朱晓贺 王旭 关宇 姜楠 吴萍
中车大连机车车辆有限公司，辽宁，大连 116021
摘 要 本文主要介绍了160公里动力集中动车组动力车铝合金车门的优化下料方案以及组焊、装配、验收等工艺过程，并针对潜在出现的问题做好提前解决方案，保证生产质量和工作效率，具有一定的实用价值和理论意义。
关键词 铝合金车门；铝型材；组焊；装配
1 前言
随着国内经济的发展，铁路运输对于机车的运输速度和载重能力提出了更高的要求。铝合金材料以其密度小、耐腐蚀性强、可塑性强等优点在加快机车运输速度方面起到了决定性作用。[1]
车门作为车体结构的重要构件之一，对其平面度、密封性能、隔音性能、保温隔热性能以及强度有着很高的要求。早期采用铁质材料车门由于防锈蚀能力差，导致其使用寿命短，大大增加了后期的检修成本。而铝合金材质的车门具有自身重量轻、耐腐蚀性能好、检修费用低、成形美观等优点应达到普及和推广。
2 160公里动车组铝合金车门组焊工艺分析
160公里动车组铝合金车门包括侧入口门、司机室隔墙门和后端墙门，如图1所示。
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2.1 车门铝型材下料方案
160公里动车组铝合金车门门扇框由复杂截面铝型材构成，门扇框四角呈圆弧状。门扇框常用的下料工艺有两种，一种是将四个压铸铝圆角与铝型材焊接形成整个门扇框。另一种是采用拉弯使铝型材一次成形，优点是此种方式极大的减少了焊接量，但铝型材拉弯的回弹量无法预估，且易造成断裂，导致拉弯成形技术废品率较高，圆角处成形不如压铸铝完美。
常用铝型材材质为6063-T5和6063-T6两种状态的铝合金。其中6063-T5由高温成形过程冷却，然后进行人工时效，适用于不经过冷加工的产品；而6063-T6为固溶热处理后进行人工时效的状态，适用于对强度或受力方面要求较高的产品。选用6063-T5有利于铝型材拉弯，且强度符合车门使用需求。
2.2 铝合金型材组焊工艺
由于铝合金材质的线膨胀系数和结晶收缩率大，为保证门框、门扇框的成型质量，需要专门的组焊工装和焊后矫正工装。
具体组焊工艺如下：
来料检查→开坡口，打磨氧化皮→放入工装组对→焊接
需要注意的是，焊接时应将所有铝方管与铝方管、铝方管与门扇框需焊接处进行点焊固定，焊接立面焊缝，再焊接正面焊缝，待冷却后，将正面焊缝打磨平整，再将门扇框上下面翻转，夹紧后，焊接其余焊缝。由于反面焊缝形式复杂，焊接量大，需在门扇长度方向上下两侧加3mm厚铝板，夹紧造成整体3mm的反变形。
焊接后检查各尺寸值，对门扇进行调修，调修时需先进针对侧直线度和宽度尺寸，无论出现外凸还是内凹现象，都需夹具、顶具一起使用，待直线度调好，再进行平面度的调修。
2.3 铝合金焊接工艺
此车门焊丝选用ER4043，ER5356。点固焊使用ER4043，焊接使用ER5356。
铝合金本身的导热系数大，散热快的特性，经过焊接工艺评定最终确定焊接参数如表1、所示。
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3 160公里动车组铝合金车门装配工艺
3.1 门扇装配工艺
门扇内部由铝蜂窝板填充，铝蜂窝板具有防火、耐腐蚀、环保以及抗高压、减震、隔音、保温等优良特性的优势。
铝蜂窝与门板之间用固化胶粘接，固化胶采用SY-24B胶膜，通过热压工艺将门板与门扇框梁、铝蜂窝牢固的粘接在一起，然后用拉铆铆钉与门扇框梁铆接，既保证了门板的牢固性，又提高了门扇的防水防潮性能[2]。
3.2 车门整体组装工艺
经过上述工序后，车门组焊完成，尺寸与图纸相符，组焊简单且保证质量，提高生产效率。下一步骤即安装车门。
车门整体与车体钢结构之间通过铆钉铆接，门框周圈打密封胶。先将门扇安放到门框内，门扇下部塞入垫片，反复调整，使门扇与门框周圈间隙均匀，可以保证之后门扇开关顺利；之后用吸盘吸住门扇向车体外侧拉拽，使门扇与门框处于同一平面内，调整高度，此时添加折页垫片，并固定折页，来回开闭门扇数次，检查门扇开闭灵活性；最后根据门扇锁紧程度调整门框锁扣板位置，必要时添加锁扣板垫片。
4 总结
本文主要总结160公里动力集中动车组车门在下料、组焊和装配的主要工艺方案，最后介绍了车门验收条件以及试验方案，主要结论如下：
（1）本产品采用拉弯成形的工艺代替门框四角压铸铝与铝型材焊接的方式，既降低了制造成本，又减少了焊接量，提高了门框的成形质量。
（2）由于铝合金材质本身具有较强的可塑性，在门扇内部添加铝方管和折弯梁，并且用铝蜂窝填满，可以有效增加门的整体强度、加强保温性能和隔音性能。
（3）通过对比多种铝合金焊接方式得出结论，钨极氩弧焊是最适用于机车车门薄板焊接的方式，在惰性气体的保护下，可有效阻止空气中其他气体的入侵，使之能够获得性能良好的焊接接头，焊后焊缝成形美观。
（4）车门安装时需检查车门门扇与门框之间的间隙，保证四周间隙均匀分布；用水平尺检查门整体平面度，使门整体平面度不大于1.5mm/m2。
参考文献
[1] 杨巨平.铝合金材料在铁路货车上的应用研究[J].铁道车辆，2015.
[2] 梁斌.蜂窝夹层结构面板胶粘剂的研究[J].中国胶粘剂，2001.
[3] 中国北车集团.《机车车辆铆工》.中国铁道出版社
[4] 黄旺福.铝及铝合金焊接指南[M].湖南科学技术出版社，2004.
[5] 张大清.铁路干线机车车门的发展综述[J].内燃机车，2005.