摘. . 要：本文重点分析了焊接人员在工艺方法的角度是怎样高效率的攻克机械手在 CRH5 型动车组侧墙自动焊接中的难题的，然后在引进新技术后成功实现了工艺方法的首次创新。
关键词：动车组；侧墙机械手；自动焊接；应用1、研究背景IGM 机械手在某公司中的时速为 250km 的动车项目（以下简称5 型车）与城铁铝合金车体项目中得到了非常广泛的应用。例如，车顶板的焊接都是应用的此设备。众所周知，法国阿尔斯通在结构设计中存在一定的特殊性，所设计出的 5 型车车体侧墙中下型材滑槽和焊缝的中心只保留着 13mm 的距离，该长度对 IGM 设备在实际的侧墙焊接中造成了极大的不利影响。侧墙中下型材断面如图一所示。
图一?侧墙中下型材断面示例
在 IGM 机械手技术得以广泛推广的背景下，使得激光跟踪焊缝的焊接方式得到了该行业的广泛认可。尽管该技术存在较明显的操作难度大等弊端，但其自身的优势仍得到了相关人员的青睐。其优势内容为：持枪机构相对牢固、焊接过程及焊接状态能够得到保障。
2、研究目的
第一，更好的适应工艺布局的调整，满足公司工艺布局调整需求，有效解决侧墙新老厂区两地生产的问题；第二，提升焊接的整体质量，确保焊缝质量的一致性，使焊接变形问题得以有效控制，让焊缝保持美观；第三，有效提升工艺创新能力，在公司精细化管理的背景下，如果依然使用传统的制造工艺来生产产品，那必然会遭到社会的淘汰，而 IGM 焊接技术在 5 型车侧墙焊接中的应用，能够很好的填补焊接工艺中存在的缺陷，促使企业技术得到很好的创新和发展；第四，有效提高焊接的生产效率，IGM 机械手的高效率、高速率，让企业的焊接生产效率得到了大幅的提升，该设备大概是 ESAB 设备的两倍以上。第五，锻炼并提升了相关操作人员攻克技术难题的能力。通常情况下，相关操作人员都是从工艺方法的角度上，以方案的策划、工艺试验等方式来攻克技术难题。使其解决技术难题的能力得到了很好的锻炼。
3、研究内容
倘若产品结构的设计工艺存在不合理现象，那必将会对产品的制造工艺带来一定的负面影响。法国阿尔斯通设计的 5 型车侧墙型材合成断面示例见图二，从图中可以明显看出，其焊接工艺性是非常差的。在生产刚刚起步阶段，为了更好的实现侧墙的自动焊接，公司就引进了专机 ESAB自动焊设备。但随着社会经济的发展，企业的生产技术得到了有效的提升，产能得到了进一步的扩大，必须要对公司内原有的生产工艺进行创新和突破，这样才能有效使用公司又好又快的可持续发展。
4、研究方法
结合设备计产品的实际情况，相关技术人员必须要精心设计出工艺的试验方案，并确保方案的可实施性。
第一，设备校核。焊接车间与设备部强强联手对 IGM 机械手的焊接状态进行了校核，并检查其是否存在异常现象，需要注意的是，设备的校核，必须要在设备厂家与工业化部的共同协助下进行。
第二，激光模板的制作。由于滑槽与焊枪之间非常容易产生相互干涉的现象，因此，关键点就在于激光是否能够正常的找到焊缝，从而对激光模板的要求进行重新编制。
第三，工艺试验。首先，提前准备试验材料。工艺部门要提前下发相关的技术通知，确定试验中必须要用到的型材以及焊接时所要消耗的材料等。以下内容为必须要使用的材料：一块侧墙中下型材、一块侧墙下型材，其长度要保证在 4m，材质为 6005A － T6；先用氩气作为焊接的保护气，且纯度必须要保证在 99.99% 以上，对于焊丝的选用要求必须要满足直径长度为 1.2mm。
其次，焊接试验。在所有的试验材料都准备齐全之后，焊接的技术人员才能够进行下一步的工艺试验，值得注意的是，试验过程要有详细的记录。
5、试验过程及记录
第一，试验所需设备：IGM 设备、直磨机等；
第二，试验的主要场所：高速动车组制造中心；第三，试验的主要流程：先以组对的方式来操作试验板的反面，当确定组对错口≤ 0.8mm 后，在进行下一步的点固，焊缝修磨。其次，完成激光模板的编制。此时需要技术人员注意的是，要严格依照相关要求进行其进行编制。最后，使设备空步行走。技术人员要先对焊枪进行调整，再将焊丝对准焊缝，接着打开激光，让设备空步行走 4 米行程，在确认无任何问题后，在让其赶回原点准备焊接。
第四，进行自动焊接。确保空步行走没有任何问题后，在选用新的激光模板，正是启动焊接程序，进行正式焊接，此时，需要注意的是要密切观察电弧，一旦出现异常现象必须要立刻终止工作。
6、试验结果及分析
采用中心制作的方式来进行激光模板的制作，不仅可以降低激光自身的灵敏度，将组对错口直径进行有效减缩，同时还能使段焊点位置处的修磨质量得以最大化的提升及改善，进一步强化对电弧的观察，以上操作流程能够使 IGM 机械手以激光跟踪焊缝的焊接方式来完成对侧墙合成反面滑槽处焊缝的焊接。
第一，试验结果，IGM 设备在长焊缝中经过了四米的空步行走以后，未出现任何问题。
第二，结果分析。首先，本次试验采用的是四米的型材，并且是在工装上进行组对、点固、焊接，并让其与整车侧墙 24 米上相对比依然存在较大差距，但从技术角度上来讲是可以完全代表整个工件的焊接的。
其次，由于型材滑槽与焊枪喷嘴的距离只有 1mm，对此，非常容易产生干涉，所以必须要对激光的状态进行严格的要求，对操作者的责任心也有较高的要求。
最后，制定相应的措施来有效规避 IGM 持枪机与型材滑槽之间相互碰撞的风险。一方面能够使段焊最小限度的受到激光的影响，另一方面机械手操作人员需要在焊接之前，对激光器进行严格的检查，确保其不存在任何异常情况。另外，还需要严格检查整条焊缝的表面状态，确保表面不存在铝屑、焊渣等废弃物。当焊丝对准焊缝时，必须要以最慢的速度来调整焊枪的位置。在进行实际的焊接时，要对焊缝情况进行随时跟踪，一旦发现有异常现象存在，就必须要停止焊接，这样才能有效减少持枪机构及工件的损失。
7、结语
在此次工艺试验的研究中可以看出，IGM 机械手不仅实现了对5 型车侧墙合成反面滑槽的焊接，同时还使焊缝的方式成为了现实。
因此，在以后 5 型车组的项目中，可以对 IGM 设备在侧墙自动焊中进行自由的应用，同时此次试验研究还使 5 型车车体侧墙工艺技术的创新变成了现实。
参考文献：
［1］长春轨道客车股份有限公司 .CRH5 型车侧墙型材合成自动焊焊接工艺方法 :CN201310501461.2[P].2014-02-04.
［2］长春中车长客模具有限公司 . 一种自动化焊接装置 :CN201911368358.9[P].2020-05-07.
