地铁转向架焊接缺陷与开裂失效分析

郭飞龙 刘忠强

摘 要：随着时代的进步和社会的发展，城市居民出行需求量大大增加。近些年，我国许多城市纷纷进行地下交通网络的建设，以缓解地面交通拥堵的压力，满足城市居民的出行需求。在进行地铁道路修建时，其轨道转向架的质量安全与否直接影响着地铁能否正常运营，关系着广大民众的生命财产安全。因此，本文主要对地铁转向架焊接缺陷与开裂失效进行分析研究，针对性地提出相关优化途径，希望能为相关焊接工作人员提供帮助。

关键词：地铁转向架;焊接缺陷;开裂失效;分析

前言

现阶段地铁转向架一般有大类，即A型地铁转向架架以及B型地铁转向架，主要区别在转向架轮对轴向的定位方式上，焊接构架工作在结构上区别不大。地铁的最大运行速度可达80KM/h，这其间还需要较为频繁地启动和制动，这就要求地铁运行的基础——转向架具备较高的安全性能。一旦在正常运行过程中发生地铁转向架焊接缺陷或开裂失效，都会导致极其严重的后果，因此相关工作管理人员必须要重视这个问题，并积极寻求解决措施。

一、地铁转向架相关工艺介绍

1.1使用材料

一般来说，国内地鐵转向架较为经常使用的材料有16MnR、Q235-A、ZG230-450、Q235-B以及STKM13B。

1.2转向架结构组成

地铁转向架分为拖车转向架和动车转向架，其中的主要区别在于动车转向架的横梁上配有齿轮箱座和电机吊座，而拖车转向架相应部位却没有。地铁转向架结构一般由横梁结构、侧梁结构、气室结构、弹簧座、托板组成、空弹簧座等的结构部件组成，如图1所示[1]。

二、地铁转向架焊接缺陷与开裂失效的可能原因

2.1焊接工艺参数存在差异

一般来讲，焊接的工艺参数主要包括电弧电压、摆高、焊接电流、摆宽、摆频等，在所输入的热量一定情况下，电弧电压会影响焊接焊缝的宽度，并且两者呈正相关关系，而焊缝的熔透情况则在一定程度上受到焊接电流输入大小的影响。因此，在进行地铁转向架的焊接工作时，焊接工艺参数的差异会导致不同程度的焊接缺陷，严重时会致使焊缝开裂失效。

2.2焊接材料坡口存在差异

以80B型地铁转向架为例，其横梁组成的吊架底板和横梁管壁之间的焊缝为12HY+a2，根据相关工艺要求分三层进行焊接，如图2所示。

此焊接过程焊缝宽度比较大，需要用焊枪在盖面层进行焊接过程中大幅度地摆动。但是在实际操作中，横梁管与电机吊架之间的相对位置在很大程度上限制了焊枪的可操作性，比较容易出现焊接缺陷[2]。

2.3焊枪工作时的倾角差异

在实际的焊接过程中，工作人员操作的焊枪倾角对目标部位焊缝根部的熔合以及焊缝表面的成型效果都有着比较大的影响。人为进行的焊接过程，焊接与目标对象之间焊接的倾斜角度与标准存在一定差异，还有保护气体会顺着焊枪倾斜的反方向吹散一些电弧，使得目标对象焊缝根部熔合的质量比较差，进而容易产生焊接缺陷。

2.4道间温度的影响

另外，温度也会对地铁转向架的焊接产生影响。这里的道间温度是指多条焊缝道和母材在进行焊接下一焊道之前的瞬间温度。如果道间温度太高，就会影响到施焊目标区域的金属材料特性发生一定程度的突变，尤其是其中金属晶粒度的增大，会影响到焊缝的强度，导致地铁转向架焊缝冲击韧性下降、熔池铁液增加或焊缝下沉等情况。随着熔池铁液等问题的出现，焊接区域很容易会发生咬边情况，形成焊接缺陷。

三、防止地铁转向架焊接缺陷与开裂失效的有效途径

3.1提高焊接工艺

要有效防止地铁转向架焊接缺陷与开裂失效情况的发生，首要任务就是要提高焊接工艺，避免因为工艺方法不纯熟造成的焊接缺陷，带来不必要的焊缝质量安全问题。这就需要相关焊接工作人员不断提高自身工艺水平，严格规范操作施焊，针对于具体的地铁转向架类型采取实际条件下最优的焊接工艺进行施焊，以最大可能防止人为因素导致的地铁转向架焊接缺陷或者开裂失效，保障地铁转向架的施工技术质量。

另一方面，相关焊接工作人员还可以积极寻求更好的施焊工具设备来进行相关工作作业，或者是依托较为先进的智能化机械设备进行全自动焊接，实现地铁转向架焊接工作的科技化、技术化，不断提高其焊接工艺水平[3]。

3.2加强焊缝检测

焊接工作完成后，对焊缝进行检测时必要的步骤。为了有效防止地铁转向架焊接缺陷与开裂失效，及时发现焊接工作的问题，避免事故问题的发生，相关焊接工作人员必须重视焊缝检测，并加强其相关工作。常见的焊缝检测工艺有磁粉探伤和超声波探伤。

（1）磁粉探伤。在焊接工作结束后，对焊缝进行清洁处理，将磁粉液涂抹于焊缝处，如果焊缝存在焊接缺陷或者有开裂失效的危险，那么就会出现漏磁的情况，则对应的，磁粉液也会呈现出不同的特征状态。

（2）超声波探伤。在焊缝完成后，以超声波探伤仪对目标地点进行探伤操作。超声波探伤仪会根据超声波反馈情况进行详细探查，寻找其中可能存在的焊缝未熔合情况。

传统焊接工艺中普遍存在重视程度不足的情况，在以后的焊接工作中，相关焊接工作人员需要加强焊缝检测工作，进一步保障焊缝的安全性。

3.3优化焊缝处理

在进行焊缝检测工作之后，如果对焊缝存在的裂纹、气孔等不良情况仍不满意，则需要进行一定的返工处理，不过要注意，地铁转向架的同一焊接部位返工应不超过两次。如果焊接缺陷仅存于表面，只是影响美观效果，不会致使地铁专项架焊接质量出现异常，则可采用工具进行简单的打磨，直至焊缝外表光滑美观。在打磨过程中还需要注意避免对焊缝造成损伤。

四、结语

地铁转向架是地铁运行的重要组成部分，其焊接质量效果的好坏直接影响着地铁的日常运行安全。因此，相关管理部门必须重视整个地铁运行安全，尤其是地铁转向架的焊接问题，避免其出现焊接缺陷或者开裂失效的情况，以保障地铁乘客的生命财产安全。相信随着技术工艺的不断进步，在以后地铁转向架的焊接工作过程中，相关的缺陷问题一定会得到妥善处理和有效避免，使相关地铁乘坐使用人员能够安全放心出行，平安健康到家。

参考文献

[1]王一震，商浩，郭文俊.浅析地铁转向架构架焊接质量控制[J].科学与信息化，2018，（11）：94-95.

[2]刘洋，莘海萍，柳世强.防止80B型地铁转向架横梁焊接缺陷的工艺[J].焊接技术，2019，（9）：57-59.

[3]赵永洲，卢铁鹏，尹加干.转向架自动焊接质量影响因素研究[J].山东工业技术，2015，（4）：52-52.