铁路轮对压装机组焊工艺

　　摘要：以铁路轮对压装机为研究对象，介绍了压装机的基本结构特点，具体描述了主立柱和移动殳柱的制造工艺流程，并对其难点进行了具体分析，针对工艺难点以及实际生产中易出现的工艺问题，提出了解决方案。

　　关键词：压装机;主立柱;移动佥柱;烬接;变形

　　轮对压装机也称轮轴压装机，是铁路车辆系统滚动轴承压装的专业设备。其主要用途是采用冷压方式将滚动轴承压装到轮对轴颈上。滚动轴承与轮对轴颈的配合为过盈配合，所以压装过程中压力较大。铁路轮对压装机由机体、液压站和控制台3部分组成，本文主要介绍了机体的主要结构和制作工艺及控制过程。

　　1工件结构

　　轮对压装机结构简单，工作可靠，适应性强。轮对压装机的压装精度要求高，这就决定了压装机的制造精度也很高。铁路轮对压装机属于重型装备，机体主要是由50~80mm的厚板组焊而成。由于机体部件比较大，也比较重，从效率和成本方面考虑，需要避免大规模二次加工，所以只能从控制焊接变形的方面来保证焊接后的平面度和直线度的要求。压装机制造过程中，料件的公差满足GB/T1804m级，焊接后的形位公差满足GB/T1184L级。铁路压装机主要有主立柱、移动立柱、辅助立柱、底座、测量机构等部件组焊而成。各部件都是一个组焊件，再进行组装在一起，配上电气控制系统就可以工作了。

　　其中主立柱的油缸安装面和移动立柱的工作面焊后需要加工;主立柱和移动立柱的底板焊后需要加工;底座上的导轨垫板焊后需要加工平面和轨道，其余面焊后都不需要机加工。

　　2难点分析

　　压装机属于厚板的大型焊接结构件，主要难点在于焊接量大，焊接位置差，焊接变形大，焊接要求精度高。

　　2.1焊接变形控制难度大

　　移动立柱和主立柱都是由60-80mm的大厚板组成的箱体结构，有大量的T型对接焊缝和角焊缝，T型对接焊缝为全焊透焊缝，角焊缝的焊脚高度为25mm，焊接量很大，焊接采用多层多道焊，再加.上自身结构和空间条件的限制，焊接应力大，焊接变'形更加不易控制。主立柱和移动立柱的油缸安装面的平面度要求是2.5mm，要求非常高。所以控制焊接变形是保证平面度要求的关键，也是整个部件制作的难点。

　　2.2焊接位置差

　　移动立柱和主立柱都属于扁平大的箱体结构，内部焊缝很多，焊角很大，但是内部空间窄，焊接位置差，给焊接工作带来了很大的难度。

　　3主要制造工艺

　　3.1焊接工艺

　　铁路轮对压装机主体材料为Q345B，母材厚度16-80mm不等。焊接方法为熔化极气体保护焊(MAG)，焊丝为焊丝为大西洋焊材厂生产的ER50-6，保护气为M21混合气，焊接参数按照WPS要求。焊缝尺寸满足图纸要求，焊缝质量满足iso5817C级要求。

　　3.2板材制造工艺

　　在下料前，板材先进行喷砂处理，再喷涂可焊性底漆，防止板材生锈。然后采用激光、等离子或火焰切割等方式下料，其中，薄板可以采用激光或等离子切割，大厚板只能采取火焰切割的方式。采用激光或等离子切割方式下料的板材需要校平，采用火焰切割方式下料的板材需要留岀加工余量，以便加工去除氧化层后尺寸能满足图纸要求，且为以后的焊接质量提供基础保障。

　　3.3组装焊接工艺

　　为了有效控制变形，采用先组装后焊接的方式进行组焊，采用对称、先纵后横、从中间往两边的方式进行焊接焊缝，且焊接过程应严格控制热输入。

　　3.3.1主立柱组焊工艺

　　主立柱是压装机重要部件。其组焊工艺流程：板材下料一板材加工一油缸套与侧板1组对点焊一支撑板2、支撑板3与侧板1组对点焊一各筋板与油缸套和支撑板、侧板组对点焊-焊接最深处不易焊接的4条焊缝一组对侧板2-焊接侧板2上的对称焊缝-焊接筋板与侧板、油缸套的焊缝-组对左右封板并焊接组对上下两端的支撑板、立板并点焊一组对上下顶板和底板并点焊-焊接上下两端的焊缝一VT检测一尺寸检测。

　　先焊接标识1的焊缝，然后盖上另一个侧板，焊接标识2的焊缝，然后再安装顶端和底端的隔板、顶板和盖板，并焊接相应焊缝。焊接时把主立柱固定在翻转胎上，两面对称焊接，一层一层焊接，所有的焊缝焊完一层后，再焊接下一层，不能为了方便把容易焊接的焊缝一次性焊好，然后再焊不容易焊接的焊缝，这样不利于控制焊接变形。

　　上下端部开槽部位的尺寸也要控制，如果变形太大，横梁将将无法安装。整个部件上的焊缝都要逐层翻转焊接，让焊接变形均匀产生，焊接另一侧时将对前面焊缝的变形进行一个反方向变形，从而控制整个部件的变形。为了控制两侧板的平面度要求，尤其是缸体安装面的平面度要求，只能两侧板安装后对称焊接。焊接时控制热输入，采用小电流、快速焊的方式，同时需要控制层间温度，冷却到100七以下再焊接下一层，尽量减少个人因素对焊接质量造成的影响。

　　3.3.2移动立柱组焊工艺

　　其工艺流程：板材下料-►板材加工f组对左右两侧的箱体并焊接一组对前后两侧的板-组对上下盖板-焊接前后和上下的焊缝-VT检测-尺寸检测。在组对左右两侧的箱体时，必须上下盖板和中间的环板及筋板都组装好才能焊接，否则上下盖板的平面度将不能满足要求。箱体组装后从中间向外圈对称焊接，由于焊角比较大，需要多层多道焊，且需控制层间温度在100七以下。

　　上下盖板之间的距离只有120mm，焊缝最深处有825mm，焊接操作难度大，需要在翻转胎上翻转成易操作方式焊接。前后盖板组对后需要检测平面度，根据变形情况判定接下来焊缝的焊接顺序，边焊边测量。同时上下端部开槽处的尺寸也要控制，如果变形太大，横梁将无法安装。整个移动立柱焊接过程中都要严格采用小电流、快速焊的方式来控制热输入，否则焊接变形难以控制。B-B剖，E-E剖为移动立柱上左右两个箱体，先焊接标识为1和位置的焊缝;再焊接标识2和2，位置的焊缝，即另一侧板与筋板的焊缝;最后是两个箱体组装在一起，组装顶部和底部的筋板，焊接剩余焊缝。

　　33.3辅助立柱，底座等焊接工艺

　　与上面两个立柱相比，辅助立柱和底座、测量机构等部件较为简单，辅助立柱的板材较薄，焊缝要求较低，焊接相对简单。只要采用对称焊接的方式，控制热输入，焊缝均能满足要求。所有焊缝焊完后VT检测，如有不合格，需进行补焊。补焊前需要清理干净，去除杂质，补焊后需要对补焊处进行打磨圆滑过渡处理。

　　3.3.4热处理、组装

　　由于产品板材比较厚，焊缝尺寸比较大，焊接应力也比较大，所以焊后需要消应力热处理。各大部件单独做消应力热处理，热处理后根据要求进行机加工，组装整机。

　　4工艺特点及效果

　　本产品的工艺难点是焊接变形的控制，由于对接焊缝和角焊缝焊角尺寸都比较大，焊接变形也相对较大。通过采用从中间向周边焊的焊接顺序、层层对称焊接的方法以及较小热输入的焊接参数，成功地控制了焊接变形。各部件外形尺寸按照图纸检测，各立柱侧板的平面度不大于2.5mm，各尺寸的公差均满足图纸要求。

　　5试验验证

　　通过工艺评定验证焊材与母材的匹配和焊接工艺的合理性。通过各尺寸的检测，均满足图纸要求，说明组焊工艺合格.通过压装机组装后的压装试验，说明压装机的最终使用也是满足要求的。通过以上验证结果，证明此铁路轮对压装机的组焊工艺是合理的，可以用于压装机的批量生产。

　　铁路论文投稿刊物：《铁路技术创新》(双月刊)创刊于2003年，由中国铁道科学研究院主办。综合报道和传播国内外铁路行业技术创新成果，重点展示和推广铁路新技术、新产品、新装备，引领和推动铁路技术创新。