浅谈高速动车组转向架管对接结构焊接缺陷控制

2018-02-16李万君王善更孙维鹏

建材与装饰 2018年10期

李万君王善更孙维鹏

（中车长春轨道客车股份有限公司吉林省长春市 130000）

前言

一般情况下，为了能够保证列车可以安全运行，对于大部分列车的转向架都是采用焊接的方式，主要由测量、附件与横梁三个方面进行组焊工作来实现。例如：对于我国时速超过300km/h的高速列车而言，车组转向架的连接工作基本上都是采用横梁管的连接方式，同时横梁管为车组转向架构建的主要部分，与列车两侧梁之间进行连接，同时还承载着列车的制动、减振以及承载装置，贯穿于整个列车转向架。但是，在当前阶段列车横梁管的焊接工作很不理想，进而出现未熔合、气孔等焊接缺陷，从而对焊接质量造成了直接影响，不仅使质量不能得到保障，焊接生产力也会直线下降，难以满足当前需求。

1 试验材料和方法

动车转向架衡量钢管和两连坐的材质一般情况下都是S355J2+N，连接处的接头为环状接头，同时对于内侧坡口而言，形式为5V，坡口的角度为45°；对于外接坡口而言，形式为10U，坡口角度则是12°，并且还要在中间能够预留出1.6～2.1mm的钝边。此外，对于焊缝的质量等级也有一定的要求，一般而言，想要保证高速列车的安全运作，就需要将焊缝质量提升到CPA，同时在焊接完成后，还要求焊缝处采用100%的磁粉探伤以及100%的射线探伤[1]。在横梁管的组对工作中，保障外侧坡口颞部能够实现定位焊分布均匀，此外在定位焊的焊缝长度上也有直接规定，一般要保证焊缝长度为50mm。

焊接工作开展之前，需要将定位焊的焊缝两边优先进行打磨，从而使其形成45°状的斜面，然后在采用CLOOS ROMAT310型号的焊接机械手臂对内侧5V进行优先焊接，之后再将其分为2层2道焊接，在这项工作完成后，还需要在外侧坡口处采用打磨机进行清根，以便去除没有溶透的钝边，使其保持光滑。清根完成后，要能够保证外侧坡口深度达到12～13mm左右；而在焊接外侧10U焊缝中，要能够分3层3道焊接，完成后同样进行100%磁粉探伤以及100%射线探伤。当射线探伤在工作中找出现阶段出现的焊接缺陷时，需要再利用KW-4C型好的数字式超声波探伤仪与射线进行相互配合，从而对焊接缺陷的大小、种类和位置进行确认，从而便于以后对其进行返修。

2 分析与讨论

2.1 生产现状调查

第一阶段，可以统计在2017年3月、4月份车间进行CRH380动车组转向架横梁管的焊接生产工作，并对其前10根进行焊接之后的横梁管质量进行实时统计；第二阶段，统计同年11月、12月车组进行260km/h动车组转向架横梁管焊接的生产工作，并对前期所生产的25根横梁管质量进行追踪统计。通过对以上两个阶段的调查统计结果可以看出，这一类横梁管对接所形成的双面环形焊缝在实际使用过程中，焊接缺陷不断出现，同时焊接的合格率也相对较低。同时，对于两个阶段做出进一步分析之后，工作人员可以看出横梁管的焊接缺陷主要分为未熔合和气孔两个问题，并且这两种问题还会同时出现在一处，其中未熔合缺陷所出现的频率相对较高，并且达到了57%。而气孔出现的概率虽然相对较低，但是也达到了36%左右。此外，裂纹缺陷概率虽然也会出现，但出现的几率很低，基本为意外现象，仅有3%。

2.2 未熔合缺陷分析

①未熔合缺陷出现的概率达57%，并且这一缺陷还会导致横梁管报废，阻碍焊接工作正常进行；②根据未熔合缺陷所处在的位置来看，可以确认缺陷一般情况下都会出现在焊缝金属和母材料的坡口连接处，整体上属于侧壁未熔合；③通过超声波探伤检测缺陷的具体深度可以了解到，出现未熔合缺陷的位置大部分都是在离焊缝表面7～14mm处，这个深度属于外侧10U焊缝打底层的深度范围，并且之后很少会出现在横梁管的其他地方[2]。

2.3 气孔缺陷分析

气孔缺陷的分析主要分成两个阶段，第一阶段是2017年3～4月，出现气孔缺陷的次数相对较多，气孔的种类一般为单一空，并且出现的频率和位置没有特定的趋势，不具备一定的规律性。因此可以推断出导致出现气孔出现的因素属于偶然因素，因此工作人员必须要从基础工作着手，注重焊接工作细节，在焊接前做好对表面清洁、焊缝清理以及焊接处风速的控制等因素，降低气孔缺陷出现的频率；第二阶段是同年11～12月，气孔开始和未熔合缺陷同时出现，并且多为密集气孔，因此可以判断出，环境温度是造成第二阶段气孔缺陷的主要原因，因此在焊接过程中，尤其是在冬季，工作人员应当在焊接前对横梁管进行预热，从而降低气孔缺陷。