動車轉向架構架焊接工藝優化

李吉海 孫雪菲 高常龍

中車四方車輛有限公司 山東青島 266000

1 動車構架焊接簡介

伊拉克動車構架是動車轉向架的骨架，是各種零部件的安裝基礎，其作用是聯系轉向架各組成部分和傳遞各方向的力，并用來保證車軸在轉向架內的位置。

動車轉向架是三軸結構，其構架主要由側梁、前端梁、牽引梁、橫梁、后端梁等組成[1]。

2 焊接工藝過程的難點及改進

在伊拉克動車構架焊接過程中，由于是第一次組焊尺寸較大、技術要求高的構架，出現過一些焊接工藝的難點和不足，下面就這些難點進行一些闡述和提出一些改進措施。

2.1 對接UT 探傷焊縫探傷不合格

在制作焊接試件過程中，發現有些接頭UT探傷焊縫探傷不合格，通過，采用TIG打底及TIG重熔工藝。針對部分焊縫可達性差，或者焊接質量要求高的焊縫，采用TIG+MAG焊組合工藝，可以大大提高焊接質量。同時對于焊縫拐角處，采用TIG重熔工藝，提高焊縫外觀質量，降低焊接應力。同時在構架焊接時，板材表面有一定的水分、鐵銹和油污，在焊前先用角磨機清除焊縫表面20mm處的鐵銹，同時采用火焰烘干焊道，去除水分及油污，這樣可以提高焊縫的熔合質量，并減少氣孔的產生[2]。

通過以上方法，焊縫UT探傷合格率提高到98%以上，不僅保證了焊道的質量，同時確保了生產進度。

2.2 引弧收弧出現焊接缺陷

在進行焊接時，起弧和收弧時容易對碳鋼板產生一些破壞，影響美觀，并且容易產生焊接缺陷，在參考其他的資料，建議添加引弧和收弧板，這樣就避免了在引弧和收弧時產生的焊接缺陷，保證了產品的質量。

2.3 動車構架側梁焊接變形的控制

側梁是構架組成的重要部件，伊拉克動車構架側梁焊接最大的難點是焊接變形，由于側梁的梁體長（5870mm），焊縫多，焊縫集中，鋼板較薄等特點，側梁在焊接時出現了彎曲變形和扭曲變形，試制過程中變形量在12mm-15mm，撓度在14mm-18mm之間，變形非常大，給下工序的調修造成很大的困難，班組內沒有壓力機能夠調修如此巨大的側梁，全靠火焰調直，側梁內腔結構復雜，筋板多，一道工序有時要調修好幾次，才能達到圖紙要求，費人力，嚴重耽誤生產進度，針對上述問題，我們制定了一些改進措施：

一根側梁需要組裝、焊接、調修各三道工序，側梁一次焊接后，腹板和底板出現旁彎，我們利用反變形法，把側梁一次焊接在工裝上焊接，組焊一次完成后，先將梁體做5mm-6mm的反變形，按照梁體變形的規律在工裝上加了3個頂緊器，把出現變形的一側兩頭頂緊，然后在對面中間加一定頂緊器，再壓緊梁體，控制好焊接參數，按中間向兩邊施焊，焊接完成后自然冷卻，一次焊接變形量得到了控制，如圖1所示[3]。

二次焊接放置在長鐵板凳上進行施焊，主要焊縫是上下蓋板和腹板的四道表面長焊縫，在這個環節，變形最嚴重，出現彎曲變形和扭曲變形，首先我們考慮到焊接順序和焊接參數，按照圖2所示，伊拉克動車構架各主梁下蓋板和上蓋板與立板接觸處的長焊縫，焊縫標記為A、B、C、D四條焊縫，在第一層打底焊接時，這四條焊縫的焊接順序為A-B-C-D；在填充蓋面焊接時，這四條焊縫的焊接順序為C-D-A-B。

圖1 側梁組焊工裝

圖2 焊接順序示意圖

同時施焊時從中間向兩邊同時反方向施焊，讓側梁焊接應力釋放，采用小電流，小電壓進行施焊，控制熱輸入，減少變形量。在側梁焊接完成后，需將側梁放置在長板凳上，但是放置的位置一般為受力較小的位置，且讓梁體的自重來抵消一部分變形，經過以上措施改進，大大減輕了調修的工作量，將側梁的變形量旁彎控制在5-6mm，撓度控制在9-10mm范圍內。

2.4 組焊次序的調整

在試制構架的制造過程中，采取將上、下拉桿座及前、中、后軸制動安裝座先組焊在構架上，再進行構架主焊縫的焊接工藝順序。焊后發現上、下拉桿座及軸制動安裝座存在不同程度尺寸偏差。

通過調整組焊次序，先將主梁組成構架，完全焊接完成后再劃線組小件，保證組焊尺寸，而且簡化了組焊的難度，并提高了工作效率。

圖3 伊拉克動車組轉向架焊接構架

3 結語

（1）此次所做的論文課題是伊拉克動車構架的焊接工藝及工藝難點分析，通過對圖紙的分析，根據工件的形狀和構架的焊接位置，協助調整了工件的整體焊接方案，輔助確定了焊接工藝。

（2）在焊接生產過程中，積極發現問題并提出問題，解決問題。積極反饋發現的問題給工藝人員，力求不放過任何一個問題。改進、優化現場工藝，減輕了一線操作者的勞動量，進一步保證產品的組焊質量，提高焊接效率。