分點(diǎn)焊,焊接完成后,側(cè)墻輪廓度及平面度較好。側(cè)墻單元脫胎后,需再一次使用專用輪廓度模板檢測側(cè)墻單元輪廓度,如有超差,需在后續(xù)工序中采取工藝措施進(jìn)行調(diào)整。
2.6 側(cè)墻總成和附件組焊
側(cè)墻總成工序分別為門框吊裝、側(cè)墻單元吊裝、側(cè)墻總體撓度設(shè)置、設(shè)備點(diǎn)焊和其他弧焊。為便于后續(xù)車體總成組焊中側(cè)墻與底架的連接,側(cè)墻必須設(shè)置與底架撓度相匹配的撓度值。如果側(cè)墻撓度與底架撓度不匹配,造成側(cè)墻中部區(qū)域懸空(門立柱底部和底架邊梁出現(xiàn)間隙),車體組焊時為了裝配需要,強(qiáng)制下壓側(cè)墻,易導(dǎo)致側(cè)墻蒙皮鼓包,影響側(cè)墻外觀質(zhì)量。為了防止側(cè)墻蒙皮下部鼓包的現(xiàn)象,須使側(cè)墻撓度與底架的撓度匹配。采用以側(cè)墻窗框中心線為基準(zhǔn)、側(cè)墻下方定位調(diào)節(jié)的方法設(shè)置側(cè)墻撓度。通過采取以上措施,側(cè)墻平面度可控制在1.5mm以內(nèi),輪廓度控制在1mm以內(nèi)。解決了側(cè)墻外表面焊接變形嚴(yán)重、鼓包等不美觀的問題。為后續(xù)不銹鋼鼓型側(cè)墻弧焊工藝提供解決措施,具有一定的指導(dǎo)意義。
本文標(biāo)簽:不銹鋼焊接
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