地鐵車輛構架焊接質量控制

郝君福 周 姍

（1.河北京車軌道車輛裝備有限公司，保定 071000；2.中車大同電力機車有限公司，大同 037038）

構架是轉向架的主體，是連接轉向架其他組成部分的骨架[1]。它不僅承受車輛上部所有設備的質量，而且承受和傳遞車輛在運行中產生的不同方向的各種作用力和交變載荷。構架整體為H型結構框架，包括兩組側梁和橫梁[2]。常見母材材料為S355J2W[3]。構架焊縫數量較多，焊接填充量大，焊接變形和焊接缺陷控制難度較大，目前已有大量文獻從技術角度提出解決措施。本文將從質量管理角度出發，結合EN 15085系列標準[4]和ISO 22163[5]質量體系標準要求，闡述做好構架焊接質量管控所建立的管控過程和管控重點。

1 開工質量門

1.1 構架工序

各小梁組焊→機焊→附件焊接→調修（如需要）→構架組對→構架焊接→無損檢測→構架小件焊接→熱處理→劃線檢測→加工→二次小件焊接→無損檢測→拋丸、涂裝。

1.2 開工質量門的實施

根據工序流程可知，構架是由各單梁拼接組焊而成。第一個焊接工序為各梁的組焊。在此工序開工前，要設立“開工質量門”過程，對構架的生產是否具備開工條件進行評估。具體評估內容可依據ISO 22163標準中對“人、機、料、法、環”的要求進行。企業也可根據實際情況進行適當增減，但要對圖紙、工藝文件、檢驗計劃以及工裝設備等技術準備情況是否充分，物料是否齊全，以及人員資質復合情況等可能影響產品焊接質量的關鍵因素進行嚴格的審查和確認。開工質量門評審未通過，不得開工。

2 首件檢驗

2.1 首件檢驗的作用

首件檢驗過程除了對產品進行全面檢測以外，主要目的在于驗證現有人、機、料、法、環等方面是否滿足后續批量生產的要求，偏重于對工藝方法與制造水平等各因素是否滿足批量交付合格產品進行檢驗。

2.2 首件檢驗的實施及控制要點

首件檢驗項目嚴格按照各公司相關制度文件執行。一般來講，如果只是產品實物滿足圖紙要求，其他項點不滿足后續批量生產要求，無法通過首檢。至少要以開口項形式記錄問題，跟蹤直到問題關閉，減少不利因素導致批量質量問題發生的概率。

3 過程控制

3.1 對焊接操作者嚴格要求

焊工上崗除取得所施焊焊接方法的ISO 9606/ISO 14732焊接資質以外，對特殊位置的焊接接頭及施焊有困難、產品結構較重要、受力較復雜的位置，還應在開工前對焊工進行模擬生產過程的工作試件（圖1）考試。考試合格，代表焊工對此次產品的結構及生產條件具備焊接出合格產品的能力。在通過考試后，在生產過程中如發現其施焊的產品焊縫質量仍存在嚴重不符合要求的情況，需要責令其停工進行再次考試，合格后方可繼續從事該產品的焊接工作。

圖1 工作試件宏觀金相

3.2 對焊機的控制

對關鍵工序的焊接設備實行定人定機管理制度，按照“誰使用、誰維護、誰保養”的原則進行日常維護保養工作。此外，為保證設備的工藝性，對重點設備還要進行設備工藝性精度校驗，保證設備的輸出參數能夠滿足工藝要求。對于直接影響焊縫質量的焊嘴防護罩的清理和更換要及時徹底，減少焊接飛濺堵塞造成的保護氣體排出不暢而引起的氣孔缺陷。

3.3 對焊接用料的控制

對鍛件、鑄件來料表面質量進行嚴格管控，對班組組對人員進行現場培訓。培訓主要以檢查標準為主，確保來料焊接區域無銹蝕（圖2）、無油漬、無鐵包砂，并以實例說明什么樣的料件為合格品可進行組對，禁止使用不合格的料件。對焊接區域存在油污、銹蝕情況的工件，需進行打磨處理，漏出金屬光澤。較嚴重的情況要進行重新拋丸和加工，避免造成焊后缺陷和焊縫成型不良的問題。

圖2 來料銹蝕

對鋼板來料的表面狀態進行檢查，對拋丸不徹底、有油污銹蝕殘留的鋼板料件（圖3），采用除油劑、二次拋丸等手段進行處理。對坡口有飛邊、毛刺及鈍邊尺寸較大的工件進行返工，保證不因來料問題影響產品焊接質量。

圖3 鋼板麻坑缺陷

3.4 對工藝的控制

3.4.1 嚴格要求操作指導書的描述

要做到工序操作步驟的描述盡可能圖示化、具體化、可操作化，盡量減少大量的文字描述，要簡單明了，貼近生產一線。對于影響產品焊接質量的相關技術參數，要在焊接工藝評定合格后，通過定期對焊接過程進行再確認，評估當前條件下的焊接參數是否仍滿足生產出合格產品的要求，以減少批量質量問題的發生。此外，新產品試制過程中對現場解決問題的技術手段、改革創新等成功經驗，要及時融入工藝文件，并及時升版工藝文件。驗證后進行推廣，保持產品生產工藝的正確性、完整性與統一性。

3.4.2 對工藝執行情況的控制

在生產過程中，以工藝紀律檢查、質量督查等形式，檢查確認現場人員的工藝執行情況。特別是影響焊接質量的關鍵性因素，如焊接電流、焊接電壓、氣體流量以及焊接順序等，避免因工藝執行不到位帶來產品質量問題與隱患。

3.5 對環境的控制

工藝文件中對合金鋼氣體保護焊的焊接環境要求為：溫度≥10 ℃，濕度≤80%，風速≤1 m·s-1。達不到要求，不準施焊。車間有專人負責監控，現場按工位放置溫濕度測量儀表。在每年冬季供暖前期，要特別關注廠房內的溫度，采取相關措施注意廠房的保溫工作。

4 產品檢驗

構架焊接的產品檢驗項點以工藝文件中的檢查計劃為主。檢查計劃中，定量的項點設置應具有可操作性和可測量性，定性的項點設置應具有可比照和可評估性，減少感官判斷的項點和判斷標準，這是對產品質量穩定性和質量控制水平統一性的保障。具體操作流程執行產品的專檢記錄。專檢記錄設置要按產品制造工藝流程展開，檢驗內容應完全包含檢查計劃中的項點及控制內容。記錄以三檢制控制模式為主，對關鍵工序控制項點、停止點及產品八防特性的控制內容要進行100%的檢測。可以嘗試三檢制檢測頻率區別設置，加權模式覆蓋100%的方式進行檢驗，并根據產品質量狀況和反饋情況及時調整檢測頻率。

5 結語

關鍵質量管控流程的建立與實施是對焊接生產處于受控狀態的有力保障，可減少產品質量問題的發生，對構架焊接質量控制具有積極的作用。