轉向架構架檢修工藝分析

蘇屹峰 藏小文

摘要：

隨著最近幾年國內外主要城市都開通了地鐵，而一些一線城市地鐵車輛已經(jīng)運營多年，地鐵運營公司主要負責車輛的日常檢修工作，當車輛的運行里程和運營年限到一定程度則需要進行大修來確保車輛運行狀態(tài)正常。在檢修的過程中，焊縫的檢修一直是構架檢修的重點工作。我們通過對構架載荷與焊接接頭疲勞分析，來確定構架檢修中焊縫探傷重點區(qū)域，完善焊縫缺陷修復方法及修復意義。從而減少因疲勞而引起的轉向架焊接接頭失效的產(chǎn)生，保障行車安全。

關鍵詞：轉向架;檢修;城軌車輛;焊接接頭;疲勞

1前言

地鐵運營公司受制于設備與工藝技術等限制原因，對于地鐵車輛的大修工作往往要交付回主機廠進行大修工作。

轉向架作為地鐵車輛走行部件，對行車安全至關重要，所以返廠的每一個轉向架都要開展細致且嚴謹?shù)臋z修工作。而這次主要討論的是通過分析轉向架運行時所受應力與構架疲勞。從而確定檢修重點，及如何消除缺陷。

2轉向架構架載荷分析與焊接接頭疲勞分析

構架是轉向架的骨架結構，承受地鐵車輛的主要載荷。車輛的運行條件和工況影響著轉向架所受的載荷。

車輛運行過程中，構架主要承受垂向載荷、橫向載荷、抗側滾載荷等。同時構架局部還承受制動載荷、電機載荷、齒輪箱載荷等。在這些載荷長期作用下，構架承受著巨大的壓力。

轉向架構架的結構是由側梁與橫梁焊接組成，其材質選用Q345E低合金高強度鋼板，具有較好的低溫沖擊性能，能通過-40度沖擊試驗，能覆蓋地鐵車輛的使用工況。其板材厚度主要選用厚度為12mm、14mm鋼板。大部分部件選用鋼板范圍為6～60mm厚。其化學性能與力學性能見下表（1）、表（2）。

構架焊接技術采用熔化極非惰性氣體保護電弧焊，該方法既減輕了CO2焊時的強氧化性，使電弧燃燒更穩(wěn)定，減小飛濺，容易獲得軸向噴射過渡，還避免了單一氬氣焊接時存在的陰極飄移現(xiàn)象和成本高等問題，改善了焊絲金屬與母材金屬的浸潤性，焊縫成形好。

通過參考文獻[4]對Q345E鋼板焊接接頭進行脈動疲勞試，繪制接頭 S-N 曲線分析后表明焊接接頭的微小氣孔和夾渣缺陷在疲勞實驗過程中將成為疲勞裂紋的萌生位置，惡化接頭的疲勞性能。

3轉向架檢修技術

構架檢修工作主要包括脫漆、尺寸檢測、焊縫檢查、螺紋孔檢查、油漆。這里面包含了測量工藝技術、焊接工藝技術、探傷工藝技術等。

檢修過程大致可以分為兩大部分：其一就是檢，尺寸檢測、外觀檢查、焊縫無損探傷。其二就是修，構架尺寸調休、焊縫修復、安裝座損壞修復、螺紋孔修復等。

其中構架焊縫檢查使用的是磁粉探傷法，使用便攜式磁軛探傷儀對其焊縫進行磁粉檢測，該方法是接觸式、局部磁化。

3.1確定構架檢修中焊縫探傷重點區(qū)域

通過以上對構架載荷分析，可以看出構架的主要載荷集中在側梁、電機吊座、齒輪箱吊座、牽引拉桿座、制動吊座。確定與它們相關的焊縫都是需要重點進行磁粉探傷的焊縫。

3.2焊縫缺陷消除方法

對磁粉探傷焊縫區(qū)異常磁粉集聚現(xiàn)象進行修復，在修復過程中，要將裂紋全部清除。通過對焊縫接頭疲勞分析，我們可以知道，細小的氣孔和夾渣對焊縫疲勞有著很大影響，若不能消除，可能會再次導致焊縫開裂，甚至導致母材開裂。

修復工藝為使用打磨工具清除缺陷，缺陷不易清除時可使用直磨機配合旋轉銑頭進行清除，然后對其進行補焊。補焊過程應焊前預熱，并在焊接時控制層間溫度，焊后進行探傷，保證缺陷消除。

4結束語

檢修工藝的制定與實施，關系到城軌車輛的運營安全與運營質量，作為軌道人 必須嚴格按照各級修程的工藝操作執(zhí)行。隨著科技的發(fā)展，更多先進理念的引入、更多高科技設備的引用，檢修工藝會越來越 完善，城軌車輛的檢修工作會越來越省時省力、高效高產(chǎn)，檢修工藝的與時俱進將推 動城市軌道交通事業(yè)向更方便快捷、安全舒適的方向邁進。

參考文獻：

[1] 何柏洲.地鐵車輛檢修及應用[J].科技風.2019（01）：135-137.

[2] 高云霄，王曦，鄒驊，王斌杰.基于動應力的轉向架構架載荷識別[J].機械工程學報.2018（06）：58-62.

[3] 董博，王萌.外部載荷對軌道車輛轉向架構架結構靜強度影響程度的評估方法[J].中國鐵道科學.2018（11）：98-102.

[4] 魏世同，姜海昌，陸善平.快捷貨車轉向架用Q345E鋼板焊接接頭疲勞性能研究[J].電焊機，2020，50（1）：105-108，113.

[5] 張炯法，李杰2.磁粉探傷焊縫區(qū)反常顯示成因分析[J].熱加工工藝.2006（15）：69-70.