轉向架焊接缺陷與解決方法分析

朱然然　莊林　由學勝

摘 要：隨著現代社會的高速發展，社會群體生活水平也隨之提高。軌道車輛要作出相應發展才能跟上社會發展的進程，使人們生活更加便捷。轉向架作為軌道車輛主要構成部分，生產部門對其焊接質量要求也愈加提高，但是在實際焊接生產過程中，由于環節較繁瑣，焊接過程中會出現一些缺陷問題導致焊接質量不高，本文針對提高焊接質量問題作出全面分析，為保證轉向架高效率高質量生產采取相應的措施。

關鍵詞：轉向架焊接;焊接質量缺陷;解決方法

隨著社會高速發展，高鐵事業隨著國民經濟的需求也在大力發展，高效、快速、便捷化的軌道客車作為現代社會的主要交通方式開始和我們的日常生產生活息息相關，城市交通的連貫性，地鐵、輕軌、有軌公交等遍布城市的各個角落。名聲在外的和諧號、復興號動車組都是我國軌道客車的名產物。轉向架作為軌道車輛的重要組成部分，其技術也是生產軌道客車的核心技術之一。在后期軌道客車的運用上轉向架技術起到了至關重要的作用，由此可見前期的高質量生產才能保證后期的高效率輸出。轉向架的內部結構的主要組成部分是：橫梁、側梁、搖枕，其主要部件和構架整體都是焊接結構，而軌道車輛的速度、穩定、安全、舒適性直接取決于生產時焊接質量的好壞。為了保證軌道車輛運行安全，高效率好質量生產，節約生產成本和人力資源我們必須要先了解焊接缺陷的成因，而后針對問題解決問題。

一、轉向架CO2氣體保護焊應用特點

CO2氣體是轉向架焊接主要的保護焊。是以CO2氣作為焊縫熔池的保護氣體進行焊接的方式。部分時候也會采用CO2氣體和氬氣的混合氣體作為焊縫熔池的保護氣體。CO2氣體的特質在于其生產成本較低且易于生產，在生產應用中因其操作簡易可以節省部分人力資源，保證高效率輸出，加之用于生產的CO2氣體可以將焊縫美觀化，質量也較好，所以被廣泛使用，其適用于半自動、全自動、全位置焊接，多重優勢促使各企業將這種焊接方法作為焊接黑色金屬最重要的方法之一。

現代焊接技術作為國民經濟中發展最快的熱加工技術，其功能遍及大多重工業：機械、電力、建筑、橋梁、化工以及海洋工程等。

焊接結構相較其它加工方法優點在于：節省金屬材料，具有較好的密封性，操作程序簡單，生產周期較短，且生產出的結構較特殊，其余工藝生產的產物無法與之相比。所以焊接結構正廣泛應用在與其有關的各領域中。焊接雖然有較強的優點，但是同樣也存在一定的缺陷。人們常常忽略了焊接缺陷的存在，導致由這些缺陷造成的一系列事故發生。這種潛在的安全隱患正威脅著人們的生命財產安全。為此我國開始對焊接缺陷做了大量的研究。研究結果大致如下：

二、轉向架焊接常見質量問題分析及危害

焊接缺陷是指焊接接頭部位在焊接過程中形成的缺陷，這種表面缺陷是不需要借助技術儀器用肉眼可以直接觀測到的。就生產時出現較為頻繁的外觀缺陷問題有：咬邊、焊瘤、燒穿、未填滿、未焊透、氣孔、凹坑等。

（一）咬邊。咬邊是指因焊接操作過程中因為規范不標準，操作姿勢不恰當而造成母材和焊縫表面連接處出現凹凸不平的形態（圖1）。形成的主要原因是在焊接過程中電弧將焊條和接縫處的金屬融化后沒有及時得到其余金屬填充物的補充。其成因的根本原因還是因為電弧的熱量過高，而焊接時材料的整體配置雖然合理，但由于焊條和工件間角度不正確，焊接次序位置異常造成的。直流焊時電弧的磁偏吹也是產生咬邊的一個原因。

危害總結：咬邊的產生會使生產工件機械性能降低，造成應力集中，發展為裂紋源。會產生嚴重的后果。

防止咬邊的措施：選用合理的規范標準，調整好焊槍角度機器焊件破口位置都有利于消除咬邊，因交流電弧燃燒熱量可以降到焊接時所需要的熱量，所以建議采用交流電焊接，以便有效預防咬邊的產生。

（二）焊瘤。

在實際的焊接操作中，如果母材所受熱量不足，就容易出現熔化不徹底的情況，在這種前提下，如果未凝固的液態金屬滴落、流動到母材上，再加之冷卻就會形成金屬瘤，這種金屬瘤就稱之為焊瘤（圖2）。焊接時金屬熔化得太快和金屬材料質量較差都會形成焊瘤。這樣的缺陷使焊縫整體不美觀，焊瘤中不僅夾雜著灰渣還存在金屬與母材未完全熔合的情況，這樣容易出現裂紋。因為焊瘤的問題改變了焊縫的實際形態，會帶來應力集中。管子內部的焊瘤因為形態問題減小了原本的內徑，從而造成流動物堵塞。

危害：工件機械性能降低，應力集中會因此產生嚴重的后果。

防止焊瘤的措施：使焊縫處于平焊位置，正確選用規范，選用無偏芯焊條，合理操作。

（三）燒穿。在焊接操作中，如果所用母材最底層熔化部與最表層之間的距離差大于了工件的厚度，就會出現空洞，這一現象稱之為燒穿。當金屬在焊接時因為電流太大，而焊接速度跟不上熔化速度就會造成燒穿缺陷。因鈍邊太小，工件根部間隙過大也會出現燒穿的情況。

危害：表面焊縫處成型不美觀，同時伴有氣孔等一系列缺陷。

防止燒穿的措施：在焊接時采用較小電流，把握好時間有效運用焊接手法，減小裝配間隙，都能有效防止燒穿。

（三）未填滿。未填滿是指焊縫表面上連續的溝槽。多數情況下是由于焊接填充金屬不足，蓋面的時候沒辦法將焊縫填滿造成的。焊接規范匹配不合理，焊槍角度不正確也是產生未填滿的主要原因之一。未填滿同樣也會削弱焊縫，容易產生應力集中，同時，由于規范太小使冷卻速度增快，容易帶來氣孔、裂紋等。

危害：焊縫橫截面積縮小，機械性能降低

防止未填滿的措施：為了防止未填滿，應加大焊接電流，把控好坡口填充量，用合理的的規范，加焊蓋面焊縫。

（四）未焊透。未焊透指所焊母材金屬未熔化，焊接時接頭的根部沒有完全熔透。產生未焊透的原因：焊接的規范較弱、坡口對間隙尺寸不合理、焊件鈍邊較大。

危害：未焊透會嚴重降低焊縫的疲勞強度，降低機械性能，容易引起裂紋的產生。

防止未填滿的措施：為了防止未焊透產生，應使用較大的電流，匹配合理的焊接規范進行填充及其蓋面層的焊接。

（五）氣孔。氣孔形成原因是指焊接時，氣體純度沒達到標準，熔池中的氣體在金屬凝固前逸出，最后遺留在焊縫中而形成的空孔。

危害：形成氣孔會使焊縫疏松、不美觀等質量問題，會嚴重降低焊縫的機械性能，還會引起泄漏。

防止未填滿的措施：為了有效預防氣孔的產生，在生產過程中應用較強的規范施焊，清潔好焊絲以及周圍的雜物等，采用直流反接并用短電弧施焊。

（六）凹坑。凹坑大多是因為焊接時金屬加熱時間過長、焊接的電流太大造成的。

危害：凹坑形成的坑狀形態減小了焊縫的有效截面積。

防止未填滿的措施：匹配合適的焊接規范，控制好加熱時長，配合合適的點電流可以有效防止凹坑現象。

三、結語

近些年來，隨著軌道車輛的廣泛應用，也相應的產生了一些問題。轉向架作為軌道車輛的重要組成部分，它的整體性能決定了整個列車的時速、穩定、安全、舒適性。為了保證社會群體的安全出行，轉向架質量問題已經是生產商所要考慮的首要問題，如何保證效率、提升質量是生產制造過程中考慮的關鍵點。生產商在制造過程中應不管學習、創新技術、總結工作經驗才能真正保證和提高焊接質量，從而促進軌道車輛發展，造福社會。

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