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[摘 要]本文简要论述了CRH5型动车组车顶铝结构的制造工艺流程，并根据多年实际工作经验总结归纳、论证探讨适合CRH5型动车组车顶的生产制造工艺流程以及注意事项，针对一些常见的问题给出相应的控制方案，最终保证CRH5型动车组车顶组对后的整体尺寸，能够满足CRH5型动车组车体总组成组装及后续装配的相关安装要求。
[关键词]动车组；车顶合成；工艺流程；重难点控制；
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0379-01
1 前言
铝合金车体是轨道交通车辆上的重要部件，轨道交通车辆主要由底架、侧墙、端墙、车顶、车头五部分组成。车体的生产需要大型冲压设备、机加工设备、焊接设备、光学检测设备及大型工装。车体的生产需要大量的人力和物力，是车辆制造商主要的生产部分。
CRH5型动车组车顶是整个铝合金车体中的重要组成部分，不仅起到整车密封防漏雨的作用，还起到承载一些重要装配电器元件的作用，受电弓、空调、导流罩等都安装在车顶上面。因此CRH5型动车组车顶的结构强度以及焊后各尺寸的保证尤为重要，车顶的尺寸直接影响着车体铝结构的尺寸，从而影响整车的质量以及后续装配料件的安装精度。本文结合实际生产技术服务所得经验，并从制造工艺过程和常见的重难点问题控制两方面对CRH5型动车组车顶如何控制其制造尺寸和焊接质量进行总结论述。
2 CRH5型动车组车顶的组成部分简介
下面以时速250公里干线动车组项目（KDZ15）的车顶为例简要介绍CRH5型动车组车顶的组成部分及制造工艺流程。KDZ15型动车组车顶组成主要由圆顶组成、平顶组成、圆顶边梁、平顶边梁、空调框组成、端顶组成、高顶封板组成以及各种小件组焊而成。
3 CRH5型动车组车顶制造工艺流程简介
3.1 圆顶板组焊
料件打磨→反装组对→定位焊接→反装焊接→翻转→正装焊接→检测、调修→交检→（加工）
3.2 平顶板组焊
料件打磨→反装组对→定位焊接→反裝焊接（打底）→翻转→正装焊接→翻转→反装焊接（盖面）→检测、调修→交检→（加工）
3.3 平顶附件组焊
料件打磨→正装组对→定位焊接→正装焊接→检测、调修→交检→（加工）
3.4 车顶合成组焊
料件打磨→反装组对→定位焊接→反装焊接→翻转→正装焊接→检测、调修→交检
3.5 车顶附件焊接
料件打磨→通过台组成组焊→空调框组焊→车顶正装附件组焊→翻转→车顶反装附件组焊→检测、调修→交检
4 CRH5型动车组车顶制造过程重难点控制
4.1 空调框组成焊接质量及尺寸控制
空调框组成是车体承载空调的主要部件，其焊接质量及尺寸控制要求较为严格。空调框组成是由2根直梁和2根弯梁所组成四边形结构，焊缝为厚板三向交叉焊缝，双面焊接，焊缝曲折且全焊透，焊接量大，焊接难度高，变形大，各项尺寸难于控制。此外，空调框组成要求无间隙组对，操作难度大。
针对空调框组成结构特点及工艺制造难点，空调框组成组焊工艺控制措施主要如下：1）定期检测工装，保证工装精度，并且在工件组对完成后，对其长度、宽度、对角线等关键尺寸进行测量确认。2）组对时对工件进行现场研配，以保证组对无间隙。3）制定合理的焊接顺序，减少焊接接头，并在双面焊接前需对焊缝清根，作PT检测，以保证焊接质量。清根时要尽量保证焊缝的光滑度和平整度，坡口面上不允许存在较大的划痕和凹坑以及其他类型的焊接死角。清根后要保证待焊焊缝与周围母材圆滑过渡。4）制作料件及合成件弧度检测样板，对所使用的料件及焊后空调框组成的外形尺寸进行确认。
4.2 平顶附件焊接质量及平面度控制
车顶平顶是车体安装变压器，避雷器等的重要部件，其焊接质量及尺寸控制要求较为严格。平顶附件工序主要是平顶板与各种功能安装座进行组焊，这些安装座多为厚板环焊，焊接量大，且安装座较多较为密集，局部变形量大，平面度难于控制。
针对平顶结构特点及工艺制造难点，平顶附件组焊工艺控制措施主要有：1）利用组焊工装，焊前制作反变形（宽度方向约10mm，长度方向约40mm），抵消焊接变形，降低焊后调修量及调修难度。2）制定合理的焊接顺序，减少焊接变形，并且焊后全部焊缝作PT检测，保证焊接质量。3）制作平度检测样板，在平顶附件焊后对其平面度进行确认。
4.3 车顶高顶封板组焊后上翘控制
车顶高顶封板正装焊接后需要打底、盖面、焊接热输入量较大，焊后出现高顶封板组成外侧边缘上翘的问题，导致在总组成组焊端墙时，端墙与车顶发生错口，影响焊接。
针对高顶封板组成结构特点以及对高顶封板组成焊接过程中发生变形的原因进行分析，可以采用以下措施来控制高顶封板组焊过程中发生的变形：1）将高顶封板组成两端部与车顶连接的背板400mm处打磨掉2mm。2）使用铝制压块压住高顶封板组成与圆顶组成组对中心处，使用3mm垫板放入焊缝中，保证3mm的焊接间隙，同时使用手锤敲击垫板，并将高顶封板组成向外向下掰，达到反变形的目的。3）使用拐尺测量焊缝处的反变形量，保证高顶封板组成2mm的下陷后对高顶封板组成此处进行点固，从中间到两侧使用相同的方法进行反变形制作并点固。4）待整个高顶封板组成的反变形都制作完成后再对高顶封板组成与圆顶组成之间的正装焊缝进行段焊。5）对高顶封板组成与圆顶之组成间的反装焊缝进行点固，点固后采用分段式退焊焊接法对高顶封板组成与圆顶组成之间焊缝进行焊接。
5 结语
为了满足市场需求，基于CRH5型动车组平台，长春轨道客车股份有限公司在200公里速度等级动车组上已经开发了CRH5型高寒抗风沙动车组、CRH5型长编组卧铺动车组、CRH5G型（KDZ9）高寒提升动车组、时速250公里干线动车组、CJ5型混合动力动车组、时速200Km/h城际动车组、时速160Km/h动力集中动车组、中国标准250公里动车组等多种车型。在各类车型的生产试制过程中，CRH5型动车组车顶的工艺流程得到了验证，试制结果表明本文所述的车顶工艺流程可以满足基于CRH5型动车组平台上研发的不同车型车顶的生产制造。
参考文献
[1]王炎金.《铝合金车体焊接工艺》.北京：机械工业出版社，2009.12，197
[2]孙庭秀.《焊接结构生产》.北京：电子工业出版社，2014.5
[关键词]动车组；车顶合成；工艺流程；重难点控制；
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0379-01
1 前言
铝合金车体是轨道交通车辆上的重要部件，轨道交通车辆主要由底架、侧墙、端墙、车顶、车头五部分组成。车体的生产需要大型冲压设备、机加工设备、焊接设备、光学检测设备及大型工装。车体的生产需要大量的人力和物力，是车辆制造商主要的生产部分。
CRH5型动车组车顶是整个铝合金车体中的重要组成部分，不仅起到整车密封防漏雨的作用，还起到承载一些重要装配电器元件的作用，受电弓、空调、导流罩等都安装在车顶上面。因此CRH5型动车组车顶的结构强度以及焊后各尺寸的保证尤为重要，车顶的尺寸直接影响着车体铝结构的尺寸，从而影响整车的质量以及后续装配料件的安装精度。本文结合实际生产技术服务所得经验，并从制造工艺过程和常见的重难点问题控制两方面对CRH5型动车组车顶如何控制其制造尺寸和焊接质量进行总结论述。
2 CRH5型动车组车顶的组成部分简介
下面以时速250公里干线动车组项目（KDZ15）的车顶为例简要介绍CRH5型动车组车顶的组成部分及制造工艺流程。KDZ15型动车组车顶组成主要由圆顶组成、平顶组成、圆顶边梁、平顶边梁、空调框组成、端顶组成、高顶封板组成以及各种小件组焊而成。
3 CRH5型动车组车顶制造工艺流程简介
3.1 圆顶板组焊
料件打磨→反装组对→定位焊接→反装焊接→翻转→正装焊接→检测、调修→交检→（加工）
3.2 平顶板组焊
料件打磨→反装组对→定位焊接→反裝焊接（打底）→翻转→正装焊接→翻转→反装焊接（盖面）→检测、调修→交检→（加工）
3.3 平顶附件组焊
料件打磨→正装组对→定位焊接→正装焊接→检测、调修→交检→（加工）
3.4 车顶合成组焊
料件打磨→反装组对→定位焊接→反装焊接→翻转→正装焊接→检测、调修→交检
3.5 车顶附件焊接
料件打磨→通过台组成组焊→空调框组焊→车顶正装附件组焊→翻转→车顶反装附件组焊→检测、调修→交检
4 CRH5型动车组车顶制造过程重难点控制
4.1 空调框组成焊接质量及尺寸控制
空调框组成是车体承载空调的主要部件，其焊接质量及尺寸控制要求较为严格。空调框组成是由2根直梁和2根弯梁所组成四边形结构，焊缝为厚板三向交叉焊缝，双面焊接，焊缝曲折且全焊透，焊接量大，焊接难度高，变形大，各项尺寸难于控制。此外，空调框组成要求无间隙组对，操作难度大。
针对空调框组成结构特点及工艺制造难点，空调框组成组焊工艺控制措施主要如下：1）定期检测工装，保证工装精度，并且在工件组对完成后，对其长度、宽度、对角线等关键尺寸进行测量确认。2）组对时对工件进行现场研配，以保证组对无间隙。3）制定合理的焊接顺序，减少焊接接头，并在双面焊接前需对焊缝清根，作PT检测，以保证焊接质量。清根时要尽量保证焊缝的光滑度和平整度，坡口面上不允许存在较大的划痕和凹坑以及其他类型的焊接死角。清根后要保证待焊焊缝与周围母材圆滑过渡。4）制作料件及合成件弧度检测样板，对所使用的料件及焊后空调框组成的外形尺寸进行确认。
4.2 平顶附件焊接质量及平面度控制
车顶平顶是车体安装变压器，避雷器等的重要部件，其焊接质量及尺寸控制要求较为严格。平顶附件工序主要是平顶板与各种功能安装座进行组焊，这些安装座多为厚板环焊，焊接量大，且安装座较多较为密集，局部变形量大，平面度难于控制。
针对平顶结构特点及工艺制造难点，平顶附件组焊工艺控制措施主要有：1）利用组焊工装，焊前制作反变形（宽度方向约10mm，长度方向约40mm），抵消焊接变形，降低焊后调修量及调修难度。2）制定合理的焊接顺序，减少焊接变形，并且焊后全部焊缝作PT检测，保证焊接质量。3）制作平度检测样板，在平顶附件焊后对其平面度进行确认。
4.3 车顶高顶封板组焊后上翘控制
车顶高顶封板正装焊接后需要打底、盖面、焊接热输入量较大，焊后出现高顶封板组成外侧边缘上翘的问题，导致在总组成组焊端墙时，端墙与车顶发生错口，影响焊接。
针对高顶封板组成结构特点以及对高顶封板组成焊接过程中发生变形的原因进行分析，可以采用以下措施来控制高顶封板组焊过程中发生的变形：1）将高顶封板组成两端部与车顶连接的背板400mm处打磨掉2mm。2）使用铝制压块压住高顶封板组成与圆顶组成组对中心处，使用3mm垫板放入焊缝中，保证3mm的焊接间隙，同时使用手锤敲击垫板，并将高顶封板组成向外向下掰，达到反变形的目的。3）使用拐尺测量焊缝处的反变形量，保证高顶封板组成2mm的下陷后对高顶封板组成此处进行点固，从中间到两侧使用相同的方法进行反变形制作并点固。4）待整个高顶封板组成的反变形都制作完成后再对高顶封板组成与圆顶组成之间的正装焊缝进行段焊。5）对高顶封板组成与圆顶之组成间的反装焊缝进行点固，点固后采用分段式退焊焊接法对高顶封板组成与圆顶组成之间焊缝进行焊接。
5 结语
为了满足市场需求，基于CRH5型动车组平台，长春轨道客车股份有限公司在200公里速度等级动车组上已经开发了CRH5型高寒抗风沙动车组、CRH5型长编组卧铺动车组、CRH5G型（KDZ9）高寒提升动车组、时速250公里干线动车组、CJ5型混合动力动车组、时速200Km/h城际动车组、时速160Km/h动力集中动车组、中国标准250公里动车组等多种车型。在各类车型的生产试制过程中，CRH5型动车组车顶的工艺流程得到了验证，试制结果表明本文所述的车顶工艺流程可以满足基于CRH5型动车组平台上研发的不同车型车顶的生产制造。
参考文献
[1]王炎金.《铝合金车体焊接工艺》.北京：机械工业出版社，2009.12，197
[2]孙庭秀.《焊接结构生产》.北京：电子工业出版社，2014.5