關于深圳地鐵5號線鋁合金弓角開裂原因分析及措施建議

摘 要 針對深圳5號線受電弓鋁合金弓角開裂問題，從弓角開裂原因、解決措施，再到弓角材料對接觸網磨耗影響等方面進行說明，得出焊接結構的鋁合金弓角不宜應用于剛性懸掛的接觸網及剛性接觸網下建議采用碳鋼弓角或強度更高的不銹鋼弓角的結論。

關鍵詞 弓角 碳滑板 接觸網 沖擊振動

一、現狀

2011年8月，上線運行6個月左右的深圳地鐵5號線車輛用TSG18E型受電弓鋁合金弓角出現開裂現象。經全面普查，交車上線運行的160個鋁合金弓角中，有20個左右出現開裂。開裂位置都是在滑板支架（材料為5A06-0）與連接板（材料為6082T6，原板厚為6㎜）的焊縫熱影響區，且裂紋沿著焊縫邊緣（熔合線）擴展；如圖1、圖2所示。

二、鋁合金弓角開裂原因

（一）焊縫質量問題

為更好的分析產品開裂原因，受電弓生產廠家南車株機對現有的已焊產品焊縫進行了破壞性試驗。宏觀金相圖片顯示：焊縫母材均有熔深，但有根部未熔合的現象，如圖3、圖4所示。

（二）材料的選擇

根據BS EN 755-2-2008《鋁和鋁合金擠出桿材及棒材管材和型材機械性能開裂連接板》表47，可知材料6082T6高強度鋁合金具有很高機械強度，如上表所示。根據以往工作試件測試經驗，鋁合金材料焊接之后，焊縫強度約為母材強度的60%～65%左右，且增加了材料的脆性，這導致其抗疲勞能力也相應的減弱。

（三）接觸網問題

深圳1號線采用柔性網供電，受電弓弓頭采用鋁合金弓角，運用超過20個月，沒有發生開裂等問題。

深圳5號線隧道內為剛性網，隧道外為柔性網，受電弓弓頭采用鋁合金弓角，上線正式運用僅3個月，已發生20個左右弓角開裂的現象。……