张海沧 隋燕都 任丹 孙继刚 张力
中车长春轨道客车股份有限公司，130062，长春//第一作者，高级工程师
摘 要 A型城市轨道客车是地铁、轻轨客车中大运量车型，目前国际、国内常采用铝合金车体制造，其中车体大部件中车顶铝结构的制造工艺属于整个车体铝结构制造工艺中极其重要的环节之一，本文以某A型铝合金地铁车车顶铝结构为例，对通用性车顶铝结构从总体工艺流程、车顶边梁合成、车顶板合成、车顶合成、小件组焊到最后车顶铝结构交检等环节对车顶铝结构的制造工艺进行全面介绍。
关键词：A型城市轨道客车；车顶铝结构；制造工艺
0序 言
目前，国内国际城市轨道客车车体一般分为碳钢车体、不锈钢车体、铝合金车体、复合材料车体等几种不同的材质。其中铝合金车体主要包括底架铝结构、侧墙铝结构、端墙铝结构、车顶铝结构等几大部分，而A型城市轨道客车的车顶铝结构是轨道客车铝合金车体中最具代表性的铝车体大部件之一，主要原材料为6000系列大型中空铝合金型材、板材、管材等，通过型材、板材、管材之间预组装、自动化焊接、人工焊接等工艺手段制造而成，制造工艺非常复杂。研究该型车顶铝结构的制造工艺可有效解决类似车型的车顶铝结构制造工艺，起到举一反三的研究效果，对提升铝合金车体制造技术水平，提高产品质量产生较大工程意义。
1 车顶铝结构总体制造工艺流程
图1是国内某大型城市较典型的A型城市轨道客车的车顶铝结构的总体制造工艺流程图，主要包括八大步骤。其中最初的开工前准备和最后的清理工作现场属于辅助工序，其他六个工序属于正式生产工
序。
图1 A型车车顶工艺流程图
2 车顶反装组焊
车顶反装组焊是车顶铝结构制造的首道工序，是后续工序的前提和基础工序，具体工艺步骤如下。
（1） 反装组对各中顶板
反装组对三块中顶板、将中顶板组对至车顶组焊夹具反装工步位置，车顶板边缘与工装定位靠齐，将固定中顶板的工装压紧器压紧。如图2所示。
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图2 反装组对各中顶板示意图
（2） 反装组对车顶侧顶板组成
将车顶侧顶板组件以反装状态吊入夹具，车顶侧顶板组成的长度方向以一端为基准与定位靠严，侧顶板组成侧面与定位面靠严，高度要与高度定位面平齐，按图纸尺寸及工艺要求测量左右侧顶板组成的相距宽度，调整完毕后，将左右侧顶板组成压紧，保证工件不下滑。
（3） 组对机组平台组成
对机组平台待焊接区域进行打磨，吊入机组平台组成，使之落在夹具中的定位面上，根据纵向中心基准以及横向中心定位尺寸来定位机组平台组成，利用拉杆调整机组平台组成横向宽度，使之宽度方向插槽与边梁组件实现插接，对插接焊缝进行点固，每段点固焊焊缝长度为40-60mm，每侧均匀点固3-5段，对点固焊缝进行打磨清理。在组对机组平台组成的过程中，也要严格禁止一位端、二位端装反。
（4）点固车顶反装各焊缝
对侧顶板组成与机组平台组成之间焊缝；中顶板与机组平台之间焊缝进行打磨后点固段焊焊接；段焊焊缝长度按照产品图纸执行，对点固焊缝进行打磨清理。
（5） 组焊车顶隔板
按图纸组对中间隔板,段焊隔板前，先焊接隔板下车顶板的焊缝；磨平后段焊车顶隔板。在组对车顶隔板时，要保证车顶隔板到车顶边梁上平面的高度，同时保证车顶隔板与车顶边梁和车顶板的间隙一般不超过2mm。
（6） 焊接反装焊缝
按焊接工艺规程进行反装位置焊缝的焊接：焊接两端车顶板和车顶侧顶板的焊缝;焊接空调机组座和车顶板的焊缝;焊接空调机组座与车顶边梁之间的焊缝;车顶隔板间车顶板和车顶边梁之间的焊缝。
3 车顶正装组焊
用天车配合空中翻转机、吊带，将车顶铝结构吊至车顶组成组焊夹具正装位置上方，缓慢将车顶落入正装胎位，取下吊带，并对正装车顶进行工装压紧。对车顶铝结构正装待焊接区域进行打磨，对侧顶板组成与机组平台、受电弓平台组成之间焊缝；中顶板与机组平台、受电弓平台之间焊缝进行打磨后点固焊接；点固焊焊缝长度为50-60mm，每侧均匀点固3-5段，对点固焊缝进行打磨清理；对车顶侧顶板组成与中顶板、机组平台之间的焊缝进行自动焊接。如图3所示。
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图3 车顶正装组焊示意图
4 车顶反装拉铆
车顶翻转至反装小件胎位，将车顶工装翻转成反装位置后，将车顶连接件按图纸定位，对车顶进行拉铆、拉铆前要将眼孔周围的毛刺和铝屑清理干净，保证拉铆质量并用拉铆枪进行拉铆，完成后将拉铆后残留的铆钉芯清除，避免翻转时滑落伤人。
5 车顶反装小件组焊
按图纸将各种安装吊组成焊缝坡口附近及待安装部位附近进行焊前打磨，对各种安装吊等所有小件按照图纸尺寸进行定位后焊接。
6 车顶正装小件探伤
将车顶铝结构翻转并吊至车顶正装小件组焊夹具上方，缓慢将车顶落入该胎位，按图纸将各种安装吊组成焊缝坡口附近及待安装部位附近进行焊前打磨。吊出车顶翻转成正装状态落在支撑台位上，利用栓紧器将车顶两端下拉50-70mm左右，对待焊正装小件料件及车顶待焊部位进行打磨,完成后进行组焊。按照产品图纸要求，将需要探伤的部位进行探伤检测。
7 车顶调修打胶、交检
车顶铝结构吊运至检测调修胎位，按照产品图纸要求各个尺寸，若必要，对车顶外形尺寸不符合处进行适当的调修。
在以上步骤全部完成后，典型的A型城市轨道客车铝合金车体车顶铝结构即可全部完成制造步骤，为下一步车体总组成创造良好前提条件。所有焊接步骤的质量控制一般需要执行EN 15085-2[1]标准对应的焊接质量控制各方面要求，对人、机、料、法、环等各环节质量控制要求非常严格，通过种种复杂的控制手段，有助于充分保证产品质量满足设计要求。
8结论
A型城市轨道客车铝合金车体车顶铝结构是铝合金车体的最重要部件之一，要在从车顶板组焊直至最后的检测、调修环节全面控制，才可实现最后产品铝车体产品及有关部件质量满足设计要求。
参考文献
[1] EN 15085-2 Railway applications - Welding of railway vehicles and components - Part 2: Quality requirements and certification of welding manufacturer[S]. EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION,2007.