内容摘要：随着我国轨道客车的不断建设和发展，铁路的持续提速，对车体结构轻量化有着很高的标准，对车体制造材料的要求不断提高。铝合金材料耐腐蚀，强度高、塑性好，质量轻。在车体制造上完全能满足以上的要求。目前，在动车车体制造上，铝合金材料得到了广泛的应用。下面我将分几个方面对铝合金在车体制造上的应用技术做以简单论证
关键词：铝合金 高速列车 车体部件及总组成
引言：
铝合金材料在2001年开始在我国开始应用，长春客车厂建成了国内第一条铝合金车体自动化焊接生产线，并利用国产材料，开发制造了210km/h铝合金车体电动车组、270km/h高速试验列车，陆续逐步应用在城市轨道车辆上，先后生产广州地铁二号线，深圳地铁一号线，武汉轻轨等众城铁项目。近年来，以铝合金为车体材料的350公里中国标准动车组以及京张智能高铁的研发和生产更是达到世界领先水平。
一、铝合金焊接特点
1.铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。
2.铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。
3.铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。
铝及其合金的材料特点及焊接特点决定需要采用比较大的热输入量的焊接规范进行焊接，从而导致铝合金结构焊接后变形量大，线性尺寸不易保证，在车体制造过程中尺寸不易控制。
二、高速列车车体总组成制造关键工艺项点
下面将以时速250公里动车组车体总组成生产工艺为例介绍在高速列车铝合金车体总组成生产中的重要控制点。
1.工装找正调整
在时速250公里动车组车体总组成生产中，工装的调整尤为关键，工装形式为内外定位相结合方式进行车体组装，工装拉紧采用液压拉紧装置。在工装调整过程中一定要注意底架定位的挠度调整，该尺寸直接关系到最终完工车体的挠度尺寸，另一注意项点为整车纵向中心线与车顶宽度定位线的调整，该尺寸直接关系到车体的倾斜及外形尺寸。在工装调整过程中严格按照要求进行定期检测，在前期生产中要根据实际生产出车体的尺寸检测记录逐台进行调整，最终达到最优效果。
2.大部件组装
大部件组装过程中主要为：底架找正卡紧——端墙定位找正点固——侧墙定位找正段焊——车顶定位找正段焊——门立柱内端墙找正焊接。
在大部件组装过程中关键控制点是整车的空间尺寸，包括车体高度、宽度、挠度、倾斜、对角线等。在这一过程中利用车体找正法及三线定位的方式严格控制各个尺寸的装车尺寸，确保焊后达到理想状态。
3.车体焊接
由于铝合金的焊接特性，造成铝合金车体在焊接过程中会出现很大的变形，如果该变形不能得到有效的控制在总组成拔出工装后将无法调整，所以在焊接过程中要严格按照焊接顺序进行，做到先焊内侧后焊外侧，采用对角焊接的方法，使整个车体受热均匀，变形趋势得到相互补偿，防止整车出现向一面倾斜的趋势。另外，更应该注意的一点就是所有工装卡紧装置的工作状态一定为完好状态，下拉及压紧装置一定在卡紧状态才能进行焊接。
4.车体附件安装焊接
在车体附件安装过程中脚蹬安装焊接及端角柱安装焊接尤为关键，该部件的焊接直接关系到车体门口高度及宽度尺寸，焊接过程中应采用必要的定位及支撑装置，确保焊后的尺寸保证。时速250公里车体的支撑座（枕梁）焊接是在车体完工后的附件安装过程中进行的，在进行支撑座（枕梁）焊接时一定注意车体内侧的四个支撑装置一定不能卸下，要在支撑座（枕梁）焊接完毕完全冷却后才能卸下，避免局部高温受热造成车体的变形。
5.车体外侧焊缝的打磨
总组成生产完毕后车体外侧焊缝需要全部磨平，在打磨过程中一定要先试用磨削力比较强的磨光片进行粗磨然后再试用磨削力较弱的磨光片进行细磨，打磨过程中避免伤及母材，这样做既能保证焊缝的强度，同时也能保证车体外观的美观。打磨过程中尽量做到快速磨削，避免焊缝长时间受热造成车体变形。
6.车体调修
车体在进行焊接及附件安装完毕后由于焊接的影响会出现一些变形，车体的外形尺寸及内部尺寸会出现一些变化，需要进行最终的火焰调修，在调修过程中应该准确的使用样板进行准确检测，调修火焰温度不宜过高，调修点应尽量选择底架于侧墙、侧墙于车顶连接焊缝进行调修，尽量不对大部件焊缝进行调修，避免大部件焊缝反复调修造成焊缝强度的下降。
三、高速列车车体制备过程中的一些发明及创新方法
1.车体组成找正法
时速250公里动车组随着产量的增大，工装设备的准确度下降，车体经常打不住点产生倾斜，超过公差。我改变原来的装车方式，采用车体中心与样板50mm拉线之间的关系利用车体中心的偏差与样板50mm拉线的偏差之和不超过5mm，同时兼顾车体对角线，这样组装车体结构的直线度达到公差范围，而且打点时效果也很好。
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车体三线找正法
2.动力学车头上翘控制法
底架超平后，动力学前端工艺眼孔中心到底架边梁尺寸为50mm（正负5），但实际尺寸为（58-69）mm超过公差范围，以往组对经常超差，我经过一段时间摸索，在组对时，先将底架前端做向下5mm反变形，然后再组对小侧墙，组对断焊后再向下做一次反变形，变形量为上翘尺寸加5mm除以2通过二次变形满足了动力学前端的工艺要求。
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动力学车头上翘控制法
3.高速列车车体部件车顶合成加强筋扭曲变形的控制方法
在CRH3型动车组车顶合成工序在组对过程中，由于平顶车合成时结构复杂，在组对圆顶板与平顶板端顶连接处加强筋时，加强筋经常出现倾斜，焊接后扭曲，尺寸偏差等现象，而且总需要到下道工序进行修平，割件换件重新组对，这样返工即浪费生产节拍时间，也浪费料件，损失极大。
我根据车顶合成圆顶板与平顶板端顶连接处加强筋的组对原理，自制了简易样板，它不但使用时方便，而且保证了加强筋一次组对焊接成型，绝不返工。大大满足了生产需要。（见附图）
（1）.先将型材与加强筋打磨后，把样板按照尺寸使样板一端与端顶上平面一端对齐。
（2）.再将加强筋平面与样板三处平面靠严，同时使加强筋立面与端顶垂直面也要靠严。
（3）.然后对加强筋进行点固，先点固加强筋上下最外边两点，再点固加强筋与端顶根部两点，都是对角点固。
（4）.最后对加强筋进行焊接。既杜绝了尺寸偏差，又防止了倾斜扭曲变形。
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伴随着焊接自动化程度的进一步提高，铝合金在铁路客车上的应用范围将进一步提高。鉴于铝合金良好的性能，特别是我国高速铁路客车的开发、推广及应用，铝合金结构在车体的应用也必将迎来它的黄金时代。
参考文献
1、2005.3.5发布中国焊接协会---高增福
2、上海交通大学焊接工程技术研究所 楼松年 教授《铝及其合金的焊接》
3、 铝合金焊接培训教程——王炎金
4、 浅谈高速铁路动车组200公里EMU铝合金车体制造工艺---王光明