浅谈铁路客车转向架铸造构架裂纹和处理

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1、浅谈铁路客车转向架铸造构架裂纹和处理　　【摘要】本文系统地分析了铁路客车转向架铸造构架裂纹产生的部位和原因，并结合工作实践有针对性地提出了处理方法。【关键词】客车；构架；裂纹；处理随着全国铁路第六次大提速的实施，行车安全的重要性更加突显。近年来，公司在铁路客车转向架厂修以及赴局、段修中连续发现多起铸造构架裂纹，构架裂纹故障已严重危及行车安全。为此，原铁道部运输局装备部（简称原装备部）于2004年6月份组织全路客车检修工厂对哈尔滨、北京铁路局配属客车的铸造构架进行裂纹普查。为了有效扼制构架裂纹故障，

2、原装备部又于2004年中下文，要求各检修工厂对铸造构架必须进行抛丸除锈，磁粉探伤检查构架侧梁端部弯角及应力集中处。所以，对铸造构架裂纹的发现、统计分析、科学合理的处理和防范，成为铁路客车造修企业的重要工作。1、裂纹发生部位统计西安装备公司近年来厂修客车转向架发现铸造构架裂纹故障统计如下：车号转向架型式生产厂家生产年份裂纹部位裂纹长度6334970202G长客86年小端梁闸瓦插销口处100mm㎜335046202G长客86年侧梁与横梁下拐角5条30mm㎜334815202G长客86年小端梁与侧梁外拐

3、角处沿450方向150mm㎜334337202G长客85年侧梁与横梁下拐角处侧梁导柱座外角处40mm㎜35mm663880206G四方96年小端梁闸瓦插销口4条30mm㎜205306209T浦厂95年侧梁内侧出砂孔处100mm㎜344459209T长客96年小端梁外闸瓦托吊座处35mm㎜由统计数字说明：1.1202型转向架由于生产年代久远、运用时间长、结构设计局限、早期铸造工艺技术及质量控制水平落后、材质疲劳等因素发生裂纹明显较多。1.2裂纹大多发生在构架小端梁、侧梁、横梁的弯角及变截面等应力集中

4、处、受力较大处。客车转向架H型铸造构架裂纹部位如下图所示：2、裂纹原因分析62.1转向架是车辆的走行部，而构架是走行部的骨架，它用来悬挂、支撑各种悬挂件、制动件，承受和传递各个方向的力。受力复杂，纵向牵引力、冲击力、垂向重力、车体振动传递过来的各种附加力、制动时闸瓦及杠杆传过来的反作用力、轮对和轴箱定位传递过来的反作用力，各种力的叠加使构架结构、材质疲劳堪不负重，丧失抵抗力而产生裂纹。裂纹往往是从构架的应力集中处爆发出来或沿构件纵向线450方向开裂，这些都符合材料力学的理论。随着列车提速，各种冲击

5、、振动加剧，使构架运行环境更恶劣，裂纹的倾向更大。2.2铸造构架本身脆性大，结构复杂，弯角较多，弯角园弧过渡不够，这种断面变化易引起应力集中，如再有铸造残余应力，铸造缩孔、气孔、夹渣、夹砂等缺陷及水爆清砂工艺的应用使裂纹倾向增大，在车辆运行中经振动、冲击易产生裂纹并扩展。又早期的铸造、熔炼技术落后，使铸件本身抗冲击、振动、弯曲、疲劳强度不高。新型高速列车构架都不采用铸钢件，而改用钢板压型的焊接件。水爆清砂工艺也被禁止使用，采用振动落砂或机械方式清砂。2.3在转向架构架的各级修程时，不能严格执行工艺

6、，科学合理处理裂纹。如焊前不彻底消除缺陷、焊接工艺、热处理工艺不良等，造成焊补后在焊缝附近造成应力集中，承载后受到振动、冲击，又产生新裂纹。因铸造构架材质主要为ZG25，该钢的可焊性较差，在焊接热影响区淬硬倾向明显增加，且工件的拘束度较大，施焊时存在较大的焊接应力，反映出其焊接时具有一定冷裂倾向，故需采用适当的工艺措施才能保证焊接质量。63、防范与处理我们对待构架裂纹应象对待病人一样，做到勤检查、早发现、科学合理地“治疗”，彻底扼制住“病毒”（裂纹）的扩展。3.1厂修时，必须对构架进行抛丸打砂处理

7、，使用构架翻转设备对构架正反面、内外腔所有弯角、变截面处等应力集中处进行详细检查，磁探找裂。3.1.1用高压水冲洗机，对构架表面、内腔进行冲洗，清除粘附的杂物、污垢。3.1.2用抛丸除锈设备，去除构架表面的油漆、氧化皮呈现出金属本色，局部仍未能除掉的锈垢、油漆等用风动工具、刮刀、钢丝刷清理，清洁度要求Sa3级（即配件表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层的等附着物，该表面应显示均匀的金属色泽，露出金属本色）。3.1.3对铸造构架易产生裂纹的部位，要进行仔细的检查。有怀疑的部位和探伤部位用

8、风动或电动砂轮打磨，露出金属光泽。3.1.4选用合理可靠的磁探工艺和高灵敏度的磁粉探伤机。平面处采用干法探伤，弯角处采用湿法探伤。3.2科学合理的裂纹处理工艺。经过长期大量的工作实践，我们总结积累了处理构架裂纹行之有效的方法，总结处理过程、步骤如下：63.2.1铲制坡口，完全消除裂纹。对非穿透性裂纹，用角磨机沿裂纹方向开70±50的V型坡口，坡口底部呈圆弧形（R≥2mm），深度须将裂纹彻底清除干净。对穿透性裂纹，先用手电钻在裂纹两端钻Ф8-Ф12mm的止裂孔，再沿裂纹方向开70±5