CRH380高速动车组KK端制造难点工艺分析与研究

摘 要：CRH380高速动车组是目前世界上运营速度最快的轨道客车，其车体制造难度较大，质量控制标准较高。而KK端作为车体的一种重要结构部件，承载着车钩连接，其结构更为复杂，相应地对于其制造工艺和质量要求更为严格和重要。本文结合CRH380高速动车组车体KK端的结构特征，重点介绍了KK端制造难点及相应的工艺要求，以及实际生产情况。

关键词：KK端；制造难点及工艺；结构特点爱惜

0 引言

CRH380高速动车组是目前世界上运营速度最快的轨道客车，其车体制造难度较大，质量控制标准较高。KK端又叫底架前端，是车体上一种重要的组件之一，它承载着车与车之间的连接，因此对于KK端的制造技术和质量要求得非常高。KK端主要有四部分组成：组成阶段一、组成阶段二、下盖板、侧板；其中组成阶段一、阶段一又由多个部件组成。这些组件通过焊接最终合成一个KK端，而这些组件基本上都是厚板（8mm以上），焊接量较大，焊接难度大，焊后的变形也较大[1]。因此，将KK端分成多个工序进行制造，在每到工序都严格控制焊接质量和变形，以保证最终生产处一个合格的KK端。

KK端合成大致有13道工序，其中每道工序的焊接难度和变形都大，下面是几个典型构件的制造工艺：

1 车钩面板的制造

（1）结构特点。车钩座板是车体上直接连接车钩的部件，因此它的质量要求现对较高，现阶段严格规定：焊缝要求100%外观检测，100%内部检测，焊后平面度要求为±1。而车钩座板为35mm厚板焊接，焊接形式为12X双面焊接，焊接质量保证和变形控制的难度较大。因此要达到设计要求，车钩座板的制造对焊接工序，焊工技能等各个方面的要求都非常的高。（2）制造工艺。车钩座板具体的工艺方案是：焊接前，对车钩座板的组对平面度预作5mm左右的反变形，即两端较中间低5mm左右。两型材的坡口组对间隙0-0.5mm。焊接时，先焊上边焊接的两层打底焊，然后在反面清根作PT检测，合格后填充反面焊缝，最后填充正面的盖面焊。在实际操作中，由于焊工的技能水平和操作习惯的不同，在填充焊接的时候，会造成不同的焊接变形量。因此，在填充正反面焊缝的时候，可根据经验和实际情况，将交替焊接顺序进行调整，以求达到最终较小的焊后变形，减少调修量。

由于车钩座板为35mm厚，因此焊前预热温度要相对较高一些，在正常操作环境下，调修温度一般在120-140℃左右；车钩座板在焊后依然存在一定的焊接变形，这种情况下可进行机械和火焰调修，其中火焰调修温度不能超过200℃，调修次数不能超过3次。

在实际生产过程中，一般在将车钩座板焊后平面度控制在2-3mm之内，以满足后续车钩梁组成工序的需要。

在车钩座板的整个制造过程中，还采取多次多种探伤来检验和控制焊接质量。

2 车钩梁组成的制造

（1）结构特点.车钩梁组成是KK端的重要组成部分之一，其平面度及垂直度直接影响车钩连挂。而车钩梁组成成三角形稳定结构，焊后尺寸调修难度相对较大，因此在保证焊接质量的同时，要通过控制制造过程中的组焊工艺来保证最终的尺寸合格。（2）制造工艺。整个车钩梁组成制造工艺分成2个阶段：H-型材合成及开坡口组焊。在组对H型材合成时，为防止焊接变形，要对车钩支撑和H-型材之间的垂直度作4mm左右的反变形，并使用F型卡子和千斤顶固定。焊接时，焊接方向为从外向内，对称焊接。

在组对开坡口板时，为防止焊接变形，再对H-型材合成在长度方向上作约2mm左右的反变形。当然，所有的反变形量都根据实际状况来做相应的变化，并不是一成不变的。

3 桥式支撑的制造

（1） 结构特点。桥式支撑是KK端的主要组成部分之一，后续与其他地板型材共同组成车体地板，因此其平面度显得十分重要。而桥式支撑为平面厚板焊接结构，焊接量大，变形大，变形控制及焊后尺寸调修的难度较大。此外，桥式支撑还是端部门口的组成部分之一，其宽度尺寸直接影响端部门的安装，因此如何控制其焊接变形，保证尺寸也是桥式支撑的主要控制项点之一。（2） 制造工艺。整个桥式支撑制造工艺分成2个阶段：桥式支撑阶段一及桥式支撑阶段二。在阶段一组焊时，为保证端部门口宽度尺寸，在利用专用定位夹具固定的同时，在其端部门口宽度方向安装外置固定支撑，直至阶段二组焊完成后才将其卸下。在阶段二组焊时，为保证整体平面度尺寸，需对工件平面使用压紧保证板进行大面积固定，减少焊接变形，并且在焊后使用火焰和锤击方式对其调修。由于板厚较大，调修时需利用三角加热法[2]，并预制一定的反变形。

4 KK端钻孔

KK端钻孔的部位主要有电缆座及下盖板，都为组合孔，对孔距、垂直度要求较高。因此，为避免焊接变形的影响，所有眼孔都再KK端整体合成之后进行。此外，在钻孔时，使用特制的钻孔模具，分2-3钻孔（预钻底孔一次扩孔（二次扩孔））完成整体钻孔工序。

5 制造过程中的部件研配

在KK端整个制造过程中，由于零部件较多，之间的配合需要调整，因此各个部件在组对时需要研配，主要形式有：预留焊接间隙、组焊前焊接背板清除（干涉部位）等。研配量主要根据实际组焊需要而定。一般来说，鉴于KK端板厚为8mm，KK端部件焊接时，对于V型坡口，预留焊接间隙2-3mm，Y型及双面焊接的坡口无间隙，组焊前焊接背板清除30mm左右。

6 总结

KK端整体尺寸及焊接质量控制是非常重要且难度较大的，需针对KK端的每道工序进行严格控制。通过刚性固定、反变形、火焰调修、机械调修、焊前预热等多种调修手段并用，且根据实际生产经验，不断摸索规律，最终形成一个成熟的KK端制造工艺，保证了KK端的产品质量。

参考文献：

[1]王炎金.铝合金车体焊接工艺[M].北京：机械工业出版社，2009（12）：50-60.

[2]黄国定.怎样防止焊接应力与变形[M].北京：机械工业出版社，1982：65.