轉向架裝配制造中的定位焊

宮 平，常 力，張林儒，宋全超

(長春軌道客車股份有限公司，吉林 長春 130062)

轉向架裝配制造中的定位焊

宮 平，常 力，張林儒，宋全超

(長春軌道客車股份有限公司，吉林 長春 130062)

根據定位焊熱輸入低、焊接拘束度大和焊縫起弧點與收弧點接近等工藝特點，結合行業標準和生產實踐闡述了轉向架裝配制造過程中定位焊的工藝要求和實施要點，詳細論述了定位焊人員資質、焊接工藝規范、焊縫尺寸、焊縫修磨和檢驗的具體要求和注意事項。著重指出定位焊操作人員應具備相應的焊工考試證書和一定的焊接技能水平，定位焊預熱應嚴格執行，必要時應通過改進結構和優化工藝以滿足預熱要求，定位焊兩端應磨削成緩坡狀，使之能與最終焊縫良好地結合，避免最終焊縫產生未熔合、未焊透，以及表面成形不良等缺陷。

轉向架；定位焊；熱輸入；起弧；收弧

0 前言

轉向架裝配制造過程是多專業、多工種協調作業的過程，焊接在這個過程中扮演著重要的角色，轉向架焊接質量不僅影響車輛的使用性能和壽命，更重要的是關系到人身和財產安全。目前，隨著軌道交通裝備制造業的快速發展以及人們對質量要求的不斷提高，焊接質量控制與管理已經滲透到了產品制造的每個環節。

定位焊是正式焊接前為裝配和固定焊件接頭位置而進行的焊接，定位焊所形成的焊縫稱為定位焊縫[1]。在轉向架裝配制造過程中，定位焊是不可缺少的重要工序，是焊接制造過程中的重要控制項點之一。本研究針對轉向架裝配制造中的定位焊，結合行業標準和生產實踐闡述了定位焊的作用、特點以及定位焊在轉向架及其部件上的應用。

1 定位焊的特點

定位焊是用來固定各被焊件之間的相對位置，目的是防止焊接變形和尺寸誤差，保證正式焊接能夠得到正確的幾何形狀和尺寸，因此定位焊和正式焊接一樣重要，不能忽視，在一些關鍵特殊工序上，定位焊的重要程度甚至高于正式焊接。

與正式焊接相比，定位焊有以下特點：

(1)焊接熱輸入低。

定位焊為間斷焊接，焊接過程中工件溫度比正常焊接時低，易產生未焊透。

(2)焊接拘束度大。

由于結構的自身拘束條件以及冷卻過程中的焊接收縮，導致定位焊接拘束度大，接頭各部位承受不同程度的應力，加上定位焊的焊縫截面小，應力集中，因此容易產生裂紋。

(3)焊縫起弧、收弧點接近。

定位焊的起弧點與收弧點很接近，是在非穩定溫度場條件下進行的焊接，熔合區冶金反應不完善，加之冷卻速度快且淬硬[2]，易產生始端未焊透、末端裂紋等缺陷。

2 轉向架及其部件的定位焊

定位焊在轉向架及其部件的裝配制造中起著非常重要的作用。按工序劃分，定位焊屬于部件的組對工序，但在一般情況下，定位焊所形成的焊縫又是最終焊縫的組成部分，因此，定位焊能夠同時反映部件的組對質量和焊接質量，在生產過程中應特別重視定位焊的焊接實施和質量控制。

2.1 操作人員資質

定位焊操作通常為組對鉚工，也可在組對工序專門配備焊工從事定位焊接，無論定位焊操作是鉚工還是焊工，都必須通過EN287-1資格考試并取得焊工資質考試證書，證書所確定的焊工資格范圍必須包含在生產中所使用的焊接過程，如焊接工藝(111、135、141等)、產品類型(板或管)、焊接類型(對接或填角焊)、材料組別和焊接位置等。

2.2 焊接工藝規程(WPS)

定位焊工藝規程應是通過評定的合格的焊接工藝規程。定位焊與正式焊接為同種焊接工藝時，定位焊工藝采用正式焊接的打底焊工藝規程，出于減少焊接缺陷的考慮，定位焊焊接電流可比正式焊接電流大10%～15%。定位焊與正式焊接為不同種焊接工藝時，應在焊接工藝評定時充分考慮，并在焊接工藝評定報告(WPQR)中有所體現，以便制定符合生產實際的定位焊工藝規程。

值得注意的是，熔化極惰性氣體保護焊(141)定位焊時可不添加填充材料，以熔化鈍邊為宜，這種情況應在對應的焊接工藝規程中加以說明。

此外，正式焊接要求預熱焊縫，在定位焊時同樣要求焊前預熱，預熱溫度一般取正式焊接時預熱溫度的上限。

2.3 定位焊前準備

定位焊前應保證焊接區域表面無潮濕和污染物，如油污、銹蝕、起鱗等，重點確認坡口根部尺寸是否正確，保證裝配質量達到圖紙要求后方可進行定位焊，并選擇合理的定位焊順序。

2.4 定位焊尺寸

定位焊應有足夠的強度，以確保焊件之間相對位置固定，因此，定位焊的厚度和長度都應有所規定，應根據具體結構來確定定位焊縫厚度。如對于多層焊來說，定位焊一般采用正式焊接的打底焊工藝規程(或采用可以達到與打底焊相似焊縫形狀、尺寸和性能的焊接工藝規程)，定位焊縫厚度不超過設計焊縫厚度的1／2，如圖1所示。對于單層焊來說，定位焊縫厚度超過設計焊縫厚度的1／2，甚至有的會超過設計焊縫厚度的2／3，如圖2所示，此時應對定位焊縫表面進行修磨處理，減小焊縫厚度，保證定位焊不會對正式焊接帶來不良影響。

圖1 多層焊定位焊縫橫截面

圖2 單層焊定位焊縫橫截面

定位焊長度直接影響定位焊縫強度，同時也對焊接冷卻速度產生直接影響。標準中建議定位焊最小長度為50 mm，并說明當材料厚度不足12 mm時，定位焊的最小長度為材料厚度的4倍，當材料厚度大于50 mm或屈服強度超過500 MPa時，應考慮增加定位焊的長度[3]。在轉向架及其部件的裝配制造中，焊件尺寸大小不一，焊件間所形成的接頭長度不等，有長度不足50 mm的短焊縫，也有長度超過3 m的長焊縫，因此需要根據具體結構決定定位焊長度，尤其是短焊縫的定位焊長度。當因結構原因導致定位焊長度不足20 mm時，建議在正式焊接前修磨或清除定位焊焊縫。

2.5 定位焊位置分布

對于板的焊接，定位焊應沿焊縫均勻分布，并避開焊縫的交叉處、棱角處、轉彎處。對于管的焊接，定位焊的分布與管的公稱直徑D有關：D≤50 mm時，對稱兩點；50 mm＜D≤150 mm時，均布2～3點；D＞150 mm時，均布3～4點[5]。

2.6 定位焊修磨

在正式焊接之前應對定位焊進行修磨，兩端磨削成緩坡狀，使之能與最終焊縫良好結合，如圖3、圖4所示。

圖3 定位焊修磨示意

圖4 定位焊修磨實例

自動焊接時，由于焊接機器人不能有效識別定位焊縫，若定位焊縫尺寸較大，而焊接機器人不能及時調整參數，則容易產生焊接缺陷，因此在自動焊之前有必要修磨定位焊縫，磨削程度在不影響組對尺寸的前提下，盡可能減小對自動焊焊縫質量的影響。

2.7 定位焊檢驗

定位焊檢驗包括定位焊的焊接質量、部件的組對尺寸和接頭的根部間隙等。

如果定位焊是最終焊縫的組成部分，那么定位焊與整條焊縫有相同的質量要求，不允許出現未熔合、未焊透、裂紋、夾渣等缺陷；如果定位焊焊縫不是最終焊縫的組成部分，則應保證定位焊焊縫在焊接過程中合理熔化，焊后采用機械方法或其他方法處理，如有必要，處理后進行表面無損檢測[5]。

定位焊后部件的組對尺寸應滿足圖紙和技術文件的要求。通常情況下，為減少焊接變形，工藝上采用定位板(拉筋)輔助定位和焊接，定位板焊接應有經評定確認的焊接工藝規程，并注意定位板的位置。拆除定位板時不應傷及母材，將拆除后殘留的焊疤打磨至與母材表面平齊，如有必要，拆除后進行表面無損檢測。

接頭的根部間隙對焊接質量影響很大，定位焊后的接頭根部間隙應能滿足焊接實施和保證焊接質量。ISO 9692中強調，在采用定位焊接的情況下，ISO 9692所涉及的根部間隙是指定位焊之后的間隙，因此定位焊后應對接頭的根部間隙進行檢查確認。

對于在檢查過程中發現的焊接缺陷、尺寸偏差、間隙超差等，應清除原焊點后重新定位焊接，再次焊接的定位焊點位置盡可能避開原焊點。

3 結論

定位焊在轉向架裝配制造過程中起著非常重要的作用，應該引起生產制造單位和質量保障部門的高度重視，目前，轉向架及其部件的定位焊在以下幾方面控制上需要加強：

(1)操作人員資質。定位焊在組對工序完成，因此定位焊操作一般由鉚工完成，這就要求從事定位焊的鉚工應有相應的焊工考試證書，具備一定的焊接技能水平。

(2)定位焊預熱。正式焊接要求預熱的焊縫，在定位焊時同樣要求預熱，對于生產中因結構限制或工裝夾具限制導致不能執行預熱的，需要根據實際情況改進結構或優化工藝以滿足預熱要求。

(3)定位焊修磨。正式焊接前定位焊要求兩端磨削成緩坡狀，使之能與最終焊縫良好結合，以免最終焊縫產生未熔合、未焊透和表面成形不良等缺陷。

[1]GB／T 3375-94.焊接術語[S].

[2]倪慶階.點固焊[J].焊接技術，1993(6)：42-43.

[3]EN 1011-2：2001.焊接.焊接金屬材料的建議(第2部分)鐵素體鋼的弧焊[S].

[4]GB 50236-98.現場設備工業管道焊接工程施工及驗收規范[S].

[5]EN15085-4：2007.鐵路應用 鐵道車輛及部件的焊接(第4部分)生產要求[S].

Positioned welding in bogie assembly manufacture

GONG Ping，CHANG Li，ZHANG Lin-ru，SONG Quan-chao
(Changchun Railway Vehicles Co.，Ltd.，Changchun 130062，China)

This article according to the positioned welding lower heat input，bigger welding restricting and the welded joint has the arc igniting and arc crater close and so on，the union profession standard and the production practice elaborated in the bogie assembly process of manufacture the positioned welding technological requirement and the implementation main point，elaborated the tack welding personnel intelligence，the welding process standard，the weld size，the welded joint sharpening and the examination specific request and the matters needing attention in detail.Finally pointed out emphatically that the positioned welding operators should have the corresponding welder to take a test the certificate，has certain welding skill level，the positioned welding preheating should fulfill exactly，when necessity satisfies the preheating request through the improvement structure and the optimized craft，the postioned welding both sides should the grinding become the gentle slope shape，enables it to unify good with the final welded joint，in order to avoid the final welded joint does not have lack of fusion，no lack of the penetration，as well as superficial formation bad and so on.

bogie；positioned welding；heat input；arc igniting；arc crater

TG441

B

1001-2303(2011)11-0055-03

2011-08-24

宮 平(1978—)，男，吉林長嶺人，工程師，碩士，主要從事軌道客車轉向架焊接工藝的研究工作。