文／王斌，孫麗華，袁志偉·中車戚墅堰機(jī)車有限公司機(jī)車制造公司

出口非洲尼日利亞國(guó)家的貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車制造時(shí)，公司針對(duì)非洲的高溫和風(fēng)沙以及溫差較大等惡劣氣候條件，專門組織一批有豐富經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工藝人員進(jìn)行了研發(fā)，在原DF8B 型號(hào)機(jī)車的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)，特別針對(duì)風(fēng)沙對(duì)機(jī)車的“心臟”—柴油機(jī)的影響，并對(duì)機(jī)車車體架動(dòng)力室（柴油機(jī)室）兩側(cè)空濾器進(jìn)風(fēng)口分布格局進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，目的是加大車體架內(nèi)兩側(cè)空濾器對(duì)空氣的濾清效果，防止機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中將沙子吸進(jìn)柴油機(jī)內(nèi)，影響到柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)功率。所以，在大頂蓋制作工位上圖紙改動(dòng)較大，增加了很多裝配附件，要拼裝、定位、焊接在頂蓋內(nèi)部?jī)蓚?cè)2mm 的蒙皮上，造成蒙皮焊接變形大，這對(duì)頂蓋蒙皮的焊接變形控制方面的要求，是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。要保證大頂蓋兩側(cè)蒙皮整體平面度在2mm/2000mm 的范圍內(nèi)，所以就必須采用相應(yīng)的工藝措施，來(lái)確保頂蓋蒙皮整體的平面度質(zhì)量控制。

本文對(duì)尼日利亞貨運(yùn)機(jī)車車體架大頂蓋制作過(guò)程中，從頂蓋的各室間壁定位、上弦梁安裝、棚條和立柱定位安裝、動(dòng)力室內(nèi)兩側(cè)4 只空濾器殼安裝以及一些附件等等組裝流程和焊接工藝進(jìn)行剖析，例如如果在附件安裝焊接上不分散有序，同樣會(huì)造成蒙皮第二次焊接變形，接下來(lái)我們將需要注意的重點(diǎn)方面和操作技術(shù)與大家共同探討。

產(chǎn)品存在的問(wèn)題

車體架大頂蓋跨越電器室、電阻制動(dòng)室、動(dòng)力室、散熱器室、輔助室共5 個(gè)室，由6 片間壁拼組而成，車頂總長(zhǎng)度為16490mm，其中，動(dòng)力室長(zhǎng)度為5705mm，散熱器室長(zhǎng)度為4450mm，這兩室長(zhǎng)度較大且室內(nèi)安裝的附件較多，因此焊接產(chǎn)生的焊接應(yīng)力集中，造成整體收縮變形大。

在出口尼日利亞的貨運(yùn)機(jī)車車體架的內(nèi)部，不僅在左右側(cè)壁上各增加了2 只空濾器殼（QSJ53-74-02/03/04/05-000），而且在車體架頂蓋（QSJ53-76-00-000）的動(dòng)力室兩側(cè)內(nèi)部，左右各增加2 只空濾器框架（QSJ53-76-16-000），如圖1 所示。頂蓋動(dòng)力室左右兩側(cè)內(nèi)蒙皮上加裝了空濾器殼，焊接后頂蓋兩側(cè)蒙皮出現(xiàn)內(nèi)凹狀況比較嚴(yán)重。側(cè)面整體平面度不夠完美，凹凸現(xiàn)象非常明顯，這種狀態(tài)會(huì)使產(chǎn)品外觀成形差，繼而嚴(yán)重削弱用戶對(duì)我公司制造產(chǎn)品的信任，直接影響到公司的后續(xù)訂單。根據(jù)以上存在的頂蓋側(cè)面蒙皮面板平面度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的一系列影響到產(chǎn)品外觀質(zhì)量的問(wèn)題，我公司必須在短時(shí)間內(nèi)找出存在的問(wèn)題點(diǎn)，制定出相關(guān)的工藝措施，確保提升出口機(jī)車外觀質(zhì)量。

圖1 側(cè)壁與頂蓋上增加的空濾器殼

解決措施

針對(duì)以上存在的現(xiàn)象，多次跟工藝員和操作員一起查找問(wèn)題，詳細(xì)分析存在問(wèn)題的原因，從頂蓋的各室間壁定位、上弦梁安裝、棚條和立柱定位安裝以及動(dòng)力室內(nèi)兩側(cè)4 只空濾器殼安裝等組裝流程和焊接工藝的要求，到如何控制蒙皮面板在組焊過(guò)程中焊接與切割的受熱變形，逐一探討研究。對(duì)于平面度達(dá)不到要求的現(xiàn)象，由于頂蓋側(cè)面蒙皮是圓弧狀，即使采取火焰調(diào)修的方法進(jìn)行調(diào)平，效果也肯定不佳。經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析后，我們認(rèn)為從以下幾方面進(jìn)行控制。

對(duì)操作員進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)

對(duì)各工序和各工種進(jìn)行有針對(duì)性地指導(dǎo)，組織操作者學(xué)習(xí)圖紙工藝文件的各項(xiàng)要求，強(qiáng)調(diào)頂蓋在安裝空濾器殼時(shí)的注意事項(xiàng)以及焊工在焊接作業(yè)過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照所定的焊接順序、規(guī)范進(jìn)行焊接，防止空濾器殼在焊接時(shí)產(chǎn)生較大的焊接變形。

各室間壁定位側(cè)平面控制

車頂總長(zhǎng)16490mm，寬3100mm，在間壁的定位上制定了工藝流程安裝順序。頂蓋的底梁拼接好后，首先要把定間壁1 和間壁6 兩端點(diǎn)焊好定位，然后從定間壁1 到間壁6 之間兩側(cè)圓弧的最高點(diǎn)處拉上鋼絲繩或者細(xì)棉線，就可不分順序地安裝其中的任何四片間壁，這樣可確保6 片間壁的兩個(gè)側(cè)面都在同一平面上，實(shí)際安裝情況如圖2 所示。

圖2 拉線保證整個(gè)頂蓋六個(gè)間壁在同一平面

頂蓋上弦梁定位要求

在6 個(gè)間壁全部點(diǎn)焊定位后，不能緊跟著就焊上頂蓋的上弦梁，而是要先拼裝電阻制動(dòng)室內(nèi)的縱梁、橫梁、上下面板、進(jìn)出風(fēng)口擋板等附件定位。需要注意在上頂蓋的上弦梁前，上蓋板、下大面板、進(jìn)出風(fēng)口擋板只能點(diǎn)焊定好位，不能滿焊接，因?yàn)闈M焊后會(huì)由于焊接應(yīng)力收縮造成電阻制動(dòng)室變形，尺寸超差，同時(shí)更會(huì)出現(xiàn)后續(xù)上弦梁不能安裝到位的情況。在頂蓋的電阻制動(dòng)室拼裝好后，才可以上頂蓋的上弦梁。安裝上弦梁時(shí)到不到位不能靠經(jīng)驗(yàn)和目測(cè)，一定要用專用的頂蓋圓弧樣板進(jìn)行檢測(cè)定位，如圖3 所示。要使間壁的拱側(cè)梁、拱頂梁與頂蓋上弦梁控制在同一個(gè)圓弧面上，上弦梁才定位焊。

圖3 使用專用的圓弧樣板進(jìn)行上弦梁定位

棚條和立柱定位焊接要求

頂蓋兩側(cè)上弦梁按要求定位焊接后就可以安裝支撐立柱和棚條，棚條和立柱的定位安裝也要和各個(gè)間壁定位一樣，在間壁1 至間壁6 兩側(cè)圓弧的最高點(diǎn)拉線，確保32 根支撐立柱和棚條圓弧面與間壁側(cè)面都在同一平面上，如圖4 所示。

圖4 拉線控制各立柱、棚條與間壁拱側(cè)梁在同一平面

同時(shí)在安裝32 根支撐立柱和棚條時(shí)，也要象安裝上弦梁一樣，每安裝一根都要用專用的頂蓋圓弧樣板來(lái)進(jìn)行檢測(cè)定位，如圖5、圖6 所示。目的是使頂蓋兩側(cè)安裝的所有立柱和棚條的圓弧與間壁側(cè)面都在同一平面上。焊接要求：兩側(cè)安裝的所有立柱、棚條都只能點(diǎn)焊。

圖5 確保立柱圓弧一致

圖6 確保棚條圓弧定位

動(dòng)力室空濾器殼定位焊接要求

頂蓋兩側(cè)的立柱、棚條安裝定位后，就可以安裝動(dòng)力室兩側(cè)的空濾器殼，為了確保4 只空濾器殼下接口安裝焊接后能在同一水平面，有針對(duì)性地對(duì)臺(tái)位進(jìn)行改造，制作專用的工裝水平平臺(tái)，如圖7所示。同時(shí)還能使空濾器殼外側(cè)的圓弧面與安裝的立柱、棚條圓弧面達(dá)到一致，如圖8 所示。

圖7 在工裝平臺(tái)上安裝空濾器

圖8 立柱、棚條、空濾器圓弧面一致

需要注意：所有的立柱、棚條只能點(diǎn)焊定位，不能立馬就進(jìn)行滿焊，要等到動(dòng)力室的空濾器殼和散熱器室上弦梁上的10 只散熱器安裝座定好位，然后再在電器室、動(dòng)力室和散熱器室上弦梁上各支撐2 根工藝支撐管，然后才能進(jìn)行全面焊接。用工藝支撐管的目的：由于它們內(nèi)部的間距大，容易出現(xiàn)焊接收縮變形，造成上弦梁內(nèi)凹，使后續(xù)蒙皮安裝的弧度變小。

蒙皮安裝焊接要求

大頂蓋的整體骨架焊接完成后，要把與蒙皮相接觸的焊縫進(jìn)行平整打磨，對(duì)各個(gè)室的開檔間距進(jìn)行測(cè)量，如果此時(shí)某個(gè)室的開檔間距超差，都可以用火焰加熱進(jìn)行調(diào)修調(diào)整。一旦蒙皮蒙上去焊接后再發(fā)現(xiàn)開檔間距尺寸超差，再用火焰調(diào)修就達(dá)不到明顯的改善效果。安裝蒙皮時(shí)，每塊蒙皮都要放平整，相互之間要留1～1.5mm的間隙，間隙的上下要一致，蒙皮放到位后，先從下邊的底梁與模接觸處進(jìn)行定位點(diǎn)焊，然后把壓蒙皮圓弧的工裝進(jìn)行柔和地壓緊，不能用力量過(guò)大，否則會(huì)出現(xiàn)蒙皮被壓內(nèi)凹現(xiàn)象，最好是在壓緊工裝與蒙皮之間放長(zhǎng)度1000mm 左右的木條作為墊板，這樣可以使得蒙皮的整體受力面大而且受力均勻，確保蒙皮圓弧面的平整，如圖9 所示。

圖9 蒙皮壓緊定位焊接

蒙皮的定位焊接，采用雙面和四邊點(diǎn)焊，防止翹起。因蒙皮是2mm 厚的薄板，在蒙皮對(duì)接焊接時(shí)，要采用小規(guī)范的焊接電流，合理調(diào)節(jié)焊接規(guī)范，焊絲規(guī)格為直徑1.2mm，焊接速度要快，防止焊接區(qū)域溫度過(guò)高產(chǎn)生變形，造成圓弧和平面達(dá)不到工藝要求；在蒙皮、座子和附件焊接時(shí)，焊接作業(yè)人員要均衡分散同時(shí)采用對(duì)稱焊接，防止或盡量減小焊接過(guò)程中的變形，確保大頂蓋蒙皮的平面度以提升外觀質(zhì)量， 如圖10 和圖11 所示。

圖10 蒙皮圓弧度改善后狀態(tài)

圖11 蒙皮平面度達(dá)到工藝要求

結(jié)束語(yǔ)

上述操作法詳敘了頂蓋裝配與焊接的全過(guò)程，重點(diǎn)介紹了組焊各方面需要控制的項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)、制作方法以及慣性問(wèn)題的控制，以往車型的差異控制，經(jīng)過(guò)相應(yīng)措施的有效實(shí)施，保證了大頂蓋兩側(cè)蒙皮的整體平面度，值得在類似車型生產(chǎn)時(shí)推廣使用。