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摘要：在CRH380B高速动车组项目中，铝合金车体在列车运行的安全性中起着重要的作用。它的轮廓是完美的尺寸，经过多次测试和模拟后即可完成。如何在制造过程中满足设计尺寸要求的车身轮廓需要改进装配和焊接方法，同时始终总结实际的生产经验和操作方法。其中，铝合金车身零件顶盖的成分限制了车身的轮廓，并决定了车身的高度和宽度。车顶由侧面屋顶和圆顶焊接组成，侧顶是具有高尺寸精度的凸出轮廓。圆顶由三部分组成。由于焊接变形的影响，主要尺寸在可接受的范围内不断变化。车顶组装非常困难。为了生产满足车身组装要求的屋顶产品，有必要针对不同的球顶尺寸采用相应的组装方法，以克服因累积的公差所造成的困难。经过广泛的研究和总结，确定了与车顶总成尺寸相对应的整套关系，并针对不同的穹顶轮廓调整了搭接量和C槽间距。
关键词：高速动车；组车顶装配工艺；尺寸管控
随着高速动车组车辆的发展，越来越多的铝合金材料被使用，铝合金车身的组装和焊接质量的需求也越来越高。铝合金焊接过程中的热应力和相变应力等因素经常引起焊接变形，不仅影响结构的形状和精度，而且增加了调整和修改的工作量以及位置。它还会导致焊接，例如未对准、不熔合和破裂，会出现质量缺陷，从而降低结构的容量。因此，提高生产效率的方法受到越来越多的关注。
一、高速动车组车顶结构
CRH380B项目的高速动车组根据车顶设计结构分为五种类型，主要由侧车顶、圆顶、端顶、平顶、空调框架以及圆顶和圆形车顶与z3角焊缝重叠的其他组件组成。平顶和平侧顶重叠进行角焊，所有这些都通过CLOOS双枪自动焊接设备进行焊接。在铁路运输行业中，双枪焊接机器人用于在大型零件上焊接对称的长焊缝，以控制均匀的焊缝变形。在双枪焊接的情况下，冷却时间和对称焊接的约束程度基本相同，并且所有焊接变形也没有太大差异，因此在使用CLOOS设备焊接长焊接车顶时，车顶对称可以最大限度地提高自身的性能。
二、车顶装配工艺适应性改进
以一辆列车车头为例，左上、圆顶左、圆顶中心、圆顶右和侧面右上的五个部分都是具有较高尺寸精度的拉伸轮廓。在其中，将三个部分（左圆顶、圆顶中心和右圆顶）组装并焊接到长圆顶上。尽管采用了合理的组装焊接工具以及焊接方法和参数，但是不能保证圆顶尺寸的高精度。延展型材的尺寸精度有很大的不同，焊接完成后，火焰调节提高了圆顶型材的尺寸精度，公差可以控制在±2mm。车顶组件主要用于组装圆顶和侧车顶，并调节圆顶和侧车顶之间的重叠尺寸和角度。重叠尺寸可以使用难以操作且难以显示的特殊工具（例如F卡）进行调整。特殊问题以及侧车顶与圆顶之间的重叠间隙是车顶组装的主要问题，无论操作难度和工艺标准如何，这都是车顶组装过程的重点。由于机械设计的原因，圆顶与侧顶之间的重叠是双重约束，并且仅在理想条件下才能实现。在实际生产中，在正负装置中都不可能达到零间隙的目标。因此，只能在高速动车组的车顶装配过程中调节搭接间隙，以实现零间隙配合。
（一）车顶部件重点的控制
车顶组件的重点是弧和宽度（弧受弧半径限制，宽度受弧弦长限制）。这是因为在某些弧长条件下，可以将其转换为具有特定半径和弦长的弧。高速动车组的铝合金车顶可以通过火焰调节来改变圆弧半径和弦长。因此，在组装顶板并调整重叠间隙时，请确保圆顶和侧顶的弧长与理论尺寸相同，并更改圆顶和侧顶之间的相对角度，需要在减小圆弧半径的同时进行更改，车顶内部的搭接缝隙可以根据上述原理组装。
（二）调整车顶搭接间隙的具体操作方法
组装前测量圆顶的宽度。即，测量圆顶反向安装的两个最外侧C槽之间的距离。根据圆顶的C插槽之间的距离，可以获取圆顶的弦长和宽度，调整组件顶部和顶部圆顶。
作为包装的参考，制作一个35x39x60mm的铝块并将铝块放在球罩的外部。提起侧面顶部并将其放入轮胎中，然后拖动侧面顶部并向下滑动以测量侧面顶部和圆顶外部的C形凹槽。根据经验，使用距离，F卡和尼龙锤之类的工具来调整圈数。适当调整缠绕量，并确保圆顶和顶弧长度正确，检查顶部和圆顶之间的重叠间隙。使用F卡支撑侧面车顶定位块和车顶组件焊接工具之间，抬起侧面车顶定位铝块，更改侧面车顶和圆顶之间的相对角度，并在提升过程中提升侧面车顶和圆顶。如果重叠间隙小于0.5mm，则停止操作，按工具并夹紧并手动运行MIG以锁定分段焊缝。此时，由于车顶的弦长太短，在完成车顶的长而大的焊缝的焊接之后，在车顶的C形槽中增加了侧向支撑，直到弦长满足公差要求为止。宽度必须在外部支撑，然后反转，安装车顶进行正式焊接。
组装之前，请测量圆顶内部C型槽的尺寸和轮廓。根据长期总结，圆顶的C形槽之间的距离为2491-2497mm。组装车顶之前，一旦知道了这些信息，请使用F卡来调整球型罩和侧车顶。根据不同情况控制19-22mm的重叠量。对于不同的X值，将Y和Z值调整为车顶弦的长度。另外，车顶总成上的轮胎位置分布在CLOOS自动焊接操纵器的两侧，这需要旋转焊接设备以在两侧的轮胎位置上焊接车顶。从两端到一端有两个位置。在接收方向上的热量高于在电弧开始方向上的热量，所以相应的变形将更大。从车顶的1位末端到2位末端焊接CLOOS设备时，必须适当增加2位末端方向上的重叠量。当从2位置端到1位置端的焊接在0.5mm至1mm的范围内时，在一端的空调框架的敞开腔对焊接变形的影响有限，并且不必增加重叠量。在生产过程中，对它进行了调查，总结和不断改进。
（三）车顶正位组对预制反变性
车顶组件的焊接过程首先是反向焊接，然后是正向焊接。牢固固定后，由于二次车顶焊接产生的收缩应力增加，正向焊接的变形大于反向焊接的变形。上部压实产生的拉应力远高于反向焊接在车顶上留下的残余应力。因此，顶板控制的焊接变形的核心是在焊接顶板之前预先建立一定量的变形保护，保留的变形值约为15至20mm。旋转支柱可以轻松确保适量的变形预防，轻松满足车顶轮廓的要求，但有效地减少了调整工作量，降低了调整难度，减少了生产可以提高效率。
（四）高压平顶组对预制反变形
为了提高工作效率和减少周转率，规定高压平顶板和空调端口框架应同时焊接，反向位置和随后的正向焊接应同时进行。牢固固定高压平顶板后，由于反向焊接变形，正向焊接的焊接变形量会下沉，在技术条件下，高压平顶板的平面度应在3mm以下，仅允许弯曲。因此，当反向焊接完成时，高压平顶直立翻转。在进行上焊接之前，请事先检查高压平顶板的抗变形能力，并调节工具的旋转支撑，使高压平顶板凸出1〜同时，高压平顶板也要凸出。通过压缩和下拉工具牢固固定，并在焊接完成后测量高压平顶的平整度并满足技术要求。高压平顶正投影组件的预制件抗变形避免或减少了火焰调节的工作量，提高了生产效率，并且避免了由于火焰调节而导致焊接强度降低的问题。
结语
综上所述，长期的车顶组装经验表明，穹顶曲率+1mm和内部C槽间距2495mm是最合适的穹顶组件，并且相关的过程是最好的产品。但是，由于材料公差和焊接间隙的调整，很难获得最佳的圆顶产品，因此，由于积累的公差而导致的组装困难只能通过调整车顶组件的主要尺寸来解决。总结以上尺寸支持和控制的要点，还存在一种现象，当大尺寸变化的圆顶消失时，就不必犹豫就不能调节车顶的曲率。
参考文献
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