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1、关键零部件 机车车辆工艺 第5期2005年10月文章编号:100726034(2005)0520012203不锈钢车体制造技术12窦广旭,王卫朝(1.沈阳铁路局总工室,辽宁沈阳110001;2.中国民航总局第二研究所,四川成都610041)摘 要:介绍了不锈钢车体的材料和结构工艺;对车体的骨架及外板结构特点进行了分析。关键词:不锈钢车体;材料;结构中图分类号:U270.3 文献标识码:A高强度的部件,对于车体框架和其它结构件,则采用0 引言较高强度的
2、SUS301不锈钢。SUS301系不锈钢冷 不锈钢轨道交通车辆因具有车体结构轻量化、轧加工后能提高抗拉强度,而且压制加工性好。抗高防腐性与低维修量、制造工艺简单、有利于环保和拉强度由低到高分为LT、DLT、ST、MT、HT等5个[2]安全性高等明显特点,发达国家已广泛开发研制和等级。利用,经过几十年不断完善已成为成熟和可靠的产不锈钢具有耐腐蚀性,可以减小材料厚度,进而品。在铁路技术较为领先的日本轨道交通车辆中普降低车重。不锈钢车体中侧墙板、端墙板、车顶板和遍采用不锈钢车体,其车体质量与铝合金相当,价
3、格地板等采用不锈钢薄板,一般厚度为1.0～1.8mm,和普通碳钢车相近,取得了显著的经济和社会效益。为增加刚度,这些薄板一般被滚轧成波纹板。车体轻量化是提高车辆运行速度的必要途径,减轻中的梁柱普遍为冷压或冷弯型材,为增加刚度,这些车辆自重可以从减轻车体钢结构重量着手。实现钢型材断面进行了专门设计。为减小焊接变形和防止结构减重的主要途径有:(1)材料方面,采用铝合高温下不锈钢材料机械性能下降,车体制造中大量金、不锈钢、高强度耐候钢等新结构材料;(2)结构采用点焊技术。不锈钢表面光洁、美观,无须涂装处方面
4、,采用优化设计,计算构件受力情况,合理配置理。为保证外观质量,车体外墙板和裙板不能调修。目前不锈钢车体主要有5种类型,见表1。其和选择构件断面参数,力求减少材料用量。选用不中第4种是最常见的车体结构模式。在这种车体结锈钢材质并采用合理的结构,两者紧密结合能显示构中,底架的枕梁、牵引梁、缓冲梁,以及悬挂重物的出不锈钢车体的优越性。横梁等部件采用低合金高强度钢。这是由于低合金1 不锈钢车体材料高强度钢有优良的焊接性能和很好的抗疲劳极限。[3]其余的部件均为高抗拉强度不锈钢。用作车体结构部件的不锈钢必须具有
5、足够的强表15种不同的车体材料结构模式度和稳定性,以便能够长期、安全、可靠地使用。因序号低合金钢制造的部件不锈钢制造的部件此,要求它具有高耐蚀性、高强度,以及良好的切割、1底架、骨架车体外墙板弯曲、冲压等加工性能和焊接性能,且价格须低廉。2底架骨架、车体外墙板、顶板、裙板由于国内目前还没有适合不锈钢轨道车辆生产的钢底架中的牵引梁、缓冲波纹地板、骨架,车体外墙板、[1]3材,因此,用于制造车体的不锈钢材料主要采用日梁、枕梁、边梁和横梁顶板、裙板本冷加工处理后强度提高的奥氏体不锈钢材料。不底架中的牵引梁、
6、缓冲底架中的横梁和波纹地板、骨4梁、枕梁架、车体外墙板、顶板、裙板锈钢车体常用的材料牌号为SUS301和SUS304奥5无全部氏体不锈钢,SUS304用于车厢内部的配件和不要求2 不锈钢车体结构收稿日期:2005-04-22作者简介:窦广旭(1972-),男,吉林长春人,工程师,1996年毕业于2.1 车体结构特点西南交通大学内燃机专业,现主要从事技术管理工作。不锈钢板材的冲压性能是衡量不锈钢材料在车12©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allr
7、ightsreserved.不锈钢车体制造技术体上应用的重要指标,不锈钢材料的热物理性能又连接板与横梁、侧立柱腹板之间采用塞焊连接,与侧决定了不锈钢车体的制造工艺主要采用电阻点焊方墙板、腰带及侧柱等之间采用点焊连接;侧墙板与腰[4]法。针对不锈钢车体大多采用无涂装形式和点焊焊带、侧柱翼缘之间采用双排点焊连接。接方法的要求,其车体结构与碳钢车体有着较大差别。在车体结构上的主要特征为:(1)便于点焊作业的骨架连接方法(如骨架之间采用专门设计的连接板)。结构设计考虑了点焊的工艺性,尽最大可能消除角焊、对接焊
8、等焊接变形较大的电弧焊结构。(2)采用冷滚压成形的波纹车顶板,以增加纵向刚度和垂向刚度;取消了车顶纵梁,同时也简化了点焊工艺。(3)采用盲窗结构,提高了车体的密封性和强度。图1 立体接头结构示意图(4)增设车下裙板,加大车体钢结构断面,提高2.3 外板车体的垂直抗弯刚度。不锈钢的导热率很小,发生热应变较大。为使(5)对于受力较大且点焊组装难以保证强度的其热应变不致太明显,以往多将侧墙外板做成波纹部位或部件,采用低合金钢的角焊、对焊结构,如车结构。但是,波
