動車組轉向架構架焊接材料工藝分析

紀正 任文勇 崔傳學 莊建鵬

摘 要：本文首先闡述了焊接材料的選擇，接著對動車組轉向架構架焊接材料工藝進行了探討，最后通過疲勞試驗的方式證明了焊絲的選擇滿足既定標準，旨在全面提高動車組轉向架構架焊接水平。

關鍵詞：動車組;轉向架構架;焊接材料;工藝

引言

如果想要從根本上提高動車組轉向架構架焊接水平，那么就要對其焊接工藝進行深入研究。對此，本文從以下幾個方面就圍繞著動車組轉向架構架焊接材料工藝展開論述，希望可以起到一定的借鑒作用。

1焊接材料的選擇

站在客觀的立場來講，動車組轉向架構架的主結構材料往往以SMA790BW為主，且該材料質量滿足既定標準。所以在對焊接材料進行選擇的過程中，應當對以下幾點進行充分考慮：一是化學成分;二是碳當量CEV;三是耐腐蝕性指數I;四是力學性能等，經過反復試驗與研究發現，CHW-55CNH焊絲和母材SMA490BW有著較強的適應性，因此最終確定使用CHW-55CNH焊絲。

2動車組轉向架構架焊接材料工藝內容

2.1工藝內容

2.1.1Y形裂紋試驗

在充分結合GB4675.1一1984要求的基礎上，對直Y與斜Y開展裂紋試驗工作，其表面情況滿足相關缺陷要求。當解剖以后需要對其斷面情況進行詳細檢查，從中可以看到焊接區的表面裂紋率以及熱影響區的斷面裂紋率等方面都是零。顯而易見的是，基于本焊接工藝條件之下，SMA490BW鋼存在著較多的優點，如工藝可焊性能良好，所挑選的焊絲也有著較強的抗裂性能。

2.1.2T型角焊縫折斷面缺陷評定

對型角焊縫試樣彎折情況進行詳細檢查以后，可以從中看到在切口根部并沒有發生裂紋的情況，而是順著熔合界面慢慢裂開，且無形成氣孔等相關缺陷，顯然這從側面反映出了焊縫質量良好。

2.1.3焊接接頭力學性能

對試驗結果進行分析以后，可以看到，使用CHW一SSCNH這一焊絲種類所焊接出來的焊頭有著顯著的效果，不管是屈服強度還是延伸率均滿足既定標準。相關人員將其彎曲180度以后，拉伸面也沒有形成裂紋。在指定的范圍當中，接頭的沖擊功遠遠要大于母材相關要求，這也從側面反映出了接頭品質良好，符合既定標準。

2.1.4焊接接頭硬度試驗

試驗結果顯示，接頭硬度分布十分均衡，無論是焊縫還是HAZ的硬度均保持在既定范圍內，且最高硬度均停留在HAZ之中。不僅如此，HAZ最高硬度值是HV225，顯然這些現象從側面反映出了接頭各區并沒有發生硬脆組織。

2.1.5焊接接頭金相組織

對焊縫截面進行詳細觀察以后，可以發現：焊縫處于完全熔透的狀態，不會存在氣孔、夾渣等相關缺陷。不僅如此，在對其進行微觀檢驗期間，可以從中看到焊縫組織由以下幾個部分一起組成：一是柱狀結晶的鐵素體;二是針狀鐵素體;三是少量珠光體;四是少量貝氏體;就融合區與HAZ過熱區組織來說，其主要由以下幾個部分共同組成：一是沿晶析出的塊狀先共析鐵素體;二是晶內細條狀鐵素體;三是少量貝氏體;四是少量珠光體。

2.2工藝結論

第一，對斜Y型坡口焊接裂紋試驗結果進行深入分析以后，可以看到：SMA490BW鋼有著較多的優點，如抗焊接冷裂紋能力強等;對直Y型坡口焊接裂紋試驗結果進行研究以后，可以發現：挑選的CHW-55CNH焊絲有著顯著的優越性，如抗裂性能強等，匹配是可行的。

第二，針對SMA490B接頭而言，無論是針對其強度來說，還是就沖擊韌性而言，不但滿足標準規定值，而且還符合轉向架焊接構建的基本要求。

第三，對典型焊接件接頭微觀組織進行深度剖析以后，可以發現：不管是針對焊縫融合區的晶粒尺寸適度來說，還是就熱影響區的晶粒尺寸適度而言，焊縫組織均處于正常狀態，也沒有出現硬脆相，所以這也從側面反映出了本焊接工藝試驗所挑選的材料、參數均適用。

3疲勞試驗

針對疲勞試驗來說，其主要以單點法為主，實際上是把3個應力循環107周次而不失去作用的應力環節中的最大應力當作疲勞極限。為了進一步對焊絲焊接以后所產生的疲勞強度以及母材自身疲勞強度進行深度剖析，這個時候就要求相關人員要對以下試件做好疲勞試驗工作：一是母材試件;二是焊接試件。就疲勞試樣型式而言，其應當將JIS2273一1978這一標準當作參考依據，經過試驗以后不但可以得到與之相匹配的疲勞試驗參數，而且還能得到疲勞強度與循環壽命關系（s一H曲線），具體內容請圖2所示。

對圖2進行深入分析以后，可以發現：焊接接頭的疲勞強度遠遠超出“光滑焊縫”疲勞極限要求大于110MPa的要求，換句話來說是就CHW-55CNH焊絲焊件而言，在疲勞許可應力范圍當中均沒有發生斷裂的情況，這也從側面反映出了我國生產出來的焊絲焊件的疲勞性能可以迎合各種設計標準。

結語

對動車組轉向架構架焊接材料工藝以及疲勞試驗論證進行深入分析以后，可以看到：動車組轉向架的焊絲的選擇滿足既定標準，不但充分保障了動車組轉向架構架焊接水平，而且還為重要部位焊接材料的選擇指明了方向。

參考文獻

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