转向架构架检修工艺分析

苏屹峰 藏小文

摘要：

随着最近几年国内外主要城市都开通了地铁，而一些一线城市地铁车辆已经运营多年，地铁运营公司主要负责车辆的日常检修工作，当车辆的运行里程和运营年限到一定程度则需要进行大修来确保车辆运行状态正常。在检修的过程中，焊缝的检修一直是构架检修的重点工作。我们通过对构架载荷与焊接接头疲劳分析，来确定构架检修中焊缝探伤重点区域，完善焊缝缺陷修复方法及修复意义。从而减少因疲劳而引起的转向架焊接接头失效的产生，保障行车安全。

关键词：转向架;检修;城轨车辆;焊接接头;疲劳

1前言

地铁运营公司受制于设备与工艺技术等限制原因，對于地铁车辆的大修工作往往要交付回主机厂进行大修工作。

转向架作为地铁车辆走行部件，对行车安全至关重要，所以返厂的每一个转向架都要开展细致且严谨的检修工作。而这次主要讨论的是通过分析转向架运行时所受应力与构架疲劳。从而确定检修重点，及如何消除缺陷。

2转向架构架载荷分析与焊接接头疲劳分析

构架是转向架的骨架结构，承受地铁车辆的主要载荷。车辆的运行条件和工况影响着转向架所受的载荷。

车辆运行过程中，构架主要承受垂向载荷、横向载荷、抗侧滚载荷等。同时构架局部还承受制动载荷、电机载荷、齿轮箱载荷等。在这些载荷长期作用下，构架承受着巨大的压力。

转向架构架的结构是由侧梁与横梁焊接组成，其材质选用Q345E低合金高强度钢板，具有较好的低温冲击性能，能通过-40度冲击试验，能覆盖地铁车辆的使用工况。其板材厚度主要选用厚度为12mm、14mm钢板。大部分部件选用钢板范围为6～60mm厚。其化学性能与力学性能见下表（1）、表（2）。

构架焊接技术采用熔化极非惰性气体保护电弧焊，该方法既减轻了CO2焊时的强氧化性，使电弧燃烧更稳定，减小飞溅，容易获得轴向喷射过渡，还避免了单一氩气焊接时存在的阴极飘移现象和成本高等问题，改善了焊丝金属与母材金属的浸润性，焊缝成形好。

通过参考文献[4]对Q345E钢板焊接接头进行脉动疲劳试，绘制接头 S-N 曲线分析后表明焊接接头的微小气孔和夹渣缺陷在疲劳实验过程中将成为疲劳裂纹的萌生位置，恶化接头的疲劳性能。

3转向架检修技术

构架检修工作主要包括脱漆、尺寸检测、焊缝检查、螺纹孔检查、油漆。这里面包含了测量工艺技术、焊接工艺技术、探伤工艺技术等。

检修过程大致可以分为两大部分：其一就是检，尺寸检测、外观检查、焊缝无损探伤。其二就是修，构架尺寸调休、焊缝修复、安装座损坏修复、螺纹孔修复等。

其中构架焊缝检查使用的是磁粉探伤法，使用便携式磁轭探伤仪对其焊缝进行磁粉检测，该方法是接触式、局部磁化。

3.1确定构架检修中焊缝探伤重点区域

通过以上对构架载荷分析，可以看出构架的主要载荷集中在侧梁、电机吊座、齿轮箱吊座、牵引拉杆座、制动吊座。确定与它们相关的焊缝都是需要重点进行磁粉探伤的焊缝。

3.2焊缝缺陷消除方法

对磁粉探伤焊缝区异常磁粉集聚现象进行修复，在修复过程中，要将裂纹全部清除。通过对焊缝接头疲劳分析，我们可以知道，细小的气孔和夹渣对焊缝疲劳有着很大影响，若不能消除，可能会再次导致焊缝开裂，甚至导致母材开裂。

修复工艺为使用打磨工具清除缺陷，缺陷不易清除时可使用直磨机配合旋转铣头进行清除，然后对其进行补焊。补焊过程应焊前预热，并在焊接时控制层间温度，焊后进行探伤，保证缺陷消除。

4结束语

检修工艺的制定与实施，关系到城轨车辆的运营安全与运营质量，作为轨道人 必须严格按照各级修程的工艺操作执行。随着科技的发展，更多先进理念的引入、更多高科技设备的引用，检修工艺会越来越 完善，城轨车辆的检修工作会越来越省时省力、高效高产，检修工艺的与时俱进将推 动城市轨道交通事业向更方便快捷、安全舒适的方向迈进。

参考文献：

[1] 何柏洲.地铁车辆检修及应用[J].科技风.2019（01）：135-137.

[2] 高云霄，王曦，邹骅，王斌杰.基于动应力的转向架构架载荷识别[J].机械工程学报.2018（06）：58-62.

[3] 董博，王萌.外部载荷对轨道车辆转向架构架结构静强度影响程度的评估方法[J].中国铁道科学.2018（11）：98-102.

[4] 魏世同，姜海昌，陆善平.快捷货车转向架用Q345E钢板焊接接头疲劳性能研究[J].电焊机，2020，50（1）：105-108，113.

[5] 张炯法，李杰2.磁粉探伤焊缝区反常显示成因分析[J].热加工工艺.2006（15）：69-70.