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转向架生产和交验的过程分析及方法的应用

来源:985论文网 添加时间:2020-01-02 11:21
摘要:高铁转向架在高铁列车的行走部位, 是列车的核心部件, 由于转向架是拼焊产品, 难免会出现各种缺欠, 按照交验标准必须进行修补, 通用的修补工艺是富氩气体保护焊 (MAG) 或焊条电弧焊 (111) , 这2种工艺的焊接填丝量都远远大于所需的焊接量, 造成焊接后打磨工作量的增加, 这种焊接工艺还会造成很大的飞溅, 对喷完砂的工件又造成二次破坏。基于以上原因提出改用钨极氩弧焊对交验的工件进行修补, 这样就可以解决以上问题。氩弧焊机便于操作、价格低于其他焊接设备, 所需的焊材和保护气体的价格均低于MAG焊的。因此, 新工艺的应用不仅提高了效率和质量, 还降低了成本。
  
  关键词:转向架; 氩弧焊; 操作方法;
  
  0前言
  
  高铁是我国实体经济的杰出代表,作为高铁工人需要开发、应用和吸收的东西还很多。氩弧焊通常只适合于薄板焊接,而且,焊接速度很慢,而转向架全是厚板,理论上很难用在一起,因此,转向架及工件的缺陷修补都是用焊条或MAG焊,由于这2种工艺方法熔敷量很大,只适用于大厚度、大工件、大填充量的焊接;但是,转向架上的焊接缺欠修补不需要很大的熔敷量;如果熔敷量要求很小,速度就不算是主要指标了,这时修补焊成形的好坏和飞溅以及修磨量的大小即为主要指标。因此,将氩弧焊应用到转向架及其附属产品的修补焊上提供了依据。
  
  1 技术攻关过程
  
  1.1 转向架生产和交验的过程分析
  
  工厂中的焊接产品有很多,在此仅以转向架厂为例对转向架及其附属产品的焊接交验过程进行分析。转向架是由板材、管材拼焊而成的,焊接量很大,对焊缝的要求也很高,焊接过程中辅有探伤工、焊接监督人员把控焊接质量,所有的缺陷均按ISO5817-2014的国际标准去检测,缺陷经常会出现,即便是机械手焊接。
  
  图1为机械手焊接产生的焊偏缺陷,这种现象常出现在坡口较大的焊缝上,如横梁管的环缝、侧梁的直通焊缝以及板厚大于16 mm的Y形焊缝;另外,一个转向架焊接完成一般由几十名焊工同时进行操作的,焊工技能的高低也是产生焊接缺陷的主要原因。图2中焊缝下坠即为缺陷,按ISO 5817-2014标准要进行修焊,这种缺陷常出现在坡口较大的PC位置的焊接或焊脚较大的PB位置的焊接中,如转向架上的弹簧帽筒的焊接。
  
  图3为缩孔缺陷,这种缺陷非常普遍,焊缝不干净,焊缝中有打磨颗粒,焊枪角度不对及周边环境等都是产生气孔的原因;图4为焊道之间分离,这种现象常出现在较大焊脚的PB位置的焊接,如摇枕的旁承座的焊接。
  
  1.2 以往的焊缝修补
  
  以往采用的都是MAG焊工艺进行修补,MAG焊是一种填充焊丝量较大的焊接设备,用其焊补会使抛丸后的工件受到二次破坏,补焊区域较大,增加修磨量,图5是对气孔的焊补,如果不将气孔开大就焊补,气孔是不会完全清除的;图6是对气孔和局部咬边的焊补;采用MAG焊瞬间的填充量较大,对咬边、未焊满、未熔合等较深的缺陷要先用角向砂轮或铣刀将缺陷磨大后方能进行焊补,如图7所示,否则根部是焊不到的,因此很小的缺陷焊补后会造成较大的补焊点;由于修磨设备受操作空间的限制,有些部位打磨起来非常困难(图8),工件型腔内拐角处的焊接缺陷焊补后修磨就非常困难;由于补焊的地方较多,造成打磨量的增加,修磨后又不能伤到母材和焊缝,因此,车间配了多名修磨工对转向架及其附属件进行修磨,图9即为修磨工对用MAG焊工艺焊补的转向架进行修磨,由图9可见,需修磨的部位很多。
  
  1.3 新工艺方法的应用
  
  现在工件的焊补已经应用了新的焊接方法,就是用氩弧焊对工件的缺陷进行焊补。图10是应用新方法对气孔的焊补,其不用把缺陷开大就能清除,此方法没有多余的熔敷金属,只是将气孔缺陷焊上即可,惰性气体保护焊没有飞溅和氧化;图11是对PB位置的焊趾处熔合不良的部位进行填丝补焊,焊补后的焊缝光亮、无氧化和飞溅,这种方法还能起到减小局部应力、改善组织的作用;图12是填丝焊补后的金相组织,可以看出,不良部位不用开大,焊补就能获得根部和周边理想的熔合;图13是对焊趾不良处进行不填丝的自熔焊接处理,因为这种缺陷并不缺熔敷金属,只是焊缝过渡不良,所以,采用了自熔的方法,即:使部分焊缝的熔敷金属熔化、重新成形的过程;图14是对工件喷砂前发现的局部咬边进行的少量填丝的焊补。
 
  2 技术总结
  
  新的工艺方法需要对参与交车的焊工进行相关技能的培训,考试合格后方能上岗。这个过程需要2~3周,因为,培训的目的很明确,就是为了处理焊接缺陷,提高焊补质量,减少修磨量,提高效率,最终降低成本。所以,培训的项目不需要很难,只要完成ISO 9606-1 141 P BW 1.2 S FM1 t3 PA ssnb ml和ISO 9606-1 141 P FW 1.2 S FM1 t3 PB ml a2, 2个项目即能胜任,现在已经给转向架厂陆续培训出氩弧焊的焊工10名,这10名焊工已经把氩弧焊新工艺应用在生产的各个环节中。随着在工作中的不断应用,技能会不断地提高,处理问题的经验也会越来越丰富,相信最终会给制造环节留下宝贵的技能沉淀,使本公司的高铁产品在外表光鲜的背后成本越来越小,工艺越来越合理,制作的越来越精美,工匠越来越多,只有这样,本公司的高铁产品才会真正走向世界。
  
  参考文献
  
  [1] 玉昆。空间多位置旋转电弧窄间隙焊接技术研究[D].黑龙江哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2012.  
  [2] 冷雪松。双钨极氩弧焊耦合电弧物理特性及焊接工艺研究[D].黑龙江哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2008.  
  [3] 沈俊为。应加强对焊工的培训[J].电力安全技术, 2002 (12) :37.  
  [4] 李彦青。全面质量管理在焊工技能培训中的应用分析[J].山东工业技术, 2015 (11) :235.  
  [5] 刘振波。 45号钢锥筒焊接工艺研究[D].黑龙江哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2011.
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