軌道車側梁焊接變形及擾度控制

孫貴舜 金亞平 周建強

摘 要：本文以軌道車相關底架梁結構介紹為基礎，剖析了側梁的實際擾度變形與焊接后的具體彎曲變形。有關單位可以通過焊接工藝改革與反變形法相關方案的制定，有效管理及控制側梁焊接后的實際變形量及擾度值，進而促進軌道車所有指標都滿足預先設計要求。

關鍵詞：側梁焊接;變形;撓度值;控制

引言：

多類型鋼材構成軌道車的車架，它的具體形狀為扁平形，一般來說長度會在13m到17m之間。在落實相關鋼焊接工作時，焊縫多且焊接量大，還會出現較高的焊接應力。在焊接時，如果選擇的焊接工藝缺乏合理，就可能產生較大的焊接變形量且很難在后期得到有效調整，甚至會導致某些零件與整體部件失效。所以，在焊接開始前，相關單位要科學探究焊接應力，采用統一格式對各零件編號，根據實際情況選擇相應焊接工藝，不斷健全及完善有關施工工藝，做好焊接中變形量與擾度值的相關控制工作。

1焊接殘余應力的產生分析

1.1 不合理的工藝參數和焊接方法

通過調查可知，焊接方法、性能以及溫度場是影響構件熱變形與殘余應力的重要因素。在具體的焊接工作中，焊接隊伍要綜合考慮構件結構、尺寸以及材質，選擇適宜的工藝參數以及焊接方法，以受熱區以及殘余應力的降低為原則，有效控制凹坑、夾渣、氣孔以及裂紋等相關缺陷的發生范圍，盡量避免局部應力的產生，進而促進底架實際變形量與擾度值的有效降低。

1.2不合理的構件接頭搭接形式和焊接構件焊縫尺寸

焊接應力會受到焊縫尺寸的制約及影響，同時殘余應力與受熱區范圍成正比。此外，殘余應力還會受到其余因素的影響，例如焊縫的余高、焊縫間隙、焊接構件連接方式、焊接設計方案以及坡口形式與大小。

1.3焊接構件的方法不合理及焊接順序不當

針對多焊縫型構件而言，例如集裝箱的箱體、工礦車的車體以及軌道車的底架等，焊接順序不同，就會導致焊接應力與焊接的拘束度差異較大。拘束度、焊接應力以及變形量三者之間也成正比。

2焊接變形的控制措施

2.1 合理設置焊縫位置

通過大量的實踐及分析可知，在焊接前一定要保證焊縫附近圓滑，不能有尺寸突變及尖角情況發生;在構件的焊接中，焊縫不能太過集中，要保留充足的間隙，特別要注意焊縫交叉情況的發生，焊縫太過集中可能會產生雙向及三相應力;如果焊縫在構件的拐角區域，此時要以拐角焊縫不受力為宗旨，選擇連接焊接方式，要將焊縫區域受力調整成焊接構件的均勻受力，進而達到預先設想的理想效果。

2.2合理制定焊接順序

焊縫區域的金屬收縮受限就會產生焊接應力，所以在焊接順序的確定中，要盡力做到各焊縫的自由收縮，降低拘束度，進而有效減少以及清除所有的殘余應力。如果在同一焊接構件中有多類型焊縫，要根據具體的收縮量來確定焊接順序，例如要先焊接對接焊縫（如圖一所示），后焊接角焊縫（如圖二所示）。要提醒的是，在長焊縫的實際焊接中要從中間焊向兩端。

2.3采用較低剛性的焊接接頭

為保證零件有充足的受熱變形空間，針對剛性較強的焊接頭來說，要考慮焊接由于應力產生的裂紋，在前期設計中要盡量降低接頭的實際拘束度。在實際的焊接工作中，要逐步拋棄插入焊接，選擇翻邊焊接，將空心鋼管設為基本焊材，有效降低接頭的剛性，進而實現應力的分散分布。

2.4 對大量減應區進行加熱

筆者以礦用車的實際焊接分析得知，基于大量減應區展開加熱活動可以在多類機械焊接當中收獲理想的效果。因為加熱能有效阻礙焊接區中的自由伸縮區域，進而有效降低實際的焊接應力，讓整個焊接區域的熱脹冷縮實現同步。

2.5對不同層數焊縫的金屬進行不同的錘擊

在焊接工作的落實中，可以借助金屬自身具備的延展性有效抵消部分變形，當焊接溫度達到500到800攝氏度時，焊接隊伍要遵循以下規定。針對單層焊縫來說，可以用圓錘來敲擊，但是要注意敲擊的實際力度及頻率，實現內應力降低目標;針對多層焊縫來說，不能用任何工具捶打底部與蓋面的焊接區域，避免構件損毀，導致缺陷產生。

3側梁擾度值的控制

通過大量的實踐探究可知，要想有效控制變形，根據預期效果科學定位變形，就要從結構與焊接順序入手展開控制活動，根據具體情況不同，要設定不同的上擾度。筆者通過自身實踐可知，底架結構造成組裝之后，因為車的總體重量大且剛性較強，根據現有技術很難達到預期設定的上擾度。因此，為有效完成焊接任務，焊接隊伍要在鋼體組焊之前，預制科學合理的側梁上擾度。

為有效獲取側梁在焊接中所要求的上擾度，符合側梁制造相關的工藝要求，就要根據實際情況對上擾度預制方案以及焊接措施做出科學、詳細的分類。關于側梁上擾度預防及控制方案較多：可以在焊接中選擇強制變形方案，在具體的組焊工作中要求側梁上擾度同預先設計相比有充足的回彈量，在上擾度與火焰的相關調整中可選擇焊后壓力機，完成焊接后要對車體做出24小時保壓，待車體的溫度完全恢復后才能拆除相關保壓工裝。

從當今現行工藝條件與側梁自身結構特征出發，選擇強制焊接變形以及壓力機調整方案，預制側梁的相關擾度難度較大，對工裝的要求極為嚴格，投資成本較大，適用性較低。在焊接中將火焰矯正以及焊接變形方案相結合，即能符合側梁上擾度相關預制要求，還能滿足設計規范及要求，在節省工裝費用的同時，還能有效縮短車架的生產周期。

焊接隊伍可以在側梁焊接工作落實中選擇焊接變形相關控制方法，具體的操作如下：首先要通過點焊，固定鋼結構的踏板以及上蓋板點，根據相關工藝標準，展開上蓋板和隔板以及隔板和腹板間的焊接活動，所有的組焊完成之后運用點焊固定支撐工裝以及下蓋板。之后要把軌道車所需的組焊構件平放在相關焊接平臺之上，針對側梁及上下蓋板展開組焊工作。最后就要科學調整側梁的上擾度。

在具體的點焊中，焊接隊伍要科學控制所有的組裝尺寸，將控制重點放在焊接變形以及側梁內部產生的焊接應力中。在組焊工作的落實中，要將構件中心設為焊接的對稱軸，從中心向兩端開展對稱焊接工作。

4結語

縱觀國內的構件焊接工作，出現焊接變形的頻率極高，在焊接變形相關問題的討論中，要根據產品的實際情況展開分析。相關單位要嚴格科學控制相關結構設計工作，科學監控某些重要的工藝制造以及焊后處理工作，保證焊接的產品質量可以獲得客戶的好評，使客戶滿意，給企業帶來更加廣闊的發展空間，為企業開辟新興市場。

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