摘 要 在焊接技术的发展中，焊接的自动化是促使焊接发展的重要内容。本文依据轨道车辆不锈钢波纹板的自动缝焊工艺，对焊接技术的开发进行了分析，以此促使轨道车辆不锈钢车体制造水平的提高。
关键词 波纹板；自动缝焊；自动化
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0090-02
在不锈钢车体的轨道车辆中，车顶的用料是一种用于装饰的波纹板材料，其应用于车顶形成了分段搭接的通长薄壁结构。在波纹板的应用中，一般会采用焊接的形式处理车辆与板料的连接，而通常采用的焊接形式是电弧焊接和手工焊接，由于这两种焊接形式的效率不高，工艺性又较差，所以在进行焊接的控制过程中，很容易造成烧穿、塌陷等严重的现象，这也就为焊后的修补工作带来了很大的麻烦，再加之焊后所形成的波浪变形也会很大程度上对后续的装配工作造成了大的影响。为了解决波纹板焊接过程中遇到的这些问题，提高工后成品的尺寸精度和外观质量，避免因电弧焊接的应用而形成的焊缝成形差和焊接变形大的质量问题的发生，达到工序装配的各项要求，在该结构的焊接中，已逐步形成了一种较为有效地焊接工艺，即电阻焊工艺。该工艺的焊接热输入量比较的小，自动化程度又较高，因此在波纹板的焊接中，形成了很好的焊接效果。与此同时，车体此处的结构焊缝是一种密封外露的焊缝，依据TB/T1580规定，必须在焊后进行浇水试漏试验。所以，对于该车体结构的连接，可以称其为永久密封形式的电阻缝焊工艺。
在电阻缝焊工艺的具体实现中，为了达到波纹板的自动化焊接，通常会在原有设备的基础之上，将固定结构的缝焊机改制成为拥有移动形式的缝焊机。再通过现车生产、现场工作试件、焊接工艺试验等工艺试验的完善，经过改造后的缝焊机在很大程度上能够满足波纹板的自动焊接，其不仅有效地节约了工艺的投资，提高了施工现场的利用率，还使不锈钢波纹板焊接的自动化得到了很大的实现。
1 对于设备改造的论证
固定式缝焊机是从国外引进的一种焊接设备，但对于结构长、大的工件而言，要实现焊接的的自动化，是比较困难的。因此，就必须对原有的设备进行改造。而现有的改造方案有两种：1）固定式设备改造成为移动式设备，并次用驱动、导向系统对整个焊接过程进行控制，其工件是固定的；2）在原有固定式设备的基础上，只对设备焊接的连续能力进行了提升，其工件是移动式的。如果在设备的改造中，采取第一种改造方案，将传统的设备改造为移动式的缝焊机，并对固定式的配套工装进行增加，以此实现电阻缝焊的自动焊接，其不仅能够节约资源，还能利于焊接的稳定。而如果采取第二种方案，就无需对原有设备进行大的改良，但在进行长、大工件的焊接中，效果就不够明显。除此以外，场地还必须满足工件面积的两倍，这就很大程度上降低了作业面积的利用率，增加了制作移动工装的成本。再由于大型工装的移动会对焊缝质量造成严重的影响，无法满足结构的连续焊接，因此在实践中，此方案的应用使比较困难的。
2 设备的自动化改造
2.1缝焊机的改造
传统的固定式缝焊机的组成部分有加压系统、冷却系统、控制系统、焊接系统等系统，在进行设备的改造之前，会对固定式缝焊机进行各个系统的机能试验测试，由测试可以得知：1）焊接编程设定值和电流实际值的偏差不大于±2％，焊接过程中电流应有较好的一致性和准确性，且焊接的系统性能也要非常好，这样能够有效地满足焊接过程中的各项要求；2）焊接的编程设定值和压力实际值的偏差不小于±2％，电极压力有较好的一致性和准确性，且加压系统的性能非常的良好；3）缝焊机在进行改造之前，所拥有的问题有：焊接的能力不足，内循环式是焊机冷却系统采用的形式，在进行22m的工件焊接冷却中，没有形成良好的焊接效果，经常由于高温的影响，焊接系统会出现停机的现象。要实现通长缝焊的良好效果，在进行设备的改造过程中，可对以下一些项目进行参照：
1）在设备的改造中，首先要坚持不改变设备结构的重要原则，在对设备进行性能的提升和改良。可对设备进行随动的供风管路、外部冷却系统、滑触线式的受电装置、新增缝焊机走行部的改造方式来完成设备的改良；
2）要满足焊接自动化的作业要求，采用数字化系统实现缝焊滚轮线速度与焊接小车的行进速度的控制，需对场地进行通长轨道的铺设，并应用齿条、齿轮的传动以及交流伺服电机驱动的方式，进行设备的改良。此外22m导轨全长的重复定位精度±0.5mm，定位精度±1mm；
3）在设备的不断使用中，缝焊滚轮会受到严重的磨损，其直径会越来越小，这就使缝焊滚轮和小车行进之间的线速度发生了较大的偏差。此时，可对焊接控制系统中的代码进行有效地改动，可实现两者线速度的同步进行，进而保证了焊接质量的稳定。
4）焊缝机在进行移动时，必须保证设备的供电良好，这就需要在工作场地中原有梁柱的基础之上，进行三相滑触线式的受电装置的架空铺设，这样的布置能够简化设备的布线，有效地增加了台位的面积，同时又促使了厂房空间的有效利用。
5）设备在进行焊接的过程中，需要很强的冷却能力，此时可对外部水强制冷却和内部循环冷却的两种冷却方法进行充分的结合，这样可以提升对设备冷却能力。这样对于设备而言，新增的循环冷却水装置主要用于内部系统的冷却。在三相滑触线的结构上，还需进行两根冷却水管的架空铺设，以外部冷却的形式对缝焊滚轮进行冷却，实现通长焊缝的自动、连续的焊接；
6）对于设备的加压系统而言，其采用的是0.5MPa的压缩空气，为此，可对厂房管路的风源进行充分的利用。在三相滑触线的结构上，并行架设一根可自由伸缩的压风管，并将其接入原有设备的压缩系统中，以此促使设备在移动中的持续供风。
此外，还可进行一个风包的添设，来稳定风压，同时对空气过滤装置进行应用，促使压缩空气能够有一定的纯度，只有这样，才能使供风的质量得到保证。
2.2配套工装的增设
对组装通长工件时的对正调整和工装自动避让的功能进行考虑，可满足缝焊连续性和波纹板组装的作业要求。1）将待焊波纹板的支承架设置为能够伸缩的气缸，当设备通过支承架时，伸缩气缸要提前缩回支腿，设备通过之后，伸缩气缸在伸出支承工件。我们为了实现这些动作，可通过对设备进行红外线传感器的安装，来实现支承架的伸缩；2）对设备进行自动横向送料装置的配置，实现波纹板的定位和移动，保证两板的装配精度。 3 焊接工艺的试验
依据JIS Z 3141缝焊的检查方法，对改造设备的性能进行确定，其具体内容如下：1）用泄露试验法，来进行焊接密封性的验证。其结果为试件的水压要能够满足0.15MPa的标准要求；2）取波纹板试件中的横向、纵向的焊缝断面，所计算的熔透率为50％，熔宽、熔深控制在5％以内，满足熔透率20％~90％的指定要求；3）通过焊接工艺试验，依据某波纹板生产时的焊接参数，可对实验的各项参数进行参照，其焊接参数如下：
4工艺制定
4.1波纹板的组装
1）在波纹板以及工装支架上，进行横向送料装置的起动，把波纹板传送至焊接处，并有效地进行通长波纹板的固定，且促使波纹板的平放；2）依据缝焊原理，在由连续焊点重叠搭接的连续焊缝所形成的缝焊中，可对单个缝焊点进行工件组对点固。这样不仅有利于后续的连续缝焊，还可以降低焊接变形。通过焊接滚轮的利用，在波纹板的通长方向上，以1.2m的间隔依次进行点固缝焊，其中的自动缝焊参数要与点固缝焊参数保持一致，并将缝焊滚轮的压紧通电时间设定为单个焊接周期，以此促使点固的实现。
4.2质量的确认试验
对焊机性能、供电网压、预设的焊接条件进行验证。依据波纹板的实际厚度，进行试板的准备和试件的制作，完成焊接之后，凿子应从侧面切入，观察焊缝的熔合。如果母材撕裂，缝焊熔合则良好。
4.3焊缝的质量检测
通常波纹板焊接完成以后，要进行试漏工作。采用腻子对波纹板的两端进行密封，同时用水充满，30min以后观察焊缝的渗漏现象。
5结论
1）对传统的固定式缝焊机进行改造，能够实现缝焊机性能的提高和改良，改造之后的移动式设备能够满足波纹板的焊接要求，使焊接自动化的水平得到有效地；
2）移动式的缝焊机设备具有稳定的焊接质量，其设备的性能非常的良好，同时也提高了车体的制造水平；
3）在原有缝焊机的基础上，对其设备进行改造，可在很大程度上节省设备的投资资金，并促使经济效益的有效提高。
参考文献
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