◎文/陳飛(安徽安凱汽車股份有限公司)
隨著社會的進步,乘客乘坐客車不僅需要舒適,對客車外觀的顏值要求也提高了。外表蒙皮平整、油漆光亮給人帶來的直接感官比較好,因此,客車側圍蒙皮是提高整個客車顏值的關鍵。本文闡述生產(chǎn)實踐中控制客車側圍蒙皮平整度的方法,包括標準制定、外購件質(zhì)量控制、骨架精度控制、側圍蒙皮焊接工藝、新材料新工藝應用等。
蒙皮平整涉及的因素較多,對原材料的要求、轉運材料的要求、擺放要求、檢驗要求、影響蒙皮的內(nèi)部骨架控制要求,都需要制定相關的標準,通過標準來檢測控制這些影響因素,避免或減少對蒙皮的影響。
安凱公司制定了《客車用冷軋板技術要求》《車身側圍覆蓋件管理辦法》《車身側圍覆蓋件外觀質(zhì)量檢查標準》《車身側圍覆蓋件擺放工藝要求》《側圍腰梁公差標準》《側圍蒙皮冷熱漲拉延伸率范圍制定》等系列管理標準,來約束影響蒙皮平整的因素。下面從這些標準中選舉三項簡要說明。
客車用冷軋板適用于安凱公司采購的是厚度為0.6~3.0mm、寬度為700~1800mm的冷軋鋼板(含鍍鋅板),由冷軋鋼板定尺加工卷制而成的卷板材料(含鍍鋅板)以及以冷軋鋼板(含鍍鋅板)為原材料的二次加工件,《客車用冷軋板技術要求》中規(guī)定了冷軋鋼板的定義、分類和代號、尺寸、外形、重量以及允許偏差。
《車身側圍覆蓋件管理辦法》明確各單位對車身側圍覆蓋件的管理職責,并對職責提出相關要求。包括車身設計部門明確側圍蒙皮主要參數(shù),采購系統(tǒng)明確側圍蒙皮采購技術要求,質(zhì)量管理系統(tǒng)明確來料檢測控制要求,物料運輸部門明確轉運及防護要求,工藝部門明確涉及的轉運器具設計等。
《車身側圍覆蓋件外觀質(zhì)量檢查標準》規(guī)范了客車車身側圍蒙皮外觀檢驗判斷標準,涉及檢驗范圍、檢驗工具、檢驗環(huán)境、檢測方法及步驟、缺陷判斷等。
以上標準可以根據(jù)每個公司實際情況進行編寫,用于控制蒙皮在設計、采購、檢驗、轉運等各方面的影響因素。
多數(shù)客車廠家對側圍蒙皮和焊接車身的矩形管進行采購,對于這些采購的外購件質(zhì)量要求非常重要。影響側圍蒙皮的關鍵矩形管是側圍的腰梁,這是一條貫穿側圍的梁,直線度要求高。側圍腰梁長度誤差大,焊接變形量大,直接影響側圍蒙皮的平整度,安凱公司對此梁有專項要求,即“側圍腰梁公差標準”要求,采用自動直料機進行下料,有效地控制側圍腰梁的精度。對于側圍蒙皮除了需要參考《客車用冷軋板技術要求》進行采購外,還需側圍轉運工裝,設計并制作側圍蒙皮轉運工裝,將蒙皮在貨架上分隔開,杜絕因轉運導致側圍蒙皮的不平整。
車身骨架制作的精度對側圍蒙皮平整有直接影響,需要整理出影響側圍蒙皮平整度的關鍵點及側圍骨架經(jīng)常出現(xiàn)的問題點,要求側圍骨架總成全工裝夾具制作,尤其對側圍腰梁焊接使用夾緊裝置進行重點控制,同時將工裝夾具使用狀況列入每月工藝紀律檢查項進行公布。
側圍下腰梁下端折彎件的焊接直接影響側圍蒙皮平整度,但此折彎件焊接難以控制,需要設計焊接輔助工裝,有效地控制側圍腰梁折彎件的焊接精度,保證側圍蒙皮的焊接質(zhì)量控制;骨架精度測量方面,要對影響側圍大板蒙皮焊接的關鍵骨架尺寸、焊接飛濺、焊疤打磨、骨架校正點等進行測量及檢查,形成反饋機制,及時通知焊裝車間進行實時整改。
側圍蒙皮采用電阻點焊,焊點的谷形焊接收縮變形太大會引起側圍大板蒙皮的波浪形變形,因此點焊的焊接工藝規(guī)范非常重要。根據(jù)焊接理論,點焊焊接變形主要影響因素有焊接電流、焊接時間、焊接工作、電極端面的幾何尺寸等。經(jīng)過研究探索,規(guī)范了焊接的工藝參數(shù)及方法,優(yōu)化了工藝方法。一是在保證焊接強度的基礎上采用小焊點,即把點焊電極的直徑設定在5~7mm,作業(yè)時如電極的直徑超過7mm,則必須打磨修正后才可以繼續(xù)[1];二是在確保焊接焊點強度的基礎上,盡可能地加大焊點間距,點焊的間距為60mm±10mm;三是對現(xiàn)有蒙皮先剪口再漲拉造成蒙皮漲拉受力不均問題進行處理,要求統(tǒng)一進行初步漲拉后再剪口焊接。剪裁位置在止口處與部分車身位置(門立柱、側圍蒙皮與蒙皮對接處)干涉部位。
焊接順序?qū)附拥淖冃斡绊戄^大,尤其是側圍蒙皮的焊接。為此,根據(jù)工藝驗證,最終確定了最優(yōu)的側圍大板焊接順序(參見圖1):上端前、后蒙皮焊點——上端往內(nèi)第二焊點——下端前、后蒙皮焊點——下端往內(nèi)第二焊點——上端中間焊點——下端中間焊點。
圖1 焊接順序示意圖
一般客車公司使用傳統(tǒng)的硬發(fā)泡,高溫高壓反應過程中容易引起側圍蒙皮鼓脹、凹陷,影響車身的平整度;水性發(fā)泡可隨車輛外圍結構熱脹冷縮變形而彈性變形,從而不會出現(xiàn)應力集中所導致的側圍蒙皮的變形。對于鋁合金蒙皮不能采用發(fā)泡,使用海綿填充側圍。
一般營運車側圍骨架斜撐與側圍蒙皮之間有間隙,側圍蒙皮焊接時在側圍腰梁間斜撐上貼西卡SikaBaffle-229膨脹膠條;經(jīng)過電泳高溫后膠條膨脹,使斜撐與側圍蒙皮貼合,起到支撐作用,提高側圍大板蒙皮的平整度[2]。
圖2 側圍膨脹膠條使用示意圖
電泳時,電泳液體對蒙皮產(chǎn)生一定的沖擊,會對內(nèi)部沒有骨架支撐的側圍面產(chǎn)生應力,當電泳后經(jīng)行冷卻,沒采用內(nèi)部支撐的蒙皮大面會發(fā)生應力收縮造成的凹陷。在側圍后輪區(qū)上部常有凹坑,出現(xiàn)較為頻繁,電泳后需要現(xiàn)場進行校正,校正較為困難。針對這一現(xiàn)象,在側圍后輪區(qū)內(nèi)粘貼補強膠片,焊裝補強膠片是由合成橡膠和環(huán)氧樹脂混合而成的一種新型補強材料,用于車門、車身側圍等關鍵部位的補強。經(jīng)過電泳烘烤后加熱可在粘貼部位固化,起到車身補強、減振的作用,能夠顯著提升車身的剛性,減小蒙皮應力變形[3]。
對標準制定、外購件質(zhì)量控制、骨架精度控制、側圍蒙皮焊接工藝、新材料新工藝應用等方面進行控制,對客車側圍蒙皮平整水平提升起到一定作用。隨著科技發(fā)展,更多的方法、工藝以及新材料的應用,必將不斷提升客車側圍蒙皮平整水平。