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摘要：随着城市轨道的不断发展，地铁网络也得到不断扩大。转向架是地铁中最为重要的一个组件，一旦出现问题必将会影响地铁正常运行，甚至会发生安全事故。简单地说，转向架是地铁车辆的核心部件，其制造技术水平决定地铁车辆的最终性能。我国为了保证地铁车辆的生产质量，配置了焊接机械手系统。如果转向架的焊接均由焊接机械手来完成，那么焊接机械手就能适应地铁生产过程中的高温、有毒的恶劣环境，进而大大地提高了我国转向架加工的制造水平。本文通过阐述焊接机械手的作用原理，分析了其在地铁转向架制造中的实践性问题。
关键词：焊接机械手；地铁；转向架制
前言
目前，国内城市轨道交通得到快速发展，诸如，庞巴迪、阿尔斯通、西门子等公司，均参与我国城市地铁车辆的制造。通过国际合资、合作的方式，国内地铁车辆制造水平得到快速发展。例如，浦镇车辆厂是中法合资生产企业，其主要承担了上海-明珠线地铁车辆的生产。自2015年开始，该公司按照法方的要求不断进行技术升级和改造，并在转向架制造方面投入大量资金。同样，法方为了让浦镇车辆厂生产出符合要求的转向架，也出让了相关技术。浦镇车辆厂的明珠线地铁车辆采用无摇枕焊接转向架，具有结构合理、轻巧，动力学性能良好的优点，并广泛应用于国内、外多个城市的地铁车辆生产过程中。由于地铁车辆属于动力分散型电动车组，所以其需要频繁制动，所以要对转向架有更高的要求。通过对构架焊接质量的分析，在确定侧梁、横梁位置的基础上，认为应该采用机械手进行焊缝，以此保证产品的质量。
1. 我国地铁发展及焊接机械手概述
由于我国人口数量众多，拥有很多人口超过100万的城市，需要较为先进的交通系统，而地铁是大城市交通的主要工具。因此，我国地铁制造业不仅未来发展迅速，而且具有广阔的发展前景。在地铁结构中，拥有十分重要的一个组件就是转向架。转向架不仅可以保证地铁稳速前进，而且可以满足停止、转弯，操作频繁的需求。一旦地铁转向架质量出现问题，就会导致地铁运行事故频发。目前，地铁转向架主要采用焊接机械手，以此提高该结构的生产质量。机械可以适应于高温、危险、高温的作业环境，并被广泛应用于医疗、搬运、卸料等领域，而且焊接机械手运动灵活、操作方便，其应用范围逐渐扩大。地铁转向架焊接是装备制造业中基本作业工程，而且生产过程中烟雾较多和火花飞溅，人工不能再此环境中生产。
2. 焊接机械手在地铁转向架中的实践
2.1 转向架组成
转向架主要包括：侧梁、横梁、构架、电动机等结构，并由上述部件焊接而成。转向架的材料包括：16MnR、Q345，以及Q235 等低合金钢，而且转向架主要由众多部件焊接而成，各个部件的焊接工艺不同。转向架由于自身焊缝较多，而且采用较厚的8mm 以上的钢板，所以需要进行多层多道焊接。在转向架中侧梁外部制造过程中，其主要采用的是焊接机械手，而且部分小弧焊和环形焊缝主要采用的是小型自动焊接机械手，其余部分较难焊接，所以需要依靠技术较高的焊工进行焊接。
2.2 焊接工艺流程
（1）焊前准备
焊接机械手进行转向架焊接之前，相关人员要检查转向架侧梁，其焊缝是否处于20mm 的范围内，而且打磨是否光滑。另外，转向架的焊缝位置是否干净，是否无碎渣和油污等；技术人员要检查焊接机械手的程序是否已经设定，相关参数是否符合焊接作业。
（2）焊接参数
转向架中侧梁主要采用IGM焊接机械手进行焊接，而其中侧梁的打底层、填充层和盖面层，则采用Q345R材料，焊缝为10HY+a4 的T 型接头。这样可以有效的实现焊接侧梁内外板，的四条焊缝的焊接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在焊接过程中，应该采用熔化极活性气体进行保护焊，或者采用富氩混合气体作为保护气体。
2.3 焊接机械手解决的问题
在焊接过程中，侧梁容易出现的最大的问题，诸如，焊接发生变形。然而，在实际生产过程中，构架侧梁焊接后会出现一定的扭曲变形，进而造成后期其他组件不能正常安装。转向架侧梁出现扭曲的原因是，在侧梁焊接时，虽然采用多层、多道焊接，但不能有效控制焊接地点的温度，导致侧梁由于高温而发生变形。焊接机械手的不出现，可以根据设定的编程，依据自身安装的多个温度传感器，避免上述问题的出现。焊接机械手不仅能检测焊接过程中的温度，而且可以控制焊接时焊弧温度。由于人工焊接技术水平不一致，所以不能进行精准焊接，导致焊接构建不合格。然而，焊接机械手用的是光学传感器和电弧传，感器具有追踪定位功能，以确定转向架行程正确，保证转向架焊接的精度。
2.4 焊后处理
转向架侧梁焊接完成后，对高温焊接的位置进行捶打，检测其硬度；同时，针对焊接机械手焊接过得地方，需要进行人工检查，并进行边角处和打磨。另外，相关人员要检查侧梁的弯曲度，保证转向架弯曲度处于合理的范围之内，并对转向架焊缝进行质量检测。
3. 焊接机械手在地铁转向架制造中的优点
目前，我国主要采用焊接机械手进行地铁转向架制造，主要是由于其性能稳定，而且焊接质量较高。在地铁行驶过程中，转向架承受较大的外力，所以转向架的焊接质量水平直接关系到地铁的运行安全。人工焊接由于不同人员的技术不同，会出现焊接不精准的问题，而焊接机械手有效解决上述问题。随着焊接机械手的发展，其更加智能化，并且应用范围更加广泛。例如，激光焊机和搅拌摩擦焊机可以进行厚度较小材料的焊接。其中，IGM 焊接机械手操作稳定，其内安装有电弧传感器，通过测量焊接点间的摆动电力，进行轨迹修正，进而实现了跟踪焊接的功能。一旦焊接完成后，相关人员要观察焊接处情况，诸如，IGM 焊接机械手焊接后，检测其是否出现宏观裂纹、层间未熔合和夹渣等问题。简单地说，焊接机械手的优点主要体现在以下几方面：
（1）提高生产效率。焊接机械手具有速度快、成型好，处理时间短的优点。相对于传统手工焊接来说，机械手焊接具有明显的效率优势。由于焊接机械手不间断连续焊接，大大减少了工时消耗；同时，焊接机械手热输入大，焊接速度较快，大大节省焊接时间；由于焊接机械手焊缝成形良好，焊后清理时间比较短。
（2）焊接质量稳定。焊接机械手在焊接侧梁时候，其按照预定程序进行各项焊接，而且焊接过程中的焊接工艺参数一旦设定完成后，就可以生产出质量一直的产品，而不会出现其他问题。此外，由于机械手焊接可以完成高精度焊接，不仅可以促进进行下料工序的质量改进，而且可以提高组装质量，保证转向架的整体质量。
（3）改善工人的工作环境。人工在焊接时，容易受到弧光的灼伤，或者是烟雾的闷呛，而焊接机械手可以适应这种恶劣环境，改善了工人的工作环境。
4. 结论
综上所述，焊接机械手在地铁转向架的侧梁焊接中，具有重要的作用，而且其焊接技术效率高、位置准确、质量高，特别是侧梁焊接质量非常好。如果转向架的质量有所提高，地铁的整体质量也会随之提高。焊接机械手进行焊接时，其生产工艺完全符合我国安全生产的条例，并且实现智能化跟踪监控。焊接机械手在地铁转向架生产的应用，不仅能充分发挥机械手系统的无缝焊缝优势，而且大大改善了工作人的工作环境。总之，焊接机械手的出现，不仅可以提高地铁转向架的生产质量，以及地铁组件的可靠性，而且提高了相关产品的生产效率，具有明显的经济性。
参考文献：
[1] 范乐天. 使用IGM 焊接机械手样板焊缝功能的可行性研究[J]. 电焊机，2013，43（11）：113，143.
[2] 张东辉. 焊接机器人在货车转向架上的应用[J]. 汽车与轨道交通，2013，（20）：55-57.
[3] 刘志平. 地铁车转向架焊接工艺[J].焊接技术，2011，40（8）：38-39.
[4] 吕超荣. 焊接机器人技术现状与发展趋势的研究[J]. 办公自动化，2015，（294）：51-52.
论文作者:李建南
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/8
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