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1、文章编号:1007-6077(2001)01-0042-04焊接质量对转向架构架使用寿命的影响[法国]BernardLAFAIX摘要:机械焊接结构的转向架的质量问题多由焊接缺陷引起。本文探讨了铁路车辆转向架构架的侧板和腹板上出现焊接缺陷的原因。消除这些缺陷的办法是采用厚钢板(12mm)进行局部补强或整体补强,取消管状横梁。对转向架构架的焊修工艺作了详细介绍。关键词:铁路车辆;转向架;构架;焊接生产;修理中图分类号:U279.4文献标识码:B1引言于线路状况较差(曲线半径小、道岔多、线路状态不佳)要想保证地区性快车正常运营还是很艰难的,这安装在197
2、8年～1979年制造的XR6000型内种型式拖车,曾有三次订货:燃拖车上的Y232型转向架构架于1992年初在底——XR6000型,1978年～1979年制造,板上出现了裂缝。——XR6100型,1984年～1986年制造,横梁与纵梁相接的四个角上产生的局部裂缝,——XR6200型,1987年～1990年制造。首先是由腹板—底板接合处的焊透缺陷引起的,并逐步演变成疲劳裂纹。本文旨在阐述焊接接头的设3Y232型构架的构造计对焊接的难度、构架使用寿命以及对维修构架所转向架构架由两个侧架和两个双中梁组成。侧需费用产生的影响。架和中梁均为箱形结构,都是用厚
3、度为7mm的机械焊接转向架构架的批量生产,采用的是全A42FP钢板焊接而成(参见图3)。嵌角焊接方式,这样对接合处的耐疲劳强度造成许多不利因素(参见图1)。图2新焊接接头图1原焊接接头实际上,使焊接接头四周的焊缝保持一致是相当困难的,这会导致焊接结构变形,并且还会出现焊不透或过度焊透等焊接缺陷。为避免出现这类缺陷,近年来法国国营铁路公司逐步采用一种封根局部嵌角焊接方法(参见图2)。这样焊接就容易得多了。2Y232型转向架简介XR6000型拖车采用铝合金制成,被称为“中央高原拖车”,装用Y232型转向架,使用动车牵引。虽图3构架总体图然拖车的轴重相对
4、较小,只有十几吨左右。但是,由此外,构架还带有几个铸件(2个转向架——车·42·国外机车车辆工艺2001年1月体牵引座、4个制动装置支座、轴箱定位杆座等)。根部,逐渐扩展到根部附近60mm处(参见图6)。1992年初,在使用过程中检查出第一例构架裂纹。因此,很快建立了一个能够及时发现构架故障的监测系统。检测结果表明:第一批投入运营的转向架在运66行1×10～1.5×10km后,有40%出现了一条或55几条裂缝;而已运行3×10～6×10km的第二批图6产生裂纹的位置和第三批拖车转向架尚未发现任何裂缝。通过转向架构架模型可以看出,在垂直负荷作用下,这
5、个位置应力最大,其它作用力所产生的应力可忽略不计。因此计算时只考虑垂直方向的作用力就可以了。图7为原构架下底板的应力分布情况,图8为构架侧架外侧腹板应力分布情况。由此可见,下底板圆角处所受的应力最大。图4裂缝的分布(裂纹总数)裂纹出现在侧架的下底板上,位于管状横梁和侧架腹板之间,靠近两者相接的圆弧中部位置,必需指出的是,1、4、5处比2,3,6和7处出现裂纹的频图7底板内的应力分布率还高(参见图4)。这种不对称性产生的原因是转向架—车体在每根横梁上的牵引座铸件的成对角线布置(参见图5)。图8外侧腹板内的应力分布同时,横梁两侧边缘的应力值也大。图8表
6、明侧架箱形结构外侧应力不太大,侧架箱形结构腹板颈部边缘应力最大。经过研究,找到了几种解决方法,主要有:——使用厚度为12mm的钢板进行局部补强;图5转向架的布置——使用厚度为12mm的钢板进行整体补强;——取消管状横梁。4产生裂纹的原因图9为改造后的应力分布情况。可以看出,容易从图中可以看出,在完全焊透的底板和腹板的产生裂缝的部位应力值降低了25MPa。增加底板厚连接焊缝上,存在很多焊接缺陷,尤其是未熔合、焊度可获得很好的效果。透过度、有焊滴等。尽管从应力方面看未见有很好的效果,但还是在裂纹还未扩展到整个底板之前,裂纹起初是采取了取消管状横梁和采用
7、封底焊两项措施。实际产生于箱形结构的内部,位于焊透过度部位的焊缝上,这种办法对转向架构架“损伤”最小。第1期焊接质量对转向架构架使用寿命的影响·43·以除去油漆及可能存在的锈蚀痕迹。采用等离子切割,在侧架的箱形结构腹板上切割4个120×125mm的椭圆形开口(参见图10)。在距上盖板40mm处,将4个管状横梁用氧气切割去除(参见图11)。将准备好的转向架放到专用焊接胎位上,准备图9改造后的底板应力分布进行焊接。磨去原有焊缝的焊透部分,并进行磁粉探伤。如有裂纹,则在底板上凿一个3mm的半圆槽(参见图12)。图12内部准备图10侧架腹板上的开槽重新进行
8、磁粉探伤,确认裂纹是否完全除去。然后,焊敷两道焊道,同时对底板侧的根部焊缝实施TIG重熔,以提高该焊接接头的疲劳强度(参见
