不锈钢客车车体制造工艺探析

引言

随着我国客车制造行业的发展,客车车体制造所应用的材料由传统的以碳钢和铝合金为主转变成不锈钢材质。不锈钢材质具有质量轻、使用寿命长、制造工艺简单等应用优势,可简化客车车体制作流程,节约成本,提高客车制造工艺水平。

1不锈钢客车的优势

1.1抗腐蚀性,低维修性

不锈钢材料的抗腐蚀性极强,传统钢结构客车的使用寿命为50年,在使用过程中需要4~5次进厂维修,客车通常在维修两次后,其钢体结构的墙板和地板便会被腐蚀,被腐蚀区域需要进行挖补处理。钢结构车体的被腐蚀部位在进行挖补处理时,需要拆除其内部装饰,既延长了维修时间,又在一定程度上破坏了车体。特别是近几年来制造的25型客车车体,其墙体采用无压筋平板,在修补过程中需要进行局部抛丸处理,很容易导致钢体结构发生变形,从而损坏客车整体结构。

在对非不锈钢客车车体进行维修挖补时,往往难度较大,且维修成本较高,因此,车体通常采用不锈钢材料来解决上述问题,使得车体在使用寿命内不必进行挖补处理。

1.2简化客车生产的工艺流程

传统的客车车体制造主要是采用钢材预处理技术,该技术可避免客车车体在使用过程中出现钢板生锈问题,在对钢材进行预处理时,需要经过脱脂、清洗、磷化等流程,以此增强钢板底漆的附着力,避免出现腐蚀问题。钢材预处理技术在应用过程中容易烧毁墙板,必须要再次补漆,但这种二次处理会影响到钢结构的整体使用质量,缩短材料的使用寿命。

而将不锈钢材料应用于客车车体制造,可使不锈钢的耐腐蚀优势得到有效发挥,并简化传统制造工艺中的预处理流程,延长主体材料的使用寿命。

1.3减少环境污染

传统钢结构客车车体在采用弧焊工艺时容易产生烟尘,且钢板在预处理过程中所产生的烟尘携带有油漆成分,烟尘因无法及时排出会影响制造人员的身体健康。此外,大量烟尘的产生会给环境造成严重污染,导致工厂周边地区的空气能见度较差。

而不锈钢车体制造工艺大多采用点焊技术,不会产生较多的有害气体和光污染,大大减少了烟尘量,有效减轻了工业生产给环境造成的污染。此外,不锈钢车体制造工艺采用自动化生产方式,能节约大量的人力成本。

2不锈钢客车车体结构及制造工艺特点

2.1不锈钢客车车体结构

不锈钢材料具有高强度、质感好的特点,将不锈钢材料应用到客车制造生产工艺中,可减轻客车的钢结构重量,增强客车结构强度。不锈钢客车车体主要采用以薄壁筒型整体焊接工艺为主的不锈钢结构,不锈钢客车车体主要包括车顶、侧墙板、端墙、底架等部件,各部件间利用点焊或弧焊技术进行连接。车体主体部分主要采用低碳、高强度的奥氏体不锈钢或奥氏体铁素体不锈钢,其车体侧墙和地板的不锈钢材料厚度不超过1.5mm,车顶板的不锈钢材料厚度为2mm,梁板的不锈钢材料厚度约3mm。在制造过程中为增加车体顶板和地板的刚度,多采用滚压波纹板的形式对其进行专门设计。

2.2不锈钢客车车体制造工艺特点

由于UIC566《客车车体及其零部件的载荷》标准对车体的强度要求比传统客车制造标准高得多,为了提高不锈钢客车车体的强度,除了要整体加强车体结构外,还要改进以往的点焊技术,采用新型的电焊弧焊接技术。

不锈钢客车制造工艺最主要的特点在于侧墙和端墙的制造,不锈钢车体的侧墙采用分段式制造模式,在分段制造完成后进行二次组合,从而形成完整的侧墙。在车体制造中应用该制造模式可使车体结构更加合理,增强车体整体强度和刚度,简化制造工艺流程的同时,提高制造轻量化水平。

3不锈钢客车车体制造工艺

3.1车体挠度控制工艺

车体挠度是衡量车体刚度的一项重要指标,在不锈钢车体制造工艺中,车体挠度需控制在枕内上挠8~12mm,枕外下垂0~5mm。在车体制造中,需要为车体组装预留10mm左右的空间,然后对车体的各个支撑面数值差进行精确测量,通过支撑装置来确保支撑面与底架贴合。

由于客车车体侧面需要预留窗口,使其整体刚度很难得到保障,因此还需要对车体的侧面进行挠度控制。因为不锈钢奥氏体材料在高温条件下韧性会降低,所以在控制车底和车顶挠度时,需要避免高温,可采用组焊工序中的预制反变形方案,使车体侧面挠度得到有效控制。

3.2侧墙和车顶组成制造工艺

不锈钢客车车体制造工艺与传统制造工艺不同,需要先进行大部件的制造,然后组装与焊接部件。其中侧墙工艺结构主要由立柱、主墙板、横梁等部件组合焊接形成,其焊接对象为侧墙骨架。首先对车体侧面边梁进行定位,在紧密卡紧后将侧墙的上、中、下三个部分的墙板放置到点焊台上,然后对连接点进行合理衔接,将两端拉紧,然后应用点焊设备焊接骨架与墙板。焊接后需要调修骨架的外部平整度,确保外侧焊接平面保持一致。然后切割车体侧面的窗口,根据窗口的划线对侧板进行切割与打磨,从而完成客车车体侧墙的制造。车顶制造工艺主要包括车顶骨架焊接与机组平台组焊,骨架由横梁和竖梁组成,在焊接骨架时需要手工制作,考虑到骨架在焊接过程中可能会出现较大幅度的变形,因此在焊接时需要通过增加反变形工艺抵消焊接过程中产生的变形。在骨架焊接完成后需要对顶板和装饰板进行点焊,然后进行防雨测试,测试通过后,整体车顶组成工艺制造全部完成。

3.3车体组合制造工艺

车体大部件的组合需要采用点焊和弧焊技术,在各个部件整体吊装前,需要调整好组装的定位块,先装配车体底架,以此确保边梁的下平面及支撑面能够贴严。接下来对各个部件进行依次组装,先组装端墙、侧墙,然后组装车顶,组装完成后,采用支撑工具对距离尺寸进行调整后方可进行焊接。对于车体侧面的车窗部分,由于其无法实施点焊,因此需要利用TIG技术单独焊接窗口部位,保证车体组合制造工艺流程符合要求,生产出工艺合格的不锈钢客车车体。

4结语

将不锈钢材料应用于客车车体制造中,能够有效弥补传统制造工艺存在的不足,在提高车体材料耐用度的同时,还能减少环境污染。在应用不锈钢制造工艺时,必须严格按照其制造工艺流程生产,以保障生产效率,使生产出来的客车车体质量满足相关要求。