永磁直驱转向架采用模块化设计，满足80km/h B型地铁运用要求。构架有动车构架(M0),拖车构架(T1)、拖车构架(T2)三种结构，其中拖车构架(T2)采用柔性结构，刚度较传统构架大幅下降，通过调节钢板夹角、板厚、板长得到较低扭转刚度，提高扭曲线路安全。永磁直驱构架与传统B型车构架相比，省去了齿轮箱吊杆座，并且构架更轻、结构尺寸小、局部操作空间紧凑。由于侧梁焊后产生焊接变形，导致在构架组装时，无法满足工艺要求，需要返工处理，这样不仅增加员工的劳动强度，还浪费成本，降低工作效率。本文通过分析侧梁产生变形的原因，找到控制其变形的方法。
1问题描述永磁直驱转向架由2根侧梁和1个横梁及新型的牵引拉杆复合座等部件组成。
在永磁直驱转向架试制过程中，由于侧梁内外侧定位座需要进行机加工，所以尺寸控制方面需要十分精确，若在机加工时发现尺寸问题，则需要进行返修，严重的甚至要报废。所以构架组装时，必须要保证构架定位尺寸：如X(即侧梁长度)方向必须控制在22642mm，Y(即两侧梁中心距)方向必须控制在19641mm，Z(即侧梁外侧定位座高度)方向必须控制在3001mm。因此在试制过程中遇到了两个难点：①侧梁每道工序的焊接变形控制都很重要，任何一道工序尺寸超差，都无法保证X向(22642mm)和Z向(3001mm)尺寸;
②构架组装时Y向(两侧梁中心距)尺寸均偏大，端头甚至到1974mm，后来通过多方面查找原因，发现由于侧梁内、外腹板焊缝受热不均匀及焊接热输入量过大产生焊接应力，引起了侧梁局部变形。
2.1侧梁组焊2.1.1侧梁组焊工序分析原因侧梁内腔由1块中部下盖板和2块端部下盖板、2个内侧定位座、2个外侧定位座、1副侧梁内外腹板、2个垂向档、4块筋板、2块侧梁封板及1块侧梁上盖板组合而成。由于此梁窄而长，散热较慢，热输入高使两条内腔长焊缝易产生纵向变形，筋板T型接头易产生横向变形，焊后尺寸22700 -2mm，所以要满足侧梁组装工艺尺寸22722mm，必须要进行焊接变形控制。
2.1.2侧梁组焊工序尺寸控制所选用的变形控制方法：①刚性固定法;②选用合理的工艺参数;③选用合理的焊接顺序。在内腔组装时用内、外侧定位座Ф105mm孔定位;焊接时，使用工艺支撑来控制侧梁的横向变形;选用合理工艺参数将电流控制在270～310A、电压控制在27～31V、焊接速度控制在4～5mm/s，通过焊接线能量公式q=?IU/v将线能量控制q=0.8531031/5=1633.7J/mm;选用合理的焊接顺序：先焊筋板再焊内腔长焊缝，筋板焊接时采取先焊两端筋板，再焊中间筋板，内腔长焊缝焊接时两人同时从中间向两边施焊，此工序完成后跟踪发现，此梁虽然发生了纵向变形，但是在工艺要求范围内。工艺要求侧梁组装完尺寸是22722mm，而实际上尺寸验证是22710 -1mm。
2.2侧梁机械手焊接2.2.1机械手焊接工序分析原因机械手工序主要焊接内外腹板与上、下盖板的单V型坡口焊缝，由于侧梁腹板板厚为14mm，坡口角度为50，焊接时熔敷金属截面积大，工艺要求焊接3层就将角焊缝填满，热输入较高，所以此梁在焊后四条对称长焊缝易发生纵向变形，导致侧梁比前道工序理论值缩短了2mm左右。
2.2.2机械手焊接工序尺寸控制该工序尺寸控制使用刚性固定法和优化工艺参数方法。如在机械手焊接时使用工装及压块将其固定;焊接中控制焊缝的热输入及层间温度：由3层焊缝改为4层，将焊接电流、电压270～295A、27～28V调整为240～260A、26～28V，经过验证后侧梁变形得到有效控制，实际侧梁长度尺寸为22700 -2mm。　　2.3侧梁外体手工焊接2.3.1侧梁外体手工焊接工序分析原因外体手工焊侧梁内外腹板两边焊缝对称，主要焊接4道U型焊缝、4个内外侧定位座、2个垂向挡、2块封板、4道机械手弯角处未能施焊的剩余焊缝和2个起吊环，由于此工序侧梁上盖板与侧梁下盖板焊缝分布不均匀，造成焊接后外侧定位座高度尺寸比理论值3001mm低5mm左右，需要热调修，等高度方向调修好后，侧梁却变短了，尺寸在2262mm左右。
2.3.2侧梁外体手工焊接工序尺寸控制焊接时采取了先两端再中间的对称焊接方法，顺序为对称焊接4道U型打底焊对称焊接2块封板4道机械手剩余焊缝对称打底焊4道U型填充、盖面焊4道机械手剩余焊缝填充、盖面焊焊接2个起吊环焊2个外侧定位座焊2个垂向挡焊2个内侧定位座。通过以上的焊接顺序，将此梁的纵向变形量控制在2mm，实际侧梁长度为22680 -2mm，高度尺寸控制在3mm以内。
2.4.侧梁调修2.4.1侧梁调修工序分析原因侧梁调修时，由于内外侧定位座有Z向高度要求及上下盖板的平面度要求，工艺要求外侧定位座高度尺寸为3001mm，上下盖板平面度1mm，而实际平衡时却发现侧梁外侧定位座高度尺寸为297～298mm，上下盖板平面度高低差为2mm左右，所以需要用火焰对侧梁局部进行加热，产生塑性变形来对侧梁尺寸进行调修。
2.4.2侧梁调修工序尺寸控制调修时使用中性焰，在内外导柱定位座之间的距离采用线形加热，宽度控制在30mm以内，温度控制在800℃(即加热部位成樱红色即可)，侧梁在调修时也会产生纵向变形，工艺要求侧梁调修完成后尺寸应控制22642mm，然而最终侧梁尺寸调修合格后，实际尺寸为22660 -4mm，将尺寸控制在工艺范围内。
2.5构架组装2.5.1构架组装工序分析原因构架组装时出现侧梁端头甩头现象且变形量无法控制，需要进行返工重新调修，这样不仅增加员工的劳动强度，还浪费成本，降低工作效率。
2.5.2构架组装尺寸控制本人仔细分析侧梁工艺流程，凭借着10多年来在公司参与多个项目的生产经验，果断建议有关部门必须对侧梁工艺流程进行优化，需要增加二次调修步骤，并且需在侧梁工艺流程的最后一步进行，经过分析，发现侧梁端头甩头不可控现象是在侧梁小件焊接工序产生的，侧梁小件焊接的部件有制动套管1-3各一对、提吊销2个、接地线座2个、高度阀杆座1个、侧梁小筋板2块、手制动安装座1个、制动管安装座1个、油箱安装座2个、T型槽座2个和T型槽(L60)2个。如图4。
由此可见侧梁小件的焊缝主要集中在侧梁外腹板上，所以焊缝产生向内腹板方向弯曲变形，热胀冷缩后侧梁端头出现大幅度向外腹板侧甩头现象，于是本人通过先焊内腹板再焊外腹板的方法，相当于提前做了个反变形，焊接顺序如下：先焊内腹板侧的3对制动套管打底焊外腹板制动套管打底焊内腹板侧的3副制动套管填充、盖面焊外腹板制动套管填充焊对称焊接两端的接地线座小筋板对称焊接对称焊接两端提吊销制动管安装座对称焊接油箱安装座对称焊T型槽座和T型槽外腹板制动套管盖面焊。通过试验发现在侧梁二次调修时，采用以上的焊接顺序侧梁端头甩头变形控制在3mm左右，通过对焊接顺序及工艺流程优化，基本解决了构架组装出现侧梁调修需返工的问题。
3改进前与改进后取得效果对比通过采用和实施优化侧梁工艺流程、调整焊接参数和选择合理焊接顺序，反变形和刚性固定等方法合理的控制产品质量，使其在构架组装时两侧梁中心距控制在19640.5mm，满足工艺要求。
附表改进前后效果对比
工序改进前尺寸值改进后尺寸值侧梁内腔22700 -2mm 22710 -1mm 机械手焊接22690 -2mm 22700 -2mm 外体手工焊接 长：2262mm 高：295mm长：2268 -2mm高：297～298 侧梁平衡高：297～298上下盖板平面度高低差2mm高：3001mm上下盖板平面度高低差1mm 构架组装侧梁端头甩头现象严重不可控问题已解决
4结论通过合理优化侧梁焊接顺序及工艺流程，既使得产品达到了工艺要求节约返修成本，又减轻了员工工作强度，提高了生产效率。