淺談出口鐵路貨車箱型中梁扭曲控制方法

1、<p>　　淺談出口鐵路貨車箱型中梁扭曲控制方法</p><p>　　[摘 要]隨著鐵路貨車技術的發(fā)展，出口鐵路貨車中梁采用屈服強度為450MPa高強耐候鋼組焊箱型中梁的結構應用越來越廣泛，箱型中梁因為焊縫集中，焊接變形大，質量難以控制，尤其是中梁扭曲變形對底架組裝有很大的影響，對車輛運行存在安全風險。本文介紹了鐵路貨車箱型中梁的結構特點，中梁扭曲變形原因，并在原因分析的基礎上提出了箱型中梁扭曲的控制方

2、法，并將實踐中的成功經(jīng)驗納入指導性文件進行廣泛應用，確保生產(chǎn)的順利進行。 </p><p>　　[關鍵詞]鐵路貨車；中梁；扭曲；方法 </p><p>　　中圖分類號：TD327.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0357-01 </p><p>　　隨著鐵路貨車技術的發(fā)展，根據(jù)輕量化設計原則，為降低車輛自重，出口鐵路貨車中梁采用屈服

3、強度為450MPa高強耐候鋼組焊箱型中梁的結構應用越來越廣泛，箱型中梁因為焊縫集中，焊接變形大，扭曲變形難以控制，尤其是中梁扭曲變形對底架組裝有很大的影響，對車輛運行存在安全風險。本文在分析箱型中梁產(chǎn)生扭曲變形原因的基礎上提出了箱型中梁扭曲的控制方法。 </p><p><b>　　1 結構特點 </b></p><p>　　國內鐵路貨車中梁一般采用熱軋乙字型鋼組焊而

4、成，由于中梁不是封閉結構，組焊完可以通過中梁矯正胎調整中梁扭曲變形。 </p><p>　　根據(jù)輕量化設計原則，為降低車輛自重，我公司出口鐵路貨車中梁一般采用箱型結構，箱型中梁通過板材拼接成箱型結構，由上蓋板、下蓋板、腹板（左）、腹板（右）等組焊而成，如圖1所示，箱型中梁長度在8000mm～15000mm之間，腹板高度在300mm-800mm之間，中梁腹板與中梁下蓋板采用雙面角焊縫，中梁腹板與中梁上蓋板采用單面坡

5、口焊縫加角焊縫。由于中梁為封閉結構，組焊完后中梁扭曲變形很難通過工裝設備調整。 </p><p>　　2 箱型中梁工藝難點分析 </p><p>　　鐵路貨車中梁為車體的重要部件，承受主要的載荷，中梁的制造質量關系到車體運行安全，而箱型中梁主要控制難點為中梁的扭曲變形控制，如果中梁扭曲超差，影響底架組裝，會導致底架組裝完后，車體傾斜，在運行中會存在傾覆的風險。 </p>&l

6、t;p>　　箱型中梁由于焊縫集中，導致中梁焊接變形大，中梁焊接完后容易扭曲變形，從而超出兩上心盤橫向間隙差不大于1mm的技術要求，且中梁扭曲變形很難通過工裝設備調整，所以中梁扭曲變形控制為出口鐵路貨車中梁的制造難點。 </p><p>　　3 中梁扭曲控制工藝分析 </p><p>　　3.1 組裝工藝分析 </p><p>　　3.1.1中梁上蓋板、下蓋板、

7、腹板因材料長度較長，一般都是用短料拼焊而成，腹板拼接時預放撓度，拼接的中梁撓度由于組裝間隙及焊接收縮不一致，導致中梁腹板拼焊后撓度不一樣，當撓度值相差較大的兩中梁腹板組焊到同一根中梁上時，就會導致中梁扭曲。 </p><p>　　3.1.2 中梁組裝時使用中梁組裝胎模組裝，將中梁各部件與胎模各定位塊貼合緊密，并用夾具夾緊后再組裝，當中梁與胎模定位面貼合不嚴密，或者組裝胎模定位面未校準，就會導致組裝后的中梁扭曲變形

8、。 </p><p>　　3.1.3中梁上蓋板組裝前，中梁未封閉，中梁扭曲容易調整過來，當中梁上蓋板組裝后，中梁形成封閉式箱型結構，中梁扭曲就很難調整。所以中梁上蓋板組裝的組裝質量對中梁是否扭曲有很大的影響。 </p><p>　　3.2 焊接變形分析 </p><p>　　在箱型梁的焊接中，扭曲變形一般是由焊縫的縱向或橫向收縮造成的，焊接順序不合理，都會引起扭曲變

9、形[1]。 </p><p>　　中梁扭曲影響較大的焊縫有焊縫1、2、3，焊接時先焊接內部焊縫1，再焊接外部焊縫2，再焊接外部焊縫3（圖1）。 </p><p>　　箱型中梁內部和外部焊縫基本屬于對稱焊縫，如果兩條對稱焊縫沒有同步焊接，或者是焊接方式不一樣，都有可能造成中梁的扭曲變形。 </p><p>　　4 中梁扭曲控制工藝措施 </p><

10、p>　　4.1組裝工藝措施 </p><p>　　4.1.1 中梁腹板拼接在專用拼接胎上拼焊，拼焊胎設置撓度定位點，這樣拼焊完的中梁腹板撓度值相差不會很大，將拼接好的中梁腹板撓度全部都測量，并將數(shù)值寫在中梁腹板上，在中梁組裝時，同一中梁兩腹板撓度應在組裝前選配，按照兩腹板撓度差值在2mm以內的標準選配，保證組裝質量。 </p><p>　　4.1.2中梁組裝胎在組裝前需校準胎模定位面

11、，尤其是兩心盤定位基準面，保證組裝要求。在中梁組裝時，以心盤安裝面作為工裝夾具的基準，在工裝夾具上采用有效的約束來保證兩腹板對下蓋板的垂直度，同時組裝時需要用夾緊裝置將各工件壓緊，貼合胎模定位塊，工件與定位塊間隙要求不大于1mm。 </p><p>　　4.1.3中梁上蓋板組裝需要使用專用工裝組裝，心盤承臺需模擬中梁撓度設置心盤定位平面，在中梁中間位置，需模擬中梁撓度設置撓度定位面，且工裝心盤定位面和撓度定位面需

12、要測量水平數(shù)據(jù)，并在組裝時設置壓緊裝置壓緊中梁下蓋板，貼緊定位塊，保證工件與定位面間隙不大于1mm，檢查完后才能定位焊中梁上蓋板與中梁腹板的焊縫。 </p><p>　　4.2 焊接工藝措施 </p><p>　　中梁焊縫基本屬于對稱焊縫，為減少中梁扭曲，需盡量同步同向對稱焊接，焊縫造成的變形會同步變形，就不會造成中梁扭曲。 </p><p>　　當焊接內腔焊縫1時

13、，如果同步對稱焊接，操作工很難操作，就會造成中梁扭曲，所以中梁內腔焊縫焊接時需在壓緊狀態(tài)下焊接，焊接完后，待焊縫冷卻后松開夾具。 </p><p>　　當焊接外部焊縫2時，需同步對稱焊接，即兩電焊工在中梁的兩側，從中梁中部同時往中梁兩端焊接，焊接時注意兩電焊工的距離，距離不超過300mm，這樣中梁焊接收縮基本同步，中梁扭曲變形最小。 </p><p>　　當焊縫外部焊縫3時，同焊縫2，需要

14、同步對稱焊接。 </p><p><b>　　5 結論 </b></p><p>　?。?）同一中梁上的兩中梁腹板需選配組裝，撓度差控制在2mm以內。 </p><p>　?。?）中梁內腔焊縫在壓緊狀態(tài)下焊接，中梁外部焊縫同步對稱焊接。 </p><p>　?。?）中梁上蓋板在專用胎模上組裝，胎模模擬中梁撓度，設置心盤承

15、臺及中梁撓度定位塊，并在夾緊狀態(tài)下組裝中梁上蓋板。 </p><p>　　通過批量生產(chǎn)，以上方法相互配合控制中梁焊接變形， 基本無扭曲變形，達到兩上心盤橫向間隙差不大于1mm的要求，從而有效地確保了中梁生產(chǎn)質量。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 中國機械工程學會焊接學會編.焊接手冊第3卷焊接結構[M