新型动车组端墙平面度控制方法创新研究

新型动车组端墙平面度控制方法创新研究

平瑶陈光洋吴磊

关键词：高速动车组端墙装配方法焊接变形

一、设计结构

本目端墙组成部件分五种，主要由端墙板、内弯梁、端角柱、车顶连接梁、侧弯梁、盖板及附件构成，主要焊缝形式为8V和5Y，首辆车生产时，设计图纸要求端墙内风挡安装区域平面度为距门口400mm范围内不超过1.5mm，端墙外风挡安装座整体平面度不超过4mm，端墙组成整体平面度不超过4mm。

端墙部件平面度要求范围较大，且无法通过现有工具有效测量，确定最终的端墙平面度标准：内风挡安装区域平面度为距两侧门口295mm范围内不超过1.5mm，距上门口330mm范围内不超过1.5mm；外风挡安装座分三个模块测量，每个模块内平面度不超过2.5mm。

二、研究方法

1、端墙组焊工装改善

原始的端墙组焊胎在左右侧弯梁的位置共有两个顶紧丝杠，顶紧点在左右侧弯梁的两端，这样的顶紧丝杠布置不利于侧弯梁焊接时中部向外变形的控制，会造成端墙外轮廓向外凸起，使用轮廓样板测量为“—”值，超过公差要求，且无法调修。与工装厂家沟通，决定在左右侧弯梁中部位置增加一根丝杠，丝杠高度方向与左右侧弯梁厚度放行中心对齐，焊接时起到向内顶紧的作用。

端墙组焊胎装配左右侧弯梁时，左右侧弯梁下方由旋转工装压臂支撑，左右侧弯梁能支撑的宽度约35mm，为了配合与上表面压臂对齐支撑，原始压臂支撑座会跨过左右侧弯梁与盖板之间的8V焊缝，影响焊接的同时也缩减了左右侧弯梁下放的支撑力。改善后的结构，把支撑压臂调整到合适的长度，支撑座换为小直径。

2、左右侧弯梁装配

样装左右侧弯梁，测量侧弯梁与车顶连接梁、端角柱5Y焊缝错边量，此处要求不超过1mm，当出现错边超差时，需打磨侧弯梁，直至满足错边量小于1mm为止。

侧弯梁入胎装配，使用前文中提到的优化后的工装丝杠顶紧侧弯梁，测量侧弯梁与车顶连接梁和端角柱接口处平面度，依据摸索出的经验，此处控制标准要求不超过2mm。当出现超过2mm情况时，工装丝杠配合撬棍调整，合格后查看8V焊缝间隙，不足4mm使打磨坡口。待盖板装配完成后，使用水平尺、塞尺整体测量端角柱、盖板、侧弯梁三者之间平面度，依据摸索经验，此平面度需控制在1mm范围内。

3、端墙组成焊接

原始焊接顺序大致为返装先打底焊接5Y、3Y等接口处的短焊缝，然后打底焊接8V长焊缝，翻转工件，打底、填充、盖面焊接另一面所有焊缝，再次翻转工件填充、盖面焊接焊缝。此种焊接顺序不利于控制车顶连接梁的变形，平面5Y、3Y焊缝由于工装和错边的影响不利于焊接，多次出现片面度超差情况。

通过摸索，确定合理的焊接顺序，最大程度上控制焊接变形，改善后的焊接顺序整体思路为：首先打底焊接部分侧弯梁与车顶连接梁5Y焊缝，然后打底、填充焊接8V长焊缝，再次焊接剩余的8V短焊缝；翻转工件，按照上面顺序打底、填充、盖面焊接反面对应焊缝；再次翻转工件，盖面焊接正面焊缝。这样的焊接顺序最大程度的实现热输入量正反面均分的目的，减小焊接变形。

三、结论

跟踪测量端墙组成装配过程控制尺寸和出胎平面度，记录如下：

部件号\测量点侧弯梁与左端角柱接口处侧弯梁与左车顶梁接口处车顶梁中部侧弯梁与右车顶梁接口处侧弯梁与右车顶梁接口处

通过上表可知，严格按照摸索经验数值操作（即焊缝间隙约4mm，焊缝错边不超过1mm，车顶连接梁中部与端墙区域配装平面度控制不超过1mm，车顶连接梁两端与端墙板区域平面度控制不超过2mm，侧弯梁与车顶连接梁、端角柱接口区域平面度控制不超过2mm，端角柱、盖板、侧弯梁三者之间平面度不超过1mm），可以控制端墙整体平面度不超过4mm，产品质量合格，且随着批量生产，平面度尺寸控制进度越来越好。改善工装压卡方式和位置，减少装配过程中借助外力的顶紧工作，明确装配控制重点和尺寸要求，让操作员工有据可查，减少询问和反复尝试的时间，优化焊接顺序，有效控制焊接变形，减少铣开焊缝返修的时间，端墙出胎后整体平面度不超过3mm，减少端墙组成调修的时间，保证产品质量的同时，提高生产效率。

参考文献：

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