CN112658609A - 一种apm300r构架悬挂框架部件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法，包括：(1)模块化子组件的焊接：所述子组件包括矩形管总成、第一板簧安装座、第二板簧安装座、安装座腹板总成、悬挂框架主框架；所述子组件的焊接所使用的原材料均通过打砂去除表面的氧化膜；子组件焊接完成进行探伤、气密性检测；(2)悬挂框架总成的焊接：将完成步骤(1)的子组件进行组装、焊接，总成焊接完成后进行探伤检测；(3)针对悬挂框架总成的去应力：采用热处理退火、喷砂去应力及针击震动去应力相结合的方式进行；(4)进行整体机加工，并进行油漆。本发明提高了生产顺序的灵活性，节省了总成工装的占胎时间，易于实现流水作业，提高了生产效率。

Description

一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法

技术领域

本发明涉及一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法，属于轨道交通车体构架制造技术领域。

背景技术

车体构架悬挂框架部件的焊缝强度，决定车辆运行过程中能否紧急制动，关乎车辆运行的安全；车体构架悬挂车架部件的尺寸精度，关乎车体减震及运行的平稳性，关乎车辆运行过程中的舒适性。

现有制造工艺往往制造整体工装，在整体工装上完成整个产品的制造过程，使得制造工艺过程缺少灵活性，组焊工装笨拙不好用，整体焊接完成后调型，给调型工作造成困难，且无法达到产品的预期效果。

现有工艺采用整体焊接工艺，部分焊缝焊接可达性差，焊缝质量参差不齐，威胁列车的行车安全。

现有工艺对整体构架焊缝进行打砂去应力，使用相同工艺对整个构架的关键焊缝和非关键焊缝进行去应力，容易造成部分关键焊缝焊后参与应力去除不彻底和非关键焊缝去应力过度的后果，威胁行车安全。

现有技术是采用焊前使用手动角磨工具去除碳钢板表面的氧化膜，由于去除不彻底，在焊接过程中易于产生焊接缺陷(如气孔、夹杂、熔合不良等)，不能很好的保证产品的焊接质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法。

本发明解决的技术问题如下：

1)解决整体焊接工装适用性差的缺点，针对不同子组件采用不同的焊接工装来进行分别焊接，提高构架生产工艺的灵活性，实现构架模块化生产，提高生产效率和生产质量，提高子组件的互换性，从而避免构架整体不合格的风险；

本构架制造工艺使用几个工装(仅是在多孔柔性平台上借助简易卡具装配，不是复杂工装，几个工装配合完成，易于实现流水线生产，提高生产效率)配合完成，制造工艺灵活，子组件焊接时预制反变形，子组件焊接完成后基本无需调型，子组件焊接后在总成工装焊接悬挂框架总成，总成焊接后基本不需要调型。

2)解决整体焊接造成的部分焊缝焊接可达性差的缺点，提高整个构架的焊接质量；本构架制造工艺优化焊接顺序，提高焊接可达性差的焊缝的可达性，提高焊接质量。

3)解决整个构架焊缝焊后整体去应力造成的焊接参与应力去除不彻底或去除过度的问题，灵活运用多种去应力工艺，通过多种去应力工艺相结合，以达到更好的去应力效果。

本构架制造工艺优化去应力工艺，通过热处理去应力、打砂去应力、针击震动去应力相结合的方式，对整个构架的关键焊缝和非关键焊缝区别对待，更加彻底的去除关键焊缝的焊接残余应力，提高构架疲劳性能，提高车辆运行的安全。

4)解决焊前手工打磨材料表面氧化膜导致打磨不彻底，劳动强度大的问题，采用对材料表面氧化膜整体打砂的工艺，提高氧化膜打磨质量，降低劳动强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法，包括：

(1)模块化子组件的单独焊接：所述子组件包括矩形管总成、第一板簧安装座、第二板簧安装座、安装座腹板总成、悬挂框架主框架；上述子组件各自焊接完成后，进行探伤、气密性检测；

(2)悬挂框架总成的焊接：将完成步骤(1)的各子组件进行组装、焊接，总成焊接完成后进行探伤检测；

(3)针对悬挂框架总成的去应力：采用热处理退火、喷砂去应力及针击震动去应力相结合的方式进行；

(4)磁粉检测确认无裂纹缺陷；再进行整体机加工，并进行油漆。

进一步的，所述步骤(1)：所述子组件的原材料在焊接前均通过打砂去除表面的氧化膜。

进一步的，所述步骤(1)：子组件在各自的多孔柔性平台上借助简易卡具进行组焊。

进一步的，所述步骤(1)的子组件焊接完成后基本无需调型；所述步骤(2)的悬挂框架总成焊接后基本不需要调型。

进一步的，所述步骤(2)：由于子组件已模块化组焊并且尺寸满足要求，悬挂框架总成焊接时仅控制各子组件之间的相对位置尺寸即可。

进一步的，所述步骤(3)的去应力：针对所述悬挂框架整体焊缝进行热处理退火去应力以及喷砂去应力的方式，针对所述第一板簧安装座和第二板簧安装座周围的连接焊缝采用针击震动去应力的方式。

进一步的，所述矩形管总成的矩形管设为带R角的矩形管，R角需大于等于12.7mm。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1)通过打砂工艺替代焊前对氧化膜手工打磨处理的工艺，大大提高了焊接接头性能，也减轻了焊工的劳动强度；

2)通过采用模块化生产的工艺，将较为复杂的子组件使用单独工装组焊，提高了生产顺序的灵活性，节省了总成工装的占胎时间，易于实现流水作业，提高了生产效率。同时，通过子组件的单独焊接生产，可以灵活调整焊接位置，使可达性差的焊缝能够在较适宜的焊接位置下焊接，提高了焊接质量。

3)通过不同的去应力工艺，对于不同重要性的焊缝使用不用的去应力工艺，避免了去应力过度和去应力不彻底两个极端现象，提高了悬挂框架的可靠性，同时也节约了生产成本。

4)本发明构架制造工艺优化焊接顺序(传统焊接顺序是将所有子件组装到同一个整体工装上进行组焊，造成一些焊缝焊接可达性差、焊接质量难以保障和焊接效率低的问题)，提高焊接可达性差的焊缝的可达性，提高焊接质量。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2是悬挂框架结构图；

图3是悬挂框架的矩形管总成示意图；

图4是矩形管与圆棒装配示意图；

图5是板簧安装座示意图：(a)第一板簧安装座；(b)第二板簧安装座；

图6是安装座腹板总成示意图；

图7是悬挂框架主框架形式示意图；

图8是悬挂框架总成的装配焊接示意图；

图9是针击去应力部位示意图；

其中，1-矩形管总成，11-第一矩形管，12-圆棒，2-第一板簧安装座，21-第二矩形管，22-钢板，3-第二板簧安装座，31-第三矩形管，32-折弯板，33-圆管，4-安装座腹板总成，5-纵梁，6-上盖板，7-下盖板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

如图2所示，是悬挂框架产品的结构，其包括矩形管总成1、第一板簧安装座2、第二板簧安装座3和安装座腹板总成4等。

如图1所示，是本实施例的APM300R构架悬挂框架部件的制备方法包含加工、焊接、热处理退火、油漆等工序，具体工艺路线为：下料→坡口加工→焊前处理(喷砂)→子组件焊接→子组件探伤→调型→总成焊接→总成探伤→整体机加工→油漆处理。

下面对上述方法进行具体描述。

1、首先进行模块化子组件的焊接，包括矩形管总成1、第一板簧安装座2、第二板簧安装座3、安装座腹板总成4等的焊接，所使用的钢板及矩形管均通过打砂去除表面氧化膜，下面分开对各子组件的焊接进行阐述：

1)矩形管总成1的焊接：首先在多孔柔性平台上对矩形管总成1进行组焊，矩形管上主要安装空气弹簧，对于气密性要求较高，因此对矩形管总成1进行12bar气压试验，保持15分钟不漏气。其结构为在矩形管表面钻相应尺寸的圆孔，通过相同直径规格的带有孔的圆棒12进行加强，圆棒12与矩形管通过角焊缝连接，矩形管两端使用碳钢板进行焊接角焊缝密封。工艺流程为焊接→表面磁粉检测→气密试验。由于在设计时考虑了防错，即在圆棒12上加工有凸台，因此圆棒12与矩形管组焊时不需要辅助工装去固定装配尺寸，仅在平台上组焊即可。矩形管总成1见图3所示，矩形管与圆棒12装配示意图见图4所示。导向框架的矩形管设为带R角的矩形管，而R角的大小与焊缝熔深有关系，本产品焊缝要求熔深大于等于9.7mm，R角需大于等于12.7mm，本产品实际使用的R角为12.7mm。

2)板簧安装座的焊接：第一板簧安装座2和第二板簧安装座3(见图5)的主要结构为矩形管和圆管或者折弯板焊接而成，由于结构较为狭小，部分焊缝焊接可达性较差，如果将以上两安装座放在悬挂框架总成上装配焊接，则会导致部分焊缝在较差的焊接可达性状态下焊接，焊工劳动强度大而且焊缝的焊接质量难以保证，因此采用模块化焊接方式，即在多孔柔性平台组焊而成，由于上述安装座尺寸小，可自由翻转至舒适的平角焊位置焊接，降低焊工的劳动强度，焊缝质量容易保证。

3)安装座腹板总成4的焊接：由于列车行驶过程中，构架尤其是悬挂车架板簧安装座连接板簧，因此其承受周期性交变载荷，这对于板簧安装座的结构强度要求较为严格，因此在板簧安装座上增加腹板，此构架板簧安装座腹板(安装座腹板总成4)主要采用钢板折弯成圆弧形焊接而成。由于其折弯成圆弧形，圆弧形内侧需焊接加强筋，导致其焊接位置变化较大，如在总成上单一焊接位置焊接，其焊接可达性差，焊缝质量难以保证，因此采用模块化焊接。安装座腹板总成结构如图6所示。

4)悬挂框架主框架的焊接：在多孔柔性平台上完成悬挂框架主框架的焊接，焊缝结构如图7所示，焊接完成后对所有焊缝进行磁粉检测，磁粉检测需达到ISO23278-2X级别，焊接完成后进行调修，然后准备在工装上焊接悬挂框架总成。

通过以上子组件模块化焊接，使以上子组件总成实现流水作业，大大降低了总成焊接工装的占胎时间，提高了生产效率和焊接质量，提高了产品维修性，例如矩形管焊接组成，焊接后需进行气密性检测，如气密检测时存在漏气问题，可直接在矩形管焊接组成工序进行返修处理，避免了整件悬挂框架焊接完成后发现漏气进而返修难度大甚至报废的风险。同时，以上子组件焊接完成后焊缝尺寸容易保证，只需要进行简单调修，给后续悬挂框架总成焊接提供了方便，也使悬挂框架总成的尺寸要求容易满足。

2、悬挂框架总成的焊接：悬挂框架总成的焊接在总成焊接工装上进行，总成焊接时在工装组对形式如图8所示，由于子组件已在多孔平台模块化组焊并且尺寸满足要求，总成焊接时仅控制各子组件及其他附件之间的相对位置尺寸即可，总成焊接后不需调修即可满足尺寸要求，大大提高了生产效率，总成焊接后进行磁粉检测。

3、悬挂框架总成的焊接完成后，对所有焊缝进行目视及磁粉检测，合格后进行尺寸检查，并进入去应力工序。

4、针对悬挂框架总成的去应力，本制造工艺采用热处理退火、喷砂去应力及针击震动去应力相结合的方式进行，即针对悬挂框架整体焊缝进行热处理退火去应力、喷砂去应力两种工艺，针对板簧安装座周围连接焊缝，由于该位置受力较大，承受动载荷较为复杂，而该位置又是整个悬挂框架较为关键部位，为更好地消除焊缝内部残余应力，增加了针击震动去应力工艺，针击去应力部位如图9所示。

5、去应力完成后对整体焊缝进行磁粉检测，确认焊缝没有因为去应力退火导致裂纹等缺陷，然后对悬挂框架进行油漆。

以上所述仅为本发明的优选例实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法，其特征在于，包括：

(1)模块化子组件的单独焊接：所述子组件包括矩形管总成、第一板簧安装座、第二板簧安装座、安装座腹板总成、悬挂框架主框架；上述子组件各自焊接完成后，进行探伤、气密性检测；

(2)悬挂框架总成的焊接：将完成步骤(1)的各子组件进行组装、焊接，总成焊接完成后进行探伤检测；

(3)针对悬挂框架总成的去应力：采用热处理退火、喷砂去应力及针击震动去应力相结合的方式进行；

(4)磁粉检测确认无裂纹缺陷；再进行整体机加工，并进行油漆。

2.如权利要求1所述的一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)：所述子组件的原材料在焊接前均通过打砂去除表面的氧化膜。

3.如权利要求2所述的一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)：子组件在各自的多孔柔性平台上借助简易卡具进行组焊。

4.如权利要求1或2所述的一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的子组件焊接完成后基本无需调型；所述步骤(2)的悬挂框架总成焊接后基本不需要调型。

5.如权利要求1或2所述的一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)：由于子组件已模块化组焊并且尺寸满足要求，悬挂框架总成焊接时仅控制各子组件之间的相对位置尺寸即可。

6.如权利要求1或2所述的一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的去应力：针对所述悬挂框架整体焊缝进行热处理退火去应力以及喷砂去应力的方式，针对所述第一板簧安装座和第二板簧安装座周围的连接焊缝采用针击震动去应力的方式。

7.如权利要求1或2所述的一种APM300R构架悬挂框架部件的制备方法，其特征在于，所述矩形管总成的矩形管设为带R角的矩形管，R角需大于等于12.7mm。

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