客车车身侧边蒙皮制造工艺浅谈

2012-07-04唐学帮王曙道

科技视界 2012年4期

唐学帮王曙道

（1.桂林航天工业高等专科学校广西桂林 541004；2.桂林大宇客车有限公司广西桂林 541003）

客车车身侧边蒙皮通常是1mm厚的Q235薄钢板或镀锌钢板，是客车的一个重要组成部件，不仅关系到车身的整体刚度、强度，而且直接影响到整车的表面质量和外观造型。因此，国内外客车制造厂都特别重视客车蒙皮制造工艺的研究。传统的客车蒙皮装配多采用机械张拉工艺，按蒙皮受拉时的温度状态，可将蒙皮张拉工艺分为冷张拉工艺和热张拉工艺两大类。近年来，由于客车表面质量和外观造型要求的提高，客车侧边蒙皮辊压成型工艺成为了当今客车侧边蒙皮制造工艺的发展趋势之一。本文针对目前国内外客车蒙皮制造的相关工艺进行简单的论述。

1 机械直接冷张拉工艺

冷张拉工艺又可分为机械直接张拉工艺和机械二次张拉工艺。

1.1 直接张拉工艺

机械直接张位工艺采取在骨架上冷拉的工艺，其过程是将开卷校平的蒙皮的一端焊在骨架一侧的立柱上，另一端用油缸以骨架为支撑进行牵引，待蒙皮绷紧后后将其上、下边缘通过断续焊的方式分别与车身骨架上的窗下纵梁、腰梁拼焊在一起，由于焊接残余应力的存在，蒙皮在拼接部位会出现波浪形焊接变形。另外，由于张拉反作用力由客车车身骨架承担，受骨架刚度限制，所能实现的张拉力小，难以产生拉伸变形，蒙皮的平直度很不理想，鼓动噪声也较大，车辆使用一段时间后蒙皮易松动。还有，采用直接张拉工艺易使客车车身骨架产生变形，从而影响车门、窗框装配和整车性能。

1.2 预张拉工艺

该工艺先将蒙皮定位夹紧到一次张拉架（预张拉架）上，进行第一次张拉，将蒙皮拉伸到超过材料的屈服极限，产生塑性变型；接着将经第一次张拉后蒙皮定位到车身骨架上，用机械式张拉工具进行第二次张拉，使其张拉延伸率约为蒙皮长度的1/1000，此时将蒙皮上、下边缘通过断续焊的方式分别与车身骨架上的窗下纵梁、腰梁拼焊在一起[1]。蒙皮采用预张拉工艺，其张拉力不受车身骨架刚度的限制，所能实现的张拉力较大，蒙皮平直度及鼓动噪声有所善，但该工艺实施起来费时、费力，且蒙皮在拼接部位会出现的焊接变形还是无法消除。

2 电加热张拉工艺

该工艺以蒙皮钢板作为导电体，将蒙皮一端预先焊在客车骨架上，另一端用张拉工具（如气缸、螺杆或油缸等）始终施加一个恒定的拉力（100kgf～120kgf）,同时对蒙皮进行电加热，蒙皮受热后迅速双向伸展，达到一定的伸长量后再点焊其余三边。冷却之后，依靠钢板的热胀冷缩特性，达到钢板与整车的相互预拉伸效应─残余拉应力效应，有效地提高了蒙皮表面质量及整车刚度，降低了行车噪声。但采用电加热张拉工艺也存一些问题:首先，能耗较多，装机一般需40kVA左右，除生产使用中的能耗费用外，一次性的增容费就需数万元；其次，劳动条件恶劣，工人须面对炽热的钢板操作，不能采取降温措施，这在我国南方（尤其是夏季），操作者不太愿意使用，客观上会对品质和效率产生不利影响；再次，由于蒙皮各部位间受热与散热条件差异大，难免出现温差，导致膨胀不均匀，又不易掌握与控制，焊接冷却后，可能在蒙皮的局部形成过大内力，车辆运营一段时间后蒙皮会出现“松弛”现象，产生鼓动噪声[2]。另外，蒙皮在拼接部位会出现的焊接变形仍然无法消除。

3 辊压成型工艺

图1 侧边蒙皮辊压成型

图2 传统工艺与辊压成型工艺对比

客车车身蒙皮辊压成型工艺是利用辊压成型设备将蒙皮辊压成型，如图1所示，再将辊压成型后的蒙皮焊装到车身骨架上。与冷张拉和热张拉等传统工艺相比，主要优点在于蒙皮与骨架的焊接部位不外露，焊接部位的变形不影响到外部蒙皮的平整度，如图2所示。蒙皮辊压成型工艺有效地提高了车身表面质量并减少刮灰量，降低生产成本，同时可以实现车身蒙皮下边缘的大弧度造型需要，该工艺是当今国内外客车技术与工艺的发展趋势之一。