张海沧 任丹 隋燕都 吴律贤
中车长春轨道客车股份有限公司，130062，
摘 要 A型地铁客车是轨道客车中大运量车型，地铁客车车体结构是整个列车起承载作用的最重要组成部分，构成车体结构的大部件之一侧墙结构的制造工艺属于整个车体结构制造工艺中极重要的一部分，本文以国内某城市A型地铁客车侧墙铝结构为例，对典型侧墙铝结构从总体工艺流程、侧墙板合成、侧墙合成、小件组焊到最后侧墙铝结构交检等环节对侧墙铝结构的制造工艺进行论述。
关键词：A型地铁客车；侧墙铝结构；制造工艺
0序言
近年来，国内、国际各大城市地铁客车已成为公共交通领域极其重要的客运交通工具，地铁客车车体一般分为碳钢车体、不锈钢车体、铝合金车体、复合材料车体等多种不同材质的车体类型。无论哪种材质的车体结构，都包括底架铝结构、车顶铝结构、侧墙铝结构、端墙铝结构等多个组成部分。其中A型铝合金地铁客车的侧墙铝结构是铝合金车体中最重要的大部件之一，主要原材料为Al-Mg-Si系列大型中空铝合金型材、板材等，通过型材、板材之间预组装、自动化焊接、人工焊接、部分车型中的铆接、必要的调修等工艺方法制造而成。其中产品的质量体系大多需执行应用较广泛的铁路应用-轨道车辆及其零部件的焊接[1]质量体系，质量要求高，工艺复杂，制造难度大。透彻研究该型侧墙铝结构的典型制造工艺，对满足批量生产符合设计要求的铝合金车体侧墙铝结构，对提升铝合金车体产品质量具有重要工程意义。
1 侧墙铝结构总体制造工艺流程
典型的A型地铁客车的侧墙铝结构的总体制造工艺流程包括以下几个步骤：工作准备→组对型材→侧墙板间焊缝焊接→侧墙整体机加工→侧墙窗框等门口小件安装→侧墙检测、调修→清理工作现场。其中最初的工作准备和最后的清理工作现场属于辅助工序，其他各个工序属于正式生产工序。
头车、中间车这两类车型在侧墙铝结构的产品外形差异较大，但是无论哪种车型，在组对、焊接这种大工艺流程上区别是很小的，仅在焊接之后的机加工工艺实施过程中有明显区别。
2 工作准备
正式生产前的工作准备主要包括所有物料确认及料件打磨等工作。
在物料确认环节，主要工作含以下几个方面：工艺装备的检查、整理；焊接设备及相关工具检查，确认其全面性，正确性；料件实物表面质量及尺寸、形位公差检查、确认；确认图纸版本的正确性；确认料件的种类、数量的正确性；确认车型涉及的工程变更均得到识别和融入工艺规程中，避免技术项点漏项；确认所有工具的完好、安全状态。
在侧墙料件打磨清理环节，铝合金车体用型材、板材在应用焊接工艺制造所有部件前，需对其焊缝处及周边位置实施打磨清理操作，主要目标为清除铝合金的表面氧化膜，避免在焊接过程中产生夹杂等焊接缺陷。
3 组对型材
用两台载重足够的天车、配以吊带将产品图中侧墙铝结构中侧墙上梁型材、长大铝型材侧墙板依次吊运落入图1所示侧墙组成组焊夹具上，靠紧定位；用天车、吊带将上工序完成的侧墙板吊装进入工装进行组装。注意组装顺序的科学性、合理性；所有型材组装完成后，水平顶紧及向下压紧侧墙组成组焊夹具上的各有关压紧器；并可沿焊缝纵向放置控制焊接变形用压铁完成全部装夹，注意压铁及压紧器不能与焊枪行走空间发生干涉。
图1 侧墙组成组焊夹具
4 侧墙板间焊缝焊接
4.1 侧墙组成内侧焊缝焊接
按照编制的侧墙组成焊接工艺规程（WPS）对焊接设备进行焊接参数调整，按照产品图纸所示的标注，较典型标注如图2所示，首先完成侧墙板与侧墙上梁的内侧焊缝的焊接，焊接可采取自动化焊接或人工焊接均可。焊后需对客室内侧焊接完成后的焊接接头、飞边、黑灰等进行打磨清理。
图2 侧墙板焊接标注示意图
4.2 翻转侧墙板并重新装夹
侧墙组成组焊夹具上的所有压紧器不动，利用两台有足够承载能力的天车将侧墙组成连同夹紧工装一同缓慢从工装底座上吊起，吊运时避免侧墙损坏及碰伤人员。在空中将侧墙组成组焊夹具翻转至正装，并重新落入工装底座上，拆卸吊环。
图3 侧墙组成组焊夹具带侧墙整体翻转
4.3 侧墙组成外侧焊缝焊接
按照4.1的方法完成图2中客室外侧焊缝的焊接。外侧焊缝完成后需对焊接接头、飞边、黑灰等进行打磨清理。
4.4 翻转侧墙并重新装夹
侧墙组成组焊夹具上的所有压紧器不动，按照4.2的方法再次对侧墙组焊夹具进行翻转。
4.5 安装侧墙临时工艺附件
将临时工艺附件安装在每个侧墙门口下部内侧滑槽内并锁紧，使临时工艺附件能够稳定固定相邻两块侧墙板。
4.6 侧墙整体调修
将侧墙整体从工装上吊运至马凳上，对尺寸超标处进行调修，调修须严格按照有关指导文件实施。调修完成后可对侧墙组成转入机加工工序。
5 侧墙整体机加工
解除侧墙组成组焊夹具上所有压紧器并置于不与吊运干涉的位置，此时保留临时工艺附件在锁紧状态。将侧墙用天车、吊带组合按照示意图所示吊运点对侧墙组成缓慢吊运，运送至机加工工位，加工一、二位端及各门口、窗口、钻孔等。
机加工完成后将侧墙组成安全吊运至小件组焊及紧固件安装工艺装备上，并稳定放置。
6 侧墙窗框等门口小件安装
按照产品图纸要求，将窗框与侧墙组装完毕，注意装卡时保证窗框横向中心与窗口横向中心线重合，用夹紧工具固定住窗框四角，根据窗框现车配钻侧墙孔；拆卸窗框，使用清洗剂清洁侧墙、窗框配合表面，清洁后在窗框配合侧涂抹密封胶；重新组对窗框，保证配合孔重合，并用夹紧工具紧固。将铆钉插入配合孔，用拉铆枪按一定合理顺序完成铆接作业。门角加强版板等小件与此工艺步骤类似。
7侧墙检测、调修
检测侧墙组成纵向及横向检测侧墙平面度、针对侧墙铝结构平面度超标部分允许适当调修，可采用机械调修、必要时与火焰调修配合的方法对侧墙铝结构进行调平。
在以上全部完成后，典型的A型地铁客车铝合金车体侧墙铝结构即可完成全部工艺制造环节，为下一步车体总组成生产创造条件。
8结论
A型地铁客车铝合金车体侧墙铝结构是铝合金车体的最重要部件之一，要在从侧墙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总组成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.