动车转向架构架焊接工艺优化

李吉海 孙雪菲 高常龙

中车四方车辆有限公司 山东青岛 266000

1 动车构架焊接简介

伊拉克动车构架是动车转向架的骨架，是各种零部件的安装基础，其作用是联系转向架各组成部分和传递各方向的力，并用来保证车轴在转向架内的位置。

动车转向架是三轴结构，其构架主要由侧梁、前端梁、牵引梁、横梁、后端梁等组成[1]。

2 焊接工艺过程的难点及改进

在伊拉克动车构架焊接过程中，由于是第一次组焊尺寸较大、技术要求高的构架，出现过一些焊接工艺的难点和不足，下面就这些难点进行一些阐述和提出一些改进措施。

2.1 对接UT 探伤焊缝探伤不合格

在制作焊接试件过程中，发现有些接头UT探伤焊缝探伤不合格，通过，采用TIG打底及TIG重熔工艺。针对部分焊缝可达性差，或者焊接质量要求高的焊缝，采用TIG+MAG焊组合工艺，可以大大提高焊接质量。同时对于焊缝拐角处，采用TIG重熔工艺，提高焊缝外观质量，降低焊接应力。同时在构架焊接时，板材表面有一定的水分、铁锈和油污，在焊前先用角磨机清除焊缝表面20mm处的铁锈，同时采用火焰烘干焊道，去除水分及油污，这样可以提高焊缝的熔合质量，并减少气孔的产生[2]。

通过以上方法，焊缝UT探伤合格率提高到98%以上，不仅保证了焊道的质量，同时确保了生产进度。

2.2 引弧收弧出现焊接缺陷

在进行焊接时，起弧和收弧时容易对碳钢板产生一些破坏，影响美观，并且容易产生焊接缺陷，在参考其他的资料，建议添加引弧和收弧板，这样就避免了在引弧和收弧时产生的焊接缺陷，保证了产品的质量。

2.3 动车构架侧梁焊接变形的控制

侧梁是构架组成的重要部件，伊拉克动车构架侧梁焊接最大的难点是焊接变形，由于侧梁的梁体长（5870mm），焊缝多，焊缝集中，钢板较薄等特点，侧梁在焊接时出现了弯曲变形和扭曲变形，试制过程中变形量在12mm-15mm，挠度在14mm-18mm之间，变形非常大，给下工序的调修造成很大的困难，班组内没有压力机能够调修如此巨大的侧梁，全靠火焰调直，侧梁内腔结构复杂，筋板多，一道工序有时要调修好几次，才能达到图纸要求，费人力，严重耽误生产进度，针对上述问题，我们制定了一些改进措施：

一根侧梁需要组装、焊接、调修各三道工序，侧梁一次焊接后，腹板和底板出现旁弯，我们利用反变形法，把侧梁一次焊接在工装上焊接，组焊一次完成后，先将梁体做5mm-6mm的反变形，按照梁体变形的规律在工装上加了3个顶紧器，把出现变形的一侧两头顶紧，然后在对面中间加一定顶紧器，再压紧梁体，控制好焊接参数，按中间向两边施焊，焊接完成后自然冷却，一次焊接变形量得到了控制，如图1所示[3]。

二次焊接放置在长铁板凳上进行施焊，主要焊缝是上下盖板和腹板的四道表面长焊缝，在这个环节，变形最严重，出现弯曲变形和扭曲变形，首先我们考虑到焊接顺序和焊接参数，按照图2所示，伊拉克动车构架各主梁下盖板和上盖板与立板接触处的长焊缝，焊缝标记为A、B、C、D四条焊缝，在第一层打底焊接时，这四条焊缝的焊接顺序为A-B-C-D；在填充盖面焊接时，这四条焊缝的焊接顺序为C-D-A-B。

图1 侧梁组焊工装

图2 焊接顺序示意图

同时施焊时从中间向两边同时反方向施焊，让侧梁焊接应力释放，采用小电流，小电压进行施焊，控制热输入，减少变形量。在侧梁焊接完成后，需将侧梁放置在长板凳上，但是放置的位置一般为受力较小的位置，且让梁体的自重来抵消一部分变形，经过以上措施改进，大大减轻了调修的工作量，将侧梁的变形量旁弯控制在5-6mm，挠度控制在9-10mm范围内。

2.4 组焊次序的调整

在试制构架的制造过程中，采取将上、下拉杆座及前、中、后轴制动安装座先组焊在构架上，再进行构架主焊缝的焊接工艺顺序。焊后发现上、下拉杆座及轴制动安装座存在不同程度尺寸偏差。

通过调整组焊次序，先将主梁组成构架，完全焊接完成后再划线组小件，保证组焊尺寸，而且简化了组焊的难度，并提高了工作效率。

图3 伊拉克动车组转向架焊接构架

3 结语

（1）此次所做的论文课题是伊拉克动车构架的焊接工艺及工艺难点分析，通过对图纸的分析，根据工件的形状和构架的焊接位置，协助调整了工件的整体焊接方案，辅助确定了焊接工艺。

（2）在焊接生产过程中，积极发现问题并提出问题，解决问题。积极反馈发现的问题给工艺人员，力求不放过任何一个问题。改进、优化现场工艺，减轻了一线操作者的劳动量，进一步保证产品的组焊质量，提高焊接效率。