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重慶鋼結構焊接變形分析
車頂鋼結構如圖3.3.47所示。由車頂側梁、車頂彎梁、車頂板、端彎梁和吊鐵及螺栓等零件組成。車頂側梁為4mm厚乙形冷彎型鋼，車頂彎梁為4mm厚帽形圓弧型鋼，車頂端彎梁為50mm x 50mm x 3mm圓弧形角鋼制造。主要梁件和板件材質為耐候鋼。
影響其平面度及弧度，在組焊夾具上增加拘束度進行焊接，能減小變形。車頂彎梁縱向應以其內側面定位，以使控制車頂彎梁間距862mm。車頂內側木工組裝用吊鐵設置在車頂彎梁帽形筒內側，縱向尺寸已由該梁位置確定，橫向尺寸應以車項中心線定位。雖然梁件及車頂板用組裝夾具控制相互位置，通過工藝裝備保證了車頂鋼結構尺寸精度，但是焊接過程中的變形對組裝尺寸的影響較復雜，有必要在組裝夾具上利用反變形工藝抵消其焊接變形。
焊接工藝分析就其車頂鋼結構的焊接而言，主要是如何利用反變形抵消焊接變形對車頂外形尺寸的影響和焊接質量的控制。車頂側梁焊接下撓度側梁與車頂板、車頂彎梁間的焊縫，集中在側梁橫截面中性軸上方，縱向焊接收縮必將引起車頂側梁下撓變形、長度尺寸收縮及旁彎，組裝時應預留上撓度和加長量，以抵消焊接變形。車頂彎梁焊接上撓度車頂彎梁為圓弧形零件，與車頂板間的焊縫主要集中在車頂彎梁橫截面中性軸下方。焊接時，縱向收縮必將引起車頂彎梁上撓變形，使車頂彎梁弧度半徑和寬度減小，從而使車頂鋼結構的寬度尺寸2820mm變小，弦高加大。車頂組成焊接下撓度車頂彎梁、車頂端彎梁與車頂板，車頂板與側梁間的焊縫，主要集中在車頂組成橫、縱截面中性軸上方，焊接時，車頂必然產生橫、縱截面下撓度。車頂組裝夾具應預留加長量和上撓度。
車頂板焊接變形車頂板采用2.0mm耐候鋼冷軋弧形薄板，其材質為09CuPTiRE，與車頂彎梁間為曲線焊縫，縱向收縮將使焊縫處板長縮短，影響車頂板的平面度。另外，該件四周與梁件的焊縫屬于封閉式，選擇合適焊接順序，可減小車頂板的焊接變形。車頂側梁變形車頂側梁為非對稱截面零件，長度方向開坡口在組裝夾具上夾緊焊接，增加拘束度，可防止拼接扭曲變形。工藝過程(1)將側梁(1、2位)分別吊至組對夾具上，以側梁中心線定位，并夾緊。(2)組對車頂端彎梁并與側梁定位焊，焊接正面平焊縫。(3)開動上料龍門小車，從車頂一端依次上料，車頂板靠擋定位，用風動壓縫裝置壓緊車頂板與頂板定位弧板和側梁、端彎梁，定位焊。(4)組裝車頂彎梁�？v向、橫向定位，用龍門小車壓緊裝置從車頂彎梁中部向兩端壓緊，以便控制兩翼緣與車頂板組對間隙不大于1.5mm，定位焊。(5)車頂正面焊后，組焊車頂扶手，切<215mm孔。在車頂翻轉機上將車頂翻轉180°，背面朝上，用弧形組對樣板以車頂中心線定位，分別組裝17根車頂彎梁內側吊鐵(共119件)，焊接。(6)車頂翻轉90°，一側車頂側梁腹板置水平位置，用工裝定位裝置組對和焊接木結構組裝用螺栓。車頂轉180°，同上，組焊另一側螺栓。(7)用矯正工裝，矯正車頂彎梁處寬度，然后送車體組裝。組裝夾具的定位、夾緊方式車頂鋼結構采用正組裝方式，在組裝夾具上按工藝尺寸裝配。
車頂寬度尺寸以側梁腹板內側為基準按工藝尺寸定位，定位裝置一側固定，另一側為活動式，以使車頂組焊后可正常脫離組裝夾具。側梁高度以下翼緣底面定位，并預留工藝反變形上拱撓度。側梁中心處上拱撓度為67mm，兩端為0mm。車頂板制成平板零件，組裝時內側靠組裝夾具圓弧板定位，壓緊成為圓弧車頂板，卡緊后與側梁定位焊，每塊車頂板縱向采用順向單側定位。組裝車頂彎梁時，縱向以車頂彎梁內側定位，控制車頂彎梁間距，橫向以車頂彎梁端部定位。車頂的縱向以車頂端彎梁內側面定位，以控制車頂全長尺寸。焊接工藝車頂鋼結構焊接主要是控制車頂板等的焊接變形，保證梁件正面焊縫表面成形質量，防止車頂焊縫滲漏雨水。選擇合理的焊接順序及工藝方法可減小焊接變形。焊接順序1車頂端彎梁與車頂板正面焊縫;車頂彎梁與車頂板正面焊縫;車頂板與車頂側梁正面焊縫(一側);車頂板與車頂側梁正面焊縫(另一側);切割<120mm孔，焊煙囪座;焊接螺栓;車頂板與車頂彎梁、端彎梁、側梁間內側段焊縫。
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