【摘要】本文系統(tǒng)地分析了鐵路客車轉向架鑄造構架裂紋產(chǎn)生的部位和原因，并結合工作實踐有針對性地提出了處理方法。

【關鍵詞】客車；構架；裂紋；處理

隨著全國鐵路第六次大提速的實施，行車安全的重要性更加突顯。近年來，公司在鐵路客車轉向架廠修以及赴局、段修中連續(xù)發(fā)現(xiàn)多起鑄造構架裂紋，構架裂紋故障已嚴重危及行車安全。為此，原鐵道部運輸局裝備部（簡稱原裝備部）于2004年6月份組織全路客車檢修工廠對哈爾濱、北京鐵路局配屬客車的鑄造構架進行裂紋普查。為了有效扼制構架裂紋故障，原裝備部又于2004年中下文，要求各檢修工廠對鑄造構架必須進行拋丸除銹，磁粉探傷檢查構架側梁端部彎角及應力集中處。所以，對鑄造構架裂紋的發(fā)現(xiàn)、統(tǒng)計分析、科學合理的處理和防范，成為鐵路客車造修企業(yè)的重要工作。

1、裂紋發(fā)生部位統(tǒng)計

西安裝備公司近年來廠修客車轉向架發(fā)現(xiàn)鑄造構架裂紋故障統(tǒng)計如下：

車號轉向架型式生產(chǎn)廠家生產(chǎn)年份裂紋部位裂紋長度

334970202G長客86年小端梁閘瓦插銷口處100mm㎜

335046202G長客86年側梁與橫梁下拐角5條30mm㎜

334815202G長客86年小端梁與側梁外拐角處沿450方向150mm㎜

334337202G長客85年側梁與橫梁下拐角處

側梁導柱座外角處40mm㎜

35mm

663880206G四方96年小端梁閘瓦插銷口4條30mm㎜

205306209T浦廠95年側梁內(nèi)側出砂孔處100mm㎜

344459209T長客96年小端梁外閘瓦托吊座處35mm㎜

由統(tǒng)計數(shù)字說明：

1.1 202型轉向架由于生產(chǎn)年代久遠、運用時間長、結構設計局限、早期鑄造工藝技術及質量控制水平落后、材質疲勞等因素發(fā)生裂紋明顯較多。

1.2 裂紋大多發(fā)生在構架小端梁、側梁、橫梁的彎角及變截面等應力集中處、受力較大處?？蛙囖D向架H型鑄造構架裂紋部位如下圖所示：

2、裂紋原因分析

2.1轉向架是車輛的走行部，而構架是走行部的骨架，它用來懸掛、支撐各種懸掛件、制動件，承受和傳遞各個方向的力。受力復雜，縱向牽引力、沖擊力、垂向重力、車體振動傳遞過來的各種附加力、制動時閘瓦及杠桿傳過來的反作用力、輪對和軸箱定位傳遞過來的反作用力，各種力的疊加使構架結構、材質疲勞堪不負重，喪失抵抗力而產(chǎn)生裂紋。裂紋往往是從構架的應力集中處爆發(fā)出來或沿構件縱向線450方向開裂，這些都符合材料力學的理論。隨著列車提速，各種沖擊、振動加劇，使構架運行環(huán)境更惡劣，裂紋的傾向更大。

2.2鑄造構架本身脆性大，結構復雜，彎角較多，彎角園弧過渡不夠，這種斷面變化易引起應力集中，如再有鑄造殘余應力，鑄造縮孔、氣孔、夾渣、夾砂等缺陷及水爆清砂工藝的應用使裂紋傾向增大，在車輛運行中經(jīng)振動、沖擊易產(chǎn)生裂紋并擴展。又早期的鑄造、熔煉技術落后，使鑄件本身抗沖擊、振動、彎曲、疲勞強度不高。新型高速列車構架都不采用鑄鋼件，而改用鋼板壓型的焊接件。水爆清砂工藝也被禁止使用，采用振動落砂或機械方式清砂。

2.3在轉向架構架的各級修程時，不能嚴格執(zhí)行工藝，科學合理處理裂紋。如焊前不徹底消除缺陷、焊接工藝、熱處理工藝不良等，造成焊補后在焊縫附近造成應力集中，承載后受到振動、沖擊，又產(chǎn)生新裂紋。因鑄造構架材質主要為ZG25，該鋼的可焊性較差，在焊接熱影響區(qū)淬硬傾向明顯增加，且工件的拘束度較大，施焊時存在較大的焊接應力，反映出其焊接時具有一定冷裂傾向，故需采用適當?shù)墓に嚧胧┎拍鼙ＷC焊接質量。

3、防范與處理

我們對待構架裂紋應象對待病人一樣，做到勤檢查、早發(fā)現(xiàn)、科學合理地“治療”，徹底扼制住“病毒”（裂紋）的擴展。

3.1廠修時，必須對構架進行拋丸打砂處理，使用構架翻轉設備對構架正反面、內(nèi)外腔所有彎角、變截面處等應力集中處進行詳細檢查，磁探找裂。

3.1.1用高壓水沖洗機，對構架表面、內(nèi)腔進行沖洗，清除粘附的雜物、污垢。

3.1.2用拋丸除銹設備，去除構架表面的油漆、氧化皮呈現(xiàn)出金屬本色，局部仍未能除掉的銹垢、油漆等用風動工具、刮刀、鋼絲刷清理，清潔度要求Sa3級（即配件表面應無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆涂層的等附著物，該表面應顯示均勻的金屬色澤，露出金屬本色）。

3.1.3對鑄造構架易產(chǎn)生裂紋的部位，要進行仔細的檢查。有懷疑的部位和探傷部位用風動或電動砂輪打磨，露出金屬光澤。

3.1.4選用合理可靠的磁探工藝和高靈敏度的磁粉探傷機。平面處采用干法探傷，彎角處采用濕法探傷。

3.2科學合理的裂紋處理工藝。

經(jīng)過長期大量的工作實踐，我們總結積累了處理構架裂紋行之有效的方法，總結處理過程、步驟如下：

3.2.1鏟制坡口，完全消除裂紋。

對非穿透性裂紋，用角磨機沿裂紋方向開70±50的V型坡口，坡口底部呈圓弧形（R≥2mm），深度須將裂紋徹底清除干凈。對穿透性裂紋，先用手電鉆在裂紋兩端鉆Ф8-Ф12mm的止裂孔，再沿裂紋方向開70±50的V型坡口，并留有3-4mm間隙，鈍邊≤1mm。

3.2.2焊補前，清除坡口及其附近的油污、鐵銹、水垢等雜物，露出金屬本色，用火焰對坡口及兩側各60-100mm范圍預熱到150-2500C，并用紅外線測溫儀測量。

3.2.3裂紋焊修使用堿性低氫焊條J506或J507焊條，在使用前須經(jīng)350-4000C烘干2小時，放在保溫筒中隨用隨取，保溫筒使用前須加熱到1000C以上。焊條直徑Ф3.2，電流90-130A；Ф4，電流160-210A；Ф5，電流220-270A。采用層焊，每焊一層后應徹底清渣。對穿透性裂紋，打底焊后停留4小時，待冷卻后進行磁粉探傷，焊縫不得有裂紋存在。

3.2.4焊后熱處理，焊后立即用火焰加熱法將焊縫兩側至少100mm區(qū)域加熱至600-6500C，呈橘紅色即可，并在加熱區(qū)用石棉粉敷蓋，保溫緩冷，放置48小時以上。

3.2.5焊縫檢查，焊后48小時后用磁粉或滲透探傷檢查焊縫，焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣、未焊透、咬邊等缺陷。且焊縫表面應平整，焊縫成形好，始、末段及兩側與母材的過渡應平滑。

3.2.6對穿透性裂紋，長度≥100mm時，焊后須加補強板。補強板材質一般選用Q235鋼板，板厚10-14mm，焊縫表面余高須打磨至與母材平齊。