轉向架制造中焊接變形的矯正

寧甲范

摘 要 轉向架技術是軌道車輛核心技術之一，與車輛的安全運行等息息相關。本文就轉向架制造中焊接變形的矯正問題展開，分析了焊接變形的類型與危害以及焊接變形的矯正，希望能為該方面提供幫助。

關鍵詞 轉向架制造 焊接變形 矯正

中圖分類號：TG441 文獻標識碼：A

車輛運行的安全性、舒適性等都與軌道車輛的轉向架技術相關，轉向架的基礎是構架，常見的結構類型為鋼制焊接，因此，構建與焊接問題之間存在必然的聯系。轉向架焊接變形是比較常見的，當轉向架發生焊接變形問題、超出技術要求時，必須采取有效的手段對之進行矯正，避免影響車輛的正常運行。現階段，相關數據資料已經證明大多數的構建變形都可以利用設計塑性變形的辦法來抵消。

1焊接變形的類型及危害分析

結構的材料、形狀、焊縫方法等都會影響鋼根據結構焊接變形的大小與類型。按照焊接變形的外觀形態不同，焊接變形的類型可以被分為五種：角變形、收縮變形、彎曲變形、扭曲變形、波浪變形。焊接變形往往不會以單一的形式出現，而是幾種同時出現，相互影響。因此，焊接變形的矯正是一項非常復雜、難度大的工作。

一般情況下，變形改變了物體原來的形狀，物體發生了變形，尺寸、形位、強度，甚至是視覺效果、經濟性等都被破壞。轉向架制造中焊接變形中，最嚴重的是脆性段；裂以及失穩變形。對不同類型的變形進行分析，可以發現如下規律：形位、尺寸的變形會影響轉向架整體組裝的精度與使用性；扭曲等會影響轉向架整體組裝的尺寸以及幾何形體，嚴重的時候，甚至會引發失穩變形，繼而導致使用安全問題的出現。

2轉向架制造中焊接變形的矯正辦法分析

現階段轉向架制造中焊接變形的矯正辦法主要包括兩種：機械矯正和火焰矯正。機械矯正可能會出現冷作硬化，導致附加應力產生，因此在尺寸小、難變形的構件中應用。值得一提的是，機械矯正和火焰矯正的落實都會使材料因塑性變形而消耗，因此在應用的時候需要避免新問題發生。

2.1機械矯正

機械矯正利用機械制造機械力，使物體發生拉伸塑性變形，繼而恢復到之前的尺寸，滿足相應的技術要求。因為機械矯正在常溫下進行，應力超過材料彈性極限值，抗拉強度以及屈服點提升，而延伸率和斷面收縮率減小，因此，物體不會出現較大的變形，也因此，當材料塑性較好、構建厚度合適、變形不大、矯正設備安全可靠的情況下可以采用。在機械矯正的過程中，有五點需要重點注意，現介紹如下：（1）判斷焊接變形的種類。只有確定了變形的原因，才能選擇針對性的辦法解決問題。例如：手錘錘打可以矯正薄板的波浪變形；手錘錘打或渦輪泵施壓可以矯正鋼板的角變形；千斤頂或水壓機施壓可以矯正箱型構件（如轉向架中的側梁）的變形。（2）計算變形率。一般情況下，測定變形量是比較容易、簡單的，但是變形量不足以作為矯正辦法選擇的依據，因此還應計算出構建的變形程度，即構建的變形率，為矯正提供更準確的指標。（3）確定矯正量。按實際情況來說，矯正量與焊接變形量并不相等，且存在“變形超差量小于矯正量，小于變形超差量+公差帶”的關系。機械矯正的原理實際是塑性變形與彈性變形的過程。當外界施加的矯正力撤掉之后，構件在彈力作用之下會發生一定的回彈，矯正力勢必會小于變形量。通常，材料的力學性能、尺寸、支點位置、矯正量等都會影響構件的回彈，因此，為了保證矯正達到預期值，需要從各個角度出發分析，不僅要避免矯正過度，更要避免矯正不足。（4）在落實機械矯正的時候，水壓機、千斤頂、渦輪泵和手錘等都比較常用。然而在選擇的時候還需考慮施工地質、矯正的難易程度以及焊接變形的種類等。（5）確定支點與加壓點的位置。

2.2火焰矯正

火焰矯正利用局部加熱收縮焊件伸長部位，使之發生壓縮塑性變形，繼而恢復到之前的尺寸，滿足相應的技術要求。火焰矯正主要在機械矯正不能使用的情況（材料質量過大、變形率過大、橫斷面過大等）下應用。在火焰矯矯正的過程中，有五點需要重點注意，現介紹如下：（1）構件擺放。只有保證構建擺放平整、不側滑、構件底部墊牢固，支承點不懸空，支承點間適宜，覆蓋面積盡可能大的情況下，火焰矯正的效果才能發揮到最佳。（2）加熱位置的選擇。在火焰矯正過程中，矯正位置的確定非常的重要，如果位置選取不當不僅不能矯正變形，更會產生新的問題。加熱的具體位置并不固定，需要充分考慮構件的形狀、變形種類等。值得一提的是，火焰矯正遵循杠桿原理，因此，在大變形矯正時，加熱位置可以稍稍遠離中心軸，反之則稍稍靠近。（3）加熱方式的選擇。點狀加熱、線狀加熱和面狀加熱是火焰矯正的加熱方式，在應用的時候需要結合構件的形狀以及焊接變形的形式。例如，點狀加熱可以矯正薄板的波浪變形；線狀加熱可以矯正焊件的角變形。（4）加熱尺寸。加熱的尺寸主要指加熱的長度、寬度、深度。（5）加熱溫度。構件的變形量和構件材質決定了構建的加熱溫度。在構件變形量較大的情況下應適當調高溫度。另外，加熱溫度的控制還可以通過觀察鋼表面的顏色變化來實現，往往也能取得較好的效果。

3結語

轉向架技術是軌道車輛核心技術之一，與人們生產、生活息息相關。轉向架的制造過程中涉及焊接問題，這也就使得焊接變形成為一件并不罕見的事情。采取有效的措施矯正轉向架焊接變形問題有著極強的現實意義，相關人士需要注意。本文分析了矯正變形的相關問題，希望能為提升我國轉向架質量提供幫助。

參考文獻

[1] 朱忠尹.大型構件多層多道焊焊接變形數值模擬[D].西南交通大學，2013（05）.

[2] 張三磊.動力機車轉向架焊接變形預測系統研究[D].上海交通大學，2010（01）.

[3] 劉光潔.轉向架構架焊接變形數值模擬研究與應用[D].吉林大學，2014（12）.

[4] 高文文.高速動車組轉向架焊接構架變形預測與控制[D].大連交通大學，2013（06）.