張念祎 劉俊鋒

摘要：本文針對(duì)新一代高速動(dòng)車組項(xiàng)目新型自動(dòng)化液壓工裝對(duì)鋁合金車體側(cè)墻撓度的影響入手，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)，總結(jié)出了側(cè)墻撓度變化對(duì)車體整體撓度的關(guān)系，并給出了最佳側(cè)墻撓度范圍值。

關(guān)鍵詞：CRH380項(xiàng)目;鋁合金車體;側(cè)墻;撓度

1 ?前言

新一代高速動(dòng)車組（CRH380）是我國目前最先進(jìn)的分散動(dòng)力型高速動(dòng)車組，其持續(xù)運(yùn)營時(shí)速350公里，試驗(yàn)時(shí)速超過400公里，是世界上商業(yè)運(yùn)營速度最快、科技含量最高、系統(tǒng)匹配最優(yōu)的動(dòng)車組，我公司目前承擔(dān)了CRH380BL、CRH380B（高寒車）、CRH380CL（日立系統(tǒng)）這三個(gè)平臺(tái)的高速動(dòng)車組的生產(chǎn)。目前，出于輕量化的考慮，高速動(dòng)車組基本全部采用鋁合金車體，生產(chǎn)時(shí)需各類大型設(shè)備、工裝、工具配合，其生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜、生產(chǎn)周期長，是技術(shù)含量很高的產(chǎn)品，在各大高速動(dòng)車組制造商的生產(chǎn)份額中都占有重要地位。

2 ?新一代高速動(dòng)車組鋁合金車體的側(cè)墻制造技術(shù)概述

2.1 ?側(cè)墻制造基本工藝流程

2.1.1 側(cè)墻結(jié)構(gòu)

新一代高速動(dòng)車組的鋁合金車體的側(cè)墻由5塊型材組成，其結(jié)構(gòu)是典型的閉式型材側(cè)墻。

2.2.2 側(cè)墻制造工藝流程

由于側(cè)墻是閉式型材組焊而成，因此工藝方法基本為正、反裝組焊及機(jī)械加工端頭及窗口

2.2 側(cè)墻撓度

2.2.1 側(cè)墻預(yù)制撓度

在側(cè)墻正裝組對(duì)的過程中，首先將側(cè)墻定位點(diǎn)在縱向調(diào)成一撓度曲線，撓度曲線以側(cè)墻中心為零點(diǎn)，向兩側(cè)遞減，以形成一定的撓度，該撓度被稱為預(yù)制撓度。預(yù)制撓度主要是為了保證在車體總組成過程中，側(cè)墻與底架之間的焊縫能夠保持零間隙，保證自動(dòng)焊順利進(jìn)行。

2.2.2 側(cè)墻撓度

側(cè)墻撓度就是在組焊完成后的撓度。由于型材存在彈性及焊接后的一定變形，因此預(yù)制撓度并不一定等于側(cè)墻撓度，為了保證其后車體總組成工序的順利進(jìn)行，需要通過精密儀器（如Leica測(cè)量?jī)x等）對(duì)側(cè)墻撓度進(jìn)行測(cè)量及記錄，方便車體總組成工序參考。

3 新一代高速動(dòng)車組側(cè)墻撓度研究的意義

新一代高速動(dòng)車組（CRH380）的側(cè)墻撓度是首次利用全自動(dòng)化工裝進(jìn)行生產(chǎn)的，因此摸索出一系列準(zhǔn)確有效的側(cè)墻撓度范圍值是非常有效且有意義的，因?yàn)檫@不僅可以為今后的全自動(dòng)化工裝生產(chǎn)的后續(xù)側(cè)墻、車體等產(chǎn)品提供有效的技術(shù)支撐，而且還可以對(duì)其后其它項(xiàng)目提供一套研究方法和參考數(shù)據(jù)。

4 新一代高速動(dòng)車組側(cè)墻撓度研究的試驗(yàn)方案

側(cè)墻撓度主要與預(yù)制撓度有關(guān)，而預(yù)制撓度取決于工裝定位及頂進(jìn)距離有關(guān)，所以針對(duì)側(cè)墻撓度我們只選取預(yù)制撓度、側(cè)墻撓度兩個(gè)值進(jìn)行測(cè)量和記錄。另外，側(cè)墻撓度主要為配合后續(xù)車體總組成的進(jìn)行，而且最終車體撓度也與側(cè)墻撓度有很大關(guān)系，所以我們也測(cè)量和記錄與試驗(yàn)用側(cè)墻配套的車體撓度來考察撓度值對(duì)車體最終撓度的影響，從而確認(rèn)一個(gè)最佳的側(cè)墻撓度范圍值。

4.1 工裝定位和頂進(jìn)距離

由于工裝定位及頂進(jìn)距離每次變化都與預(yù)制撓度有關(guān)，所以該值不測(cè)量，只用預(yù)制撓度來同步表示。

4.2 預(yù)制撓度

預(yù)制撓度需要進(jìn)行記錄，以作參考，該值量綱為1mm，同樣記錄32個(gè)側(cè)墻的值。

4.3 側(cè)墻撓度

側(cè)墻撓度是焊后的最終值，該值我們選取焊后的測(cè)量值來作為數(shù)據(jù)參考，該值量綱為0.1mm，同樣記錄32個(gè)側(cè)墻的值。

4.4 車體撓度

車體撓度與以上值對(duì)應(yīng)，該值量綱為0.1mm，記錄16臺(tái)車（對(duì)應(yīng)以上試驗(yàn)的32個(gè)側(cè)墻）的值。

5 試驗(yàn)結(jié)果及分析

5.1 試驗(yàn)記錄匯總

在經(jīng)過一列車（16輛車體，32個(gè)側(cè)墻）的試驗(yàn)后，基本試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果關(guān)聯(lián)表如表1所示。

5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著預(yù)制撓度值由6mm到10mm的逐漸提高，側(cè)墻的撓度也基本呈上升提高趨勢(shì)，同時(shí)車體撓度也隨之提高。由于最終車體撓度為檢測(cè)尺寸，其要求的范圍值為（+8，0）mm，因此目前的所有的預(yù)置撓度值并沒有造成后續(xù)的車體撓度超差。但是，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)而言，我們需要的最終車體撓度值范圍應(yīng)該是在（+3，+5）mm區(qū)間內(nèi)是比較合理的。因?yàn)樵谄渌恢玫母郊附踊蛘{(diào)修的條件下，在這個(gè)范圍值內(nèi)的車體撓度變化不容易超差，比較適合鋁合金車體現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工的情況。通過比較以上預(yù)制撓度值，可以得出8或9mm是比較合適的預(yù)制撓度值。

另外，通過觀察數(shù)據(jù)第13、19、25、30項(xiàng)的側(cè)墻或車體撓度值可以發(fā)現(xiàn)，存在尺寸問題并經(jīng)過火焰調(diào)修的側(cè)墻或車體，其撓度值都會(huì)發(fā)生變化，而且其變化規(guī)律不可尋，說明不同的調(diào)修位置對(duì)撓度變化的影響是不一致的，這方面的問題需要后續(xù)的研究來再次的探索規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)。

6 試驗(yàn)結(jié)論

（1）預(yù)制撓度與側(cè)墻撓度、車體撓度的變化是正比關(guān)系;

（2）側(cè)墻最佳預(yù)制撓度值為8或9mm。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳祝年.焊接工程師手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010

[3]周萬盛、姚君山. 鋁及鋁合金的焊接. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009

（作者單位：中車長春軌道客車股份有限公司）