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隨著我國客車制造行業(yè)的發(fā)展，客車車體制造所應(yīng)用的材料由傳統(tǒng)的以碳鋼和鋁合金為主轉(zhuǎn)變成不銹鋼材質(zhì)。不銹鋼材質(zhì)具有質(zhì)量輕、使用壽命長、制造工藝簡單等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可簡化客車車體制作流程，節(jié)約成本，提高客車制造工藝水平。
1 不銹鋼客車的優(yōu)勢(shì)
1.1 抗腐蝕性，低維修性
不銹鋼材料的抗腐蝕性極強(qiáng)，傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)客車的使用壽命為50年，在使用過程中需要4～5次進(jìn)廠維修，客車通常在維修兩次后，其鋼體結(jié)構(gòu)的墻板和地板便會(huì)被腐蝕，被腐蝕區(qū)域需要進(jìn)行挖補(bǔ)處理。鋼結(jié)構(gòu)車體的被腐蝕部位在進(jìn)行挖補(bǔ)處理時(shí)，需要拆除其內(nèi)部裝飾，既延長了維修時(shí)間，又在一定程度上破壞了車體。特別是近幾年來制造的25型客車車體，其墻體采用無壓筋平板，在修補(bǔ)過程中需要進(jìn)行局部拋丸處理，很容易導(dǎo)致鋼體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，從而損壞客車整體結(jié)構(gòu)。在對(duì)非不銹鋼客車車體進(jìn)行維修挖補(bǔ)時(shí)，往往難度較大，且維修成本較高，因此，車體通常采用不銹鋼材料來解決上述問題，使得車體在使用壽命內(nèi)不必進(jìn)行挖補(bǔ)處理。
1.2 簡化客車生產(chǎn)的工藝流程
傳統(tǒng)的客車車體制造主要是采用鋼材預(yù)處理技術(shù)，該技術(shù)可避免客車車體在使用過程中出現(xiàn)鋼板生銹問題，在對(duì)鋼材進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，需要經(jīng)過脫脂、清洗、磷化等流程，以此增強(qiáng)鋼板底漆的附著力，避免出現(xiàn)腐蝕問題。鋼材預(yù)處理技術(shù)在應(yīng)用過程中容易燒毀墻板，必須要再次補(bǔ)漆，但這種二次處理會(huì)影響到鋼結(jié)構(gòu)的整體使用質(zhì)量，縮短材料的使用壽命。而將不銹鋼材料應(yīng)用于客車車體制造，可使不銹鋼的耐腐蝕優(yōu)勢(shì)得到有效發(fā)揮，并簡化傳統(tǒng)制造工藝中的預(yù)處理流程，延長主體材料的使用壽命。
1.3 減少環(huán)境污染
傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)客車車體在采用弧焊工藝時(shí)容易產(chǎn)生煙塵，且鋼板在預(yù)處理過程中所產(chǎn)生的煙塵攜帶有油漆成分，煙塵因無法及時(shí)排出會(huì)影響制造人員的身體健康。此外，大量煙塵的產(chǎn)生會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重污染，導(dǎo)致工廠周邊地區(qū)的空氣能見度較差。而不銹鋼車體制造工藝大多采用點(diǎn)焊技術(shù)，不會(huì)產(chǎn)生較多的有害氣體和光污染，大大減少了煙塵量，有效減輕了工業(yè)生產(chǎn)給環(huán)境造成的污染。此外，不銹鋼車體制造工藝采用自動(dòng)化生產(chǎn)方式，能節(jié)約大量的人力成本。
2 不銹鋼客車車體結(jié)構(gòu)及制造工藝特點(diǎn)
2.1 不銹鋼客車車體結(jié)構(gòu)
不銹鋼材料具有高強(qiáng)度、質(zhì)感好的特點(diǎn)，將不銹鋼材料應(yīng)用到客車制造生產(chǎn)工藝中，可減輕客車的鋼結(jié)構(gòu)重量，增強(qiáng)客車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。不銹鋼客車車體主要采用以薄壁筒型整體焊接工藝為主的不銹鋼結(jié)構(gòu)，不銹鋼客車車體主要包括車頂、側(cè)墻板、端墻、底架等部件，各部件間利用點(diǎn)焊或弧焊技術(shù)進(jìn)行連接。車體主體部分主要采用低碳、高強(qiáng)度的奧氏體不銹鋼或奧氏體鐵素體不銹鋼，其車體側(cè)墻和地板的不銹鋼材料厚度不超過1.5mm，車頂板的不銹鋼材料厚度為2mm，梁板的不銹鋼材料厚度約3mm。在制造過程中為增加車體頂板和地板的剛度，多采用滾壓波紋板的形式對(duì)其進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。
2.2 不銹鋼客車車體制造工藝特點(diǎn)
由于UIC 566《客車車體及其零部件的載荷》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車體的強(qiáng)度要求比傳統(tǒng)客車制造標(biāo)準(zhǔn)高得多，為了提高不銹鋼客車車體的強(qiáng)度，除了要整體加強(qiáng)車體結(jié)構(gòu)外，還要改進(jìn)以往的點(diǎn)焊技術(shù)，采用新型的電焊弧焊接技術(shù)。不銹鋼客車制造工藝最主要的特點(diǎn)在于側(cè)墻和端墻的制造，不銹鋼車體的側(cè)墻采用分段式制造模式，在分段制造完成后進(jìn)行二次組合，從而形成完整的側(cè)墻。在車體制造中應(yīng)用該制造模式可使車體結(jié)構(gòu)更加合理，增強(qiáng)車體整體強(qiáng)度和剛度，簡化制造工藝流程的同時(shí)，提高制造輕量化水平。
3 不銹鋼客車車體制造工藝
3.1 車體撓度控制工藝
車體撓度是衡量車體剛度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，在不銹鋼車體制造工藝中，車體撓度需要控制在枕內(nèi)上撓8～12mm，枕外下垂0～5mm。在車體制造中，需要為車體組裝預(yù)留10mm左右的空間，然后對(duì)車體的各個(gè)支撐面數(shù)值差進(jìn)行精確測量，通過支撐裝置來確保支撐面與底架貼合。由于客車車體側(cè)面需要預(yù)留窗口，使其整體剛度很難得到保障，因此還需要對(duì)車體的側(cè)面進(jìn)行撓度控制。因?yàn)椴讳P鋼奧氏體材料在高溫條件下韌性會(huì)降低，所以在控制車底和車頂撓度時(shí)，需要避免高溫，可采用組焊工序中的預(yù)制反變形方案，使車體側(cè)面撓度得到有效控制。
3.2 側(cè)墻和車頂組成制造工藝
不銹鋼客車車體制造工藝與傳統(tǒng)制造工藝不同，需要先進(jìn)行大部件的制造，然后組裝與焊接部件。其中側(cè)墻工藝結(jié)構(gòu)主要由立柱、主墻板、橫梁等部件組合焊接形成，其焊接對(duì)象為側(cè)墻骨架。首先對(duì)車體側(cè)面邊梁進(jìn)行定位，在緊密卡緊后將側(cè)墻的上、中、下三個(gè)部分的墻板放置到點(diǎn)焊臺(tái)上，然后對(duì)連接點(diǎn)進(jìn)行合理銜接，將兩端拉緊，然后應(yīng)用點(diǎn)焊設(shè)備焊接骨架與墻板。焊接后需要調(diào)修骨架的外部平整度，確保外側(cè)焊接平面保持一致。然后切割車體側(cè)面的窗口，根據(jù)窗口的劃線對(duì)側(cè)板進(jìn)行切割與打磨，從而完成客車車體側(cè)墻的制造。車頂制造工藝主要包括車頂骨架焊接與機(jī)組平臺(tái)組焊，骨架由橫梁和豎梁組成，在焊接骨架時(shí)需要手工制作，考慮到骨架在焊接過程中可能會(huì)出現(xiàn)較大幅度的變形，因此在焊接時(shí)需要通過增加反變形工藝抵消焊接過程中產(chǎn)生的變形。在骨架焊接完成后需要對(duì)頂板和裝飾板進(jìn)行點(diǎn)焊，然后進(jìn)行防雨測試，測試通過后，整體車頂組成工藝制造全部完成。
3.3 車體組合制造工藝
車體大部件的組合需要采用點(diǎn)焊和弧焊技術(shù)，在各個(gè)部件整體吊裝前，需要調(diào)整好組裝的定位塊，先裝配車體底架，以此確保邊梁的下平面及支撐面能夠貼嚴(yán)。接下來對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行依次組裝，先組裝端墻、側(cè)墻，然后組裝車頂，組裝完成后，采用支撐工具對(duì)距離尺寸進(jìn)行調(diào)整后方可進(jìn)行焊接。對(duì)于車體側(cè)面的車窗部分，由于其無法實(shí)施點(diǎn)焊，因此需要利用TIG技術(shù)單獨(dú)焊接窗口部位，保證車體組合制造工藝流程符合要求，生產(chǎn)出工藝合格的不銹鋼客車車體。
4 結(jié)語
將不銹鋼材料應(yīng)用于客車車體制造中，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)制造工藝存在的不足，在提高車體材料耐用度的同時(shí)，還能減少環(huán)境污染。在應(yīng)用不銹鋼制造工藝時(shí)，必須嚴(yán)格按照其制造工藝流程生產(chǎn)，以保障生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)出來的客車車體質(zhì)量滿足相關(guān)要求。
