中车唐山机车车辆有限公司 河北唐山 063035
摘要：C型地铁转向架侧梁为两侧非对称的“箱体、鱼腹”式结构，在侧梁试制过程中，由于是新产品其制造工艺还不成熟，出现了一些制造问题，例如：侧梁焊后长度、高度尺寸超差、局部旁弯变形过大和侧梁垂直度和直线度超差，通过原因分析及总结，优化工艺放量及增加变形控制措施，解决生产过程中的制造难点，保证产品质量。
关键词：C型地铁、转向架侧梁、组焊工艺、变形控制
1 前言
近年来，随着经济迅速发展，城市地面道路交通已经远远不能满足人们快节奏工作和生活的需要，全面各大城市纷纷建设地下轨道交通网，以缓解城区地面的交通压力[1]。
C型地铁车的运行速度在60～80km/h，但是车辆频繁启动、制动，就要求车辆的走行部分-转向架具有较高的安全性。
研究对象为C型地铁转向架侧梁，侧梁为两侧非对称的“箱体、鱼腹”式结构，其结构具有稳固、可实现载荷的良好传递的性能，结构如图1所示，主要由侧梁立板、侧梁下盖板、摇头止挡板、侧梁上盖板、齿轮箱吊座及立板、提吊板及立板组成。在C型地铁侧梁试制过程中，由于是新产品其制造工艺还不成熟，出现了一些制造问题，如：侧梁长度超差、侧梁高度超差、焊后局部旁弯过大等。
.png)
图1 C型地铁侧梁结构
2侧梁组焊工艺
2.1侧梁长度和高度尺寸工艺研究
侧梁首件制造时，长度方向工艺放量10mm，即组装尺寸为2580mm，高度方向上按设计尺寸（243mm）组装。由于焊接收缩，焊后侧梁长度尺寸为2572mm，符合图纸公差要求，但是高度方向超差3mm，需要对其进行火焰调修。经火焰调修后，侧梁高度尺寸符合图纸要求，而此时侧梁长度方向超差8mm（尺寸短）。
经分析长度超差主要原因是对侧梁中部U型部位高度超差部进行调修时，需要用火焰加热的方式调修侧梁两端部位，这时必然导致侧梁长度的减小；此外火焰调修过程中每处烤火位置也会有1mm左右的收缩量，即侧梁长度尺寸超差的主因是对高度尺寸超差进行调修时长度收缩造成的。
要想解决长度超差问题就需要对侧梁立板高度进行调整。于是在组装时对侧梁高度上增加4mm工艺放量，焊后高度尺寸满足设计尺寸要求，不需要对高度进行调修，即同时解决了侧梁长度和高度尺寸超差的问题，相应也减少了侧梁调修工作量。经过调整尺寸后的侧梁，焊接完成冷却后测量长度为2569mm，符合图纸2570±2mm的要求，侧梁高度也在公差范围之内。
2.2侧梁旁弯变形工艺研究
侧梁焊接后出现旁弯是正常的，设计允许旁弯变形量不大于2mm，但C型地铁侧梁由于结构不对称，齿轮箱吊座一侧焊接量大且较集中，造成摇头止档部位焊后出现较大的旁弯变形约5mm。
旁弯变形解决措施：对于旁弯变形超差的侧梁采用热调修的方法，首先把侧梁反向装入龙门式调修胎（即摇头止挡在上的位置），在摇头止挡组成下面两端加垫顶起，上面利用调修胎的龙门和顶镐向下对摇头止挡部位加压力，用烤把对摇头止挡加热，位置在摇头止挡中部，温度控制在700°-750°即金属表面呈樱红色。加热后要随时观察旁弯情况，如果旁弯矫正过来了就立即撤掉顶镐，以免调过量，如果旁弯依然超差可以适当提高顶镐压力和加大烤火宽度，或将加热范围延伸到侧梁上下盖板的相应位置，在侧梁上下盖板上的加热形状为倒三角形。
旁弯变形工艺改进：为解决旁弯问题，对摇头止挡部位的结构进行分析，在既不改变原设计和焊接的前提下，对组装件进行工艺改进，在侧梁下盖板焊接集中的豁口部位增加工艺支撑，在构架热处理后打磨去除，从而减少由于焊接导致的变形。
.png)
图4 侧梁下盖板增加工艺支撑
2.3侧梁垂直度和直线度工艺研究
侧梁垂直度和直线度超差原因分析：（1）侧梁立板由于中部比较窄且形状较复杂，加工时容易变形造成立板形状不符合图纸要求的情况。由于立板形状复杂无法用现有设备检测，造成立板与底板的组装间隙难以控制，因此在两立板和底板组对时需要用工装压卡增加外力来调整立板和底板的组装间隙，这样组对后工件内会产生较大的内应力，导致内立板和底板焊接后变形较大。
（2）侧梁内筋板下料尺寸有误差，下料后筋板1、筋板4、筋板7尺寸为96mm，筋板5为98mm，导致组装后侧梁立板平面度超差。
（3）侧梁上盖板组装工装的设计没有考虑到侧梁一次焊接变形的影响，对侧梁直线度的定位和压紧控制太少，导致在组装上盖板时没有基准，无法测量侧梁的直线度和垂直度。
侧梁垂直度和直线度工艺改进：
（1）、 针对立板形状超差无法检测导致焊接应力大的问题，制作检测胎。首先在一平台上根据侧梁立板加工图进行1比1放样，再将加工后的侧梁立板放入检测胎逐个检验，提前发现单件产品尺寸超差，可以及时进行调修。
（2）、由于侧梁筋板已经下料完成，无法修改尺寸，于是采用98mm工艺管支撑侧梁立板，并调整尺寸为96mm的筋板1、筋板4、筋板7两侧各有1mm的间隙后再进行点固焊。
（3）、对侧梁上盖板组装工装进行改造，增加直线度定位和垂直定位和相应的压紧装置，利用对面的丝杠顶紧侧梁使侧梁底壳与定位面贴合，保证上盖板组对时侧梁各处形状合格。
3、结论
对问题进行原因分析，并及时制定整改措施，通过工艺放量优化和变形控制，解决C型地铁转向架侧梁焊后长度、高度尺寸超差、旁弯变形超差、侧梁垂直度和直线度超差等制造难点，保证侧梁焊后尺寸都在公差范围之内，保证侧梁的产品质量。
参考文献
[1] 刘志平,崔岩,王立夫.地铁车转向架焊接工艺[J].焊接技术,2011,(08):38-40