A型地铁转向架制动吊座焊接工艺优化

赵克俭 郝博 吕凤梅

【摘 要】本文以A型地铁转向架部件制动吊座为研究对象，针对生产实际中制动吊座对接焊缝两端焊缝质量不稳定易出现焊接缺陷的问题，提出较为合理的焊接工艺方法和制定适宜的工艺措施，通过改变操作手法与调整工艺参数，减少了焊缝的返工返修，使产品一次性交检率合格率提高到97.5%，提升了产品质量。

【关键词】制动吊座、锯齿形焊接手法、焊接参数、引弧垫板

0前言

转向架作为走行部的关键部件，其焊接质量关系到行车的安全性焊接结构作为传统工艺最重要的部分之一具有整体性强、强度高、质量轻及致密性好的特点，广泛应用于转向架焊接的生产之中。由于制动吊座探伤焊缝数量较多，导致焊接、打磨难度增大，实际生产出现的探伤缺陷较多，一次性探伤合格率仅为65%。为提升一次性探伤合格率，解决生产制动吊座生产瓶颈，因此对制动吊座焊接方式进行工艺优化，减少焊接缺陷，提升产品质量。

提高制动吊座焊接质量，对优化方法进行总结并固化，分析验证其余工序采用此方法的可行性^[1-3] 并形成一套针对类似结构、类似位置焊缝的一种通用性的解决方式，逐步推广至其他产品焊缝中去，从而提升转向架焊接构架的整体焊接质量，保证产品制造质量持续稳定。

2. 工艺现状

制动吊座作为转向架制动挂件的主要承载结构，其运行过程中所承受的载荷情况比较复杂，经统计，焊接缺陷主要位于制动吊座对接焊缝两端^[4] ，缺陷的主要表现形式为焊缝的未熔合、收弧裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷，造成大量返工返修，降低了生产效率。

3. 缺陷分析

对50组制动吊座缺陷进行统计分析，通过对缺陷种类及缺陷位置的统计，发现制动吊座焊缝缺陷及分布位置主要如下，详见表 1。

表1制动吊座焊缝缺陷统计表

根据统计表可以看出，未熔合缺陷占比85%，是造成制动吊座探伤不合格的主要原因。焊缝探伤不合格差会带来诸多影响，一是导致了过多的焊修量，降低生产效率，造成了生产瓶颈；二是增加了部件焊修失败带来的产品报废风险；三是增加了耗材消耗，经济性差，焊耗费较多人力和物力。

4. 原因分析

从人、机、料、法、环、测等方面对缺陷原因进行排查分析，造成焊接缺陷产生的主要因素包括以下两个方面：

3.1焊接运弧手法不当

对制动吊座焊接工序检查，发现操作员工焊接时焊枪采用直线往复摆动焊接。制动吊座焊缝焊道较窄，跟踪5台车40个制动吊座焊缝焊接过程，均存在焊枪直线往复摆动易造成的“铁水先行”（如图1所示）焊缝与母材连接处熔合不良造成熔合不良缺陷。（如图2所示）。

图1焊枪往复摆动造成铁水先行

图2熔合不良部位

3.2 焊接参数不合理

对5组制动吊座焊接过程进行跟踪，发现WPS规定的焊接电流（230A~250A）,电压（25V~30V）在焊接过程中易产生打底焊焊穿,且焊缝起、收弧位置及焊缝中心凸起处焊缝两边存在熔合不良缺陷。

5. 焊接工艺优化

4.1调整焊接运弧手法

(1)调整焊接运弧手法，改为锯齿形焊接，进一步降低因铁水先行造成的未熔合缺陷产生的可能如图3、4。焊接站位尽量靠近收弧端，从而保证焊枪角度；焊枪控制在90°左右，焊接时控制熔池先行现象，避免层间未熔合现象。

图3直线往复焊接运弧手法图 4锯齿形焊接运弧手法

(2)开工前对焊接参数进行焊接试板的检测。焊接时，调节好焊枪的角度，防止焊缝焊偏，造成熔合不良等现象，尤其在第一层焊接时，控制好干伸长度，观察熔池的熔合性，避免出现焊接缺陷。

(3)为保证制动吊座焊缝在焊接过程的充分熔合，需对层间焊缝进行彻底清理打磨。第一道打底焊完成后，对焊缝与母材熔合处两侧进行打磨，使母材侧壁两侧呈30-40°U型坡口，有利于填充焊接熔合，将每道焊缝焊后咬边位置的缺陷彻底清理。

4.2 优化焊接参数

对制动吊座焊缝采用电流150-2000A电压15V-20V进行打底焊接，针对焊缝端部容易出现起、收弧缺陷，对坡口外侧使用引弧垫板将起弧收弧焊接熔池托住防止烧穿，利用引弧垫板，使起/收弧点将缺陷引出焊缝外侧。

　　5.结论

通过优化焊接运弧手法，合理使用引弧垫板及采用合理的焊接参数，解决了制动吊座对接焊缝两端，存在未熔合缺陷的问题，制动吊座的一次性探伤合格率提升到97.5%，大大降低了缺陷数量。此方法可逐步推广至其余焊缝中去，从而提升转向架焊接构架的整体焊接质量，保证产品制造质量持续稳定。

参考文献

[1]陈祝年.焊接工程师手册[M].北京；机械工业出版社,2006.

[2]刘大明,李万军.高速动车组转向架构架焊接工艺与变形关系分析[J].中国化工贸易,2003,03.

[3]董泽明.浅谈转向架焊接缺陷及解决方法[J].黑龙江：黑龙江科技信息，2017.

[4]焦万才等.焊工实际操作手册[M].沈阳；辽宁科学技术出版社,2006.