地鐵轉向架焊接缺陷與開裂失效分析

郭飛龍 劉忠強

摘 要：隨著時代的進步和社會的發展，城市居民出行需求量大大增加。近些年，我國許多城市紛紛進行地下交通網絡的建設，以緩解地面交通擁堵的壓力，滿足城市居民的出行需求。在進行地鐵道路修建時，其軌道轉向架的質量安全與否直接影響著地鐵能否正常運營，關系著廣大民眾的生命財產安全。因此，本文主要對地鐵轉向架焊接缺陷與開裂失效進行分析研究，針對性地提出相關優化途徑，希望能為相關焊接工作人員提供幫助。

關鍵詞：地鐵轉向架;焊接缺陷;開裂失效;分析

前言

現階段地鐵轉向架一般有大類，即A型地鐵轉向架架以及B型地鐵轉向架，主要區別在轉向架輪對軸向的定位方式上，焊接構架工作在結構上區別不大。地鐵的最大運行速度可達80KM/h，這其間還需要較為頻繁地啟動和制動，這就要求地鐵運行的基礎——轉向架具備較高的安全性能。一旦在正常運行過程中發生地鐵轉向架焊接缺陷或開裂失效，都會導致極其嚴重的后果，因此相關工作管理人員必須要重視這個問題，并積極尋求解決措施。

一、地鐵轉向架相關工藝介紹

1.1使用材料

一般來說，國內地鐵轉向架較為經常使用的材料有16MnR、Q235-A、ZG230-450、Q235-B以及STKM13B。

1.2轉向架結構組成

地鐵轉向架分為拖車轉向架和動車轉向架，其中的主要區別在于動車轉向架的橫梁上配有齒輪箱座和電機吊座，而拖車轉向架相應部位卻沒有。地鐵轉向架結構一般由橫梁結構、側梁結構、氣室結構、彈簧座、托板組成、空彈簧座等的結構部件組成，如圖1所示[1]。

二、地鐵轉向架焊接缺陷與開裂失效的可能原因

2.1焊接工藝參數存在差異

一般來講，焊接的工藝參數主要包括電弧電壓、擺高、焊接電流、擺寬、擺頻等，在所輸入的熱量一定情況下，電弧電壓會影響焊接焊縫的寬度，并且兩者呈正相關關系，而焊縫的熔透情況則在一定程度上受到焊接電流輸入大小的影響。因此，在進行地鐵轉向架的焊接工作時，焊接工藝參數的差異會導致不同程度的焊接缺陷，嚴重時會致使焊縫開裂失效。

2.2焊接材料坡口存在差異

以80B型地鐵轉向架為例，其橫梁組成的吊架底板和橫梁管壁之間的焊縫為12HY+a2，根據相關工藝要求分三層進行焊接，如圖2所示。

此焊接過程焊縫寬度比較大，需要用焊槍在蓋面層進行焊接過程中大幅度地擺動。但是在實際操作中，橫梁管與電機吊架之間的相對位置在很大程度上限制了焊槍的可操作性，比較容易出現焊接缺陷[2]。

2.3焊槍工作時的傾角差異

在實際的焊接過程中，工作人員操作的焊槍傾角對目標部位焊縫根部的熔合以及焊縫表面的成型效果都有著比較大的影響。人為進行的焊接過程，焊接與目標對象之間焊接的傾斜角度與標準存在一定差異，還有保護氣體會順著焊槍傾斜的反方向吹散一些電弧，使得目標對象焊縫根部熔合的質量比較差，進而容易產生焊接缺陷。

2.4道間溫度的影響

另外，溫度也會對地鐵轉向架的焊接產生影響。這里的道間溫度是指多條焊縫道和母材在進行焊接下一焊道之前的瞬間溫度。如果道間溫度太高，就會影響到施焊目標區域的金屬材料特性發生一定程度的突變，尤其是其中金屬晶粒度的增大，會影響到焊縫的強度，導致地鐵轉向架焊縫沖擊韌性下降、熔池鐵液增加或焊縫下沉等情況。隨著熔池鐵液等問題的出現，焊接區域很容易會發生咬邊情況，形成焊接缺陷。

三、防止地鐵轉向架焊接缺陷與開裂失效的有效途徑

3.1提高焊接工藝

要有效防止地鐵轉向架焊接缺陷與開裂失效情況的發生，首要任務就是要提高焊接工藝，避免因為工藝方法不純熟造成的焊接缺陷，帶來不必要的焊縫質量安全問題。這就需要相關焊接工作人員不斷提高自身工藝水平，嚴格規范操作施焊，針對于具體的地鐵轉向架類型采取實際條件下最優的焊接工藝進行施焊，以最大可能防止人為因素導致的地鐵轉向架焊接缺陷或者開裂失效，保障地鐵轉向架的施工技術質量。

另一方面，相關焊接工作人員還可以積極尋求更好的施焊工具設備來進行相關工作作業，或者是依托較為先進的智能化機械設備進行全自動焊接，實現地鐵轉向架焊接工作的科技化、技術化，不斷提高其焊接工藝水平[3]。

3.2加強焊縫檢測

焊接工作完成后，對焊縫進行檢測時必要的步驟。為了有效防止地鐵轉向架焊接缺陷與開裂失效，及時發現焊接工作的問題，避免事故問題的發生，相關焊接工作人員必須重視焊縫檢測，并加強其相關工作。常見的焊縫檢測工藝有磁粉探傷和超聲波探傷。

（1）磁粉探傷。在焊接工作結束后，對焊縫進行清潔處理，將磁粉液涂抹于焊縫處，如果焊縫存在焊接缺陷或者有開裂失效的危險，那么就會出現漏磁的情況，則對應的，磁粉液也會呈現出不同的特征狀態。

（2）超聲波探傷。在焊縫完成后，以超聲波探傷儀對目標地點進行探傷操作。超聲波探傷儀會根據超聲波反饋情況進行詳細探查，尋找其中可能存在的焊縫未熔合情況。

傳統焊接工藝中普遍存在重視程度不足的情況，在以后的焊接工作中，相關焊接工作人員需要加強焊縫檢測工作，進一步保障焊縫的安全性。

3.3優化焊縫處理

在進行焊縫檢測工作之后，如果對焊縫存在的裂紋、氣孔等不良情況仍不滿意，則需要進行一定的返工處理，不過要注意，地鐵轉向架的同一焊接部位返工應不超過兩次。如果焊接缺陷僅存于表面，只是影響美觀效果，不會致使地鐵專項架焊接質量出現異常，則可采用工具進行簡單的打磨，直至焊縫外表光滑美觀。在打磨過程中還需要注意避免對焊縫造成損傷。

四、結語

地鐵轉向架是地鐵運行的重要組成部分，其焊接質量效果的好壞直接影響著地鐵的日常運行安全。因此，相關管理部門必須重視整個地鐵運行安全，尤其是地鐵轉向架的焊接問題，避免其出現焊接缺陷或者開裂失效的情況，以保障地鐵乘客的生命財產安全。相信隨著技術工藝的不斷進步，在以后地鐵轉向架的焊接工作過程中，相關的缺陷問題一定會得到妥善處理和有效避免，使相關地鐵乘坐使用人員能夠安全放心出行，平安健康到家。

參考文獻

[1]王一震，商浩，郭文俊.淺析地鐵轉向架構架焊接質量控制[J].科學與信息化，2018，（11）：94-95.

[2]劉洋，莘海萍，柳世強.防止80B型地鐵轉向架橫梁焊接缺陷的工藝[J].焊接技術，2019，（9）：57-59.

[3]趙永洲，盧鐵鵬，尹加干.轉向架自動焊接質量影響因素研究[J].山東工業技術，2015，（4）：52-52.