地鐵轉(zhuǎn)向架焊接缺陷與開裂失效分析

郭飛龍 劉忠強

摘 要：隨著時代的進步和社會的發(fā)展，城市居民出行需求量大大增加。近些年，我國許多城市紛紛進行地下交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，以緩解地面交通擁堵的壓力，滿足城市居民的出行需求。在進行地鐵道路修建時，其軌道轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量安全與否直接影響著地鐵能否正常運營，關(guān)系著廣大民眾的生命財產(chǎn)安全。因此，本文主要對地鐵轉(zhuǎn)向架焊接缺陷與開裂失效進行分析研究，針對性地提出相關(guān)優(yōu)化途徑，希望能為相關(guān)焊接工作人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：地鐵轉(zhuǎn)向架;焊接缺陷;開裂失效;分析

前言

現(xiàn)階段地鐵轉(zhuǎn)向架一般有大類，即A型地鐵轉(zhuǎn)向架架以及B型地鐵轉(zhuǎn)向架，主要區(qū)別在轉(zhuǎn)向架輪對軸向的定位方式上，焊接構(gòu)架工作在結(jié)構(gòu)上區(qū)別不大。地鐵的最大運行速度可達80KM/h，這其間還需要較為頻繁地啟動和制動，這就要求地鐵運行的基礎(chǔ)——轉(zhuǎn)向架具備較高的安全性能。一旦在正常運行過程中發(fā)生地鐵轉(zhuǎn)向架焊接缺陷或開裂失效，都會導(dǎo)致極其嚴重的后果，因此相關(guān)工作管理人員必須要重視這個問題，并積極尋求解決措施。

一、地鐵轉(zhuǎn)向架相關(guān)工藝介紹

1.1使用材料

一般來說，國內(nèi)地鐵轉(zhuǎn)向架較為經(jīng)常使用的材料有16MnR、Q235-A、ZG230-450、Q235-B以及STKM13B。

1.2轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)組成

地鐵轉(zhuǎn)向架分為拖車轉(zhuǎn)向架和動車轉(zhuǎn)向架，其中的主要區(qū)別在于動車轉(zhuǎn)向架的橫梁上配有齒輪箱座和電機吊座，而拖車轉(zhuǎn)向架相應(yīng)部位卻沒有。地鐵轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)一般由橫梁結(jié)構(gòu)、側(cè)梁結(jié)構(gòu)、氣室結(jié)構(gòu)、彈簧座、托板組成、空彈簧座等的結(jié)構(gòu)部件組成，如圖1所示[1]。

二、地鐵轉(zhuǎn)向架焊接缺陷與開裂失效的可能原因

2.1焊接工藝參數(shù)存在差異

一般來講，焊接的工藝參數(shù)主要包括電弧電壓、擺高、焊接電流、擺寬、擺頻等，在所輸入的熱量一定情況下，電弧電壓會影響焊接焊縫的寬度，并且兩者呈正相關(guān)關(guān)系，而焊縫的熔透情況則在一定程度上受到焊接電流輸入大小的影響。因此，在進行地鐵轉(zhuǎn)向架的焊接工作時，焊接工藝參數(shù)的差異會導(dǎo)致不同程度的焊接缺陷，嚴重時會致使焊縫開裂失效。

2.2焊接材料坡口存在差異

以80B型地鐵轉(zhuǎn)向架為例，其橫梁組成的吊架底板和橫梁管壁之間的焊縫為12HY+a2，根據(jù)相關(guān)工藝要求分三層進行焊接，如圖2所示。

此焊接過程焊縫寬度比較大，需要用焊槍在蓋面層進行焊接過程中大幅度地擺動。但是在實際操作中，橫梁管與電機吊架之間的相對位置在很大程度上限制了焊槍的可操作性，比較容易出現(xiàn)焊接缺陷[2]。

2.3焊槍工作時的傾角差異

在實際的焊接過程中，工作人員操作的焊槍傾角對目標部位焊縫根部的熔合以及焊縫表面的成型效果都有著比較大的影響。人為進行的焊接過程，焊接與目標對象之間焊接的傾斜角度與標準存在一定差異，還有保護氣體會順著焊槍傾斜的反方向吹散一些電弧，使得目標對象焊縫根部熔合的質(zhì)量比較差，進而容易產(chǎn)生焊接缺陷。

2.4道間溫度的影響

另外，溫度也會對地鐵轉(zhuǎn)向架的焊接產(chǎn)生影響。這里的道間溫度是指多條焊縫道和母材在進行焊接下一焊道之前的瞬間溫度。如果道間溫度太高，就會影響到施焊目標區(qū)域的金屬材料特性發(fā)生一定程度的突變，尤其是其中金屬晶粒度的增大，會影響到焊縫的強度，導(dǎo)致地鐵轉(zhuǎn)向架焊縫沖擊韌性下降、熔池鐵液增加或焊縫下沉等情況。隨著熔池鐵液等問題的出現(xiàn)，焊接區(qū)域很容易會發(fā)生咬邊情況，形成焊接缺陷。

三、防止地鐵轉(zhuǎn)向架焊接缺陷與開裂失效的有效途徑

3.1提高焊接工藝

要有效防止地鐵轉(zhuǎn)向架焊接缺陷與開裂失效情況的發(fā)生，首要任務(wù)就是要提高焊接工藝，避免因為工藝方法不純熟造成的焊接缺陷，帶來不必要的焊縫質(zhì)量安全問題。這就需要相關(guān)焊接工作人員不斷提高自身工藝水平，嚴格規(guī)范操作施焊，針對于具體的地鐵轉(zhuǎn)向架類型采取實際條件下最優(yōu)的焊接工藝進行施焊，以最大可能防止人為因素導(dǎo)致的地鐵轉(zhuǎn)向架焊接缺陷或者開裂失效，保障地鐵轉(zhuǎn)向架的施工技術(shù)質(zhì)量。

另一方面，相關(guān)焊接工作人員還可以積極尋求更好的施焊工具設(shè)備來進行相關(guān)工作作業(yè)，或者是依托較為先進的智能化機械設(shè)備進行全自動焊接，實現(xiàn)地鐵轉(zhuǎn)向架焊接工作的科技化、技術(shù)化，不斷提高其焊接工藝水平[3]。

3.2加強焊縫檢測

焊接工作完成后，對焊縫進行檢測時必要的步驟。為了有效防止地鐵轉(zhuǎn)向架焊接缺陷與開裂失效，及時發(fā)現(xiàn)焊接工作的問題，避免事故問題的發(fā)生，相關(guān)焊接工作人員必須重視焊縫檢測，并加強其相關(guān)工作。常見的焊縫檢測工藝有磁粉探傷和超聲波探傷。

（1）磁粉探傷。在焊接工作結(jié)束后，對焊縫進行清潔處理，將磁粉液涂抹于焊縫處，如果焊縫存在焊接缺陷或者有開裂失效的危險，那么就會出現(xiàn)漏磁的情況，則對應(yīng)的，磁粉液也會呈現(xiàn)出不同的特征狀態(tài)。

（2）超聲波探傷。在焊縫完成后，以超聲波探傷儀對目標地點進行探傷操作。超聲波探傷儀會根據(jù)超聲波反饋情況進行詳細探查，尋找其中可能存在的焊縫未熔合情況。

傳統(tǒng)焊接工藝中普遍存在重視程度不足的情況，在以后的焊接工作中，相關(guān)焊接工作人員需要加強焊縫檢測工作，進一步保障焊縫的安全性。

3.3優(yōu)化焊縫處理

在進行焊縫檢測工作之后，如果對焊縫存在的裂紋、氣孔等不良情況仍不滿意，則需要進行一定的返工處理，不過要注意，地鐵轉(zhuǎn)向架的同一焊接部位返工應(yīng)不超過兩次。如果焊接缺陷僅存于表面，只是影響美觀效果，不會致使地鐵專項架焊接質(zhì)量出現(xiàn)異常，則可采用工具進行簡單的打磨，直至焊縫外表光滑美觀。在打磨過程中還需要注意避免對焊縫造成損傷。

四、結(jié)語

地鐵轉(zhuǎn)向架是地鐵運行的重要組成部分，其焊接質(zhì)量效果的好壞直接影響著地鐵的日常運行安全。因此，相關(guān)管理部門必須重視整個地鐵運行安全，尤其是地鐵轉(zhuǎn)向架的焊接問題，避免其出現(xiàn)焊接缺陷或者開裂失效的情況，以保障地鐵乘客的生命財產(chǎn)安全。相信隨著技術(shù)工藝的不斷進步，在以后地鐵轉(zhuǎn)向架的焊接工作過程中，相關(guān)的缺陷問題一定會得到妥善處理和有效避免，使相關(guān)地鐵乘坐使用人員能夠安全放心出行，平安健康到家。

參考文獻

[1]王一震，商浩，郭文俊.淺析地鐵轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接質(zhì)量控制[J].科學(xué)與信息化，2018，（11）：94-95.

[2]劉洋，莘海萍，柳世強.防止80B型地鐵轉(zhuǎn)向架橫梁焊接缺陷的工藝[J].焊接技術(shù)，2019，（9）：57-59.

[3]趙永洲，盧鐵鵬，尹加干.轉(zhuǎn)向架自動焊接質(zhì)量影響因素研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，（4）：52-52.