孟曉

摘 要：介紹了新一代250公里/小時鋁合金車體動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的焊接質(zhì)量控制方法，通過從采購環(huán)節(jié)的材料質(zhì)量控制、焊接工藝控制及質(zhì)量檢查這一系列影響構(gòu)架質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)出發(fā)，制定合理有效的質(zhì)量控制管理辦法，從而做到構(gòu)架質(zhì)量的穩(wěn)定可靠。

關(guān)鍵詞：構(gòu)架；焊接工藝；質(zhì)量控制

中圖分類號：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.16.088

0 引言

轉(zhuǎn)向架是鐵路客車關(guān)鍵部件之一，它位于車體與軌道之間，引導(dǎo)車輛沿鋼軌行駛和承受來自車體及線路的各種載荷，并緩和動作用力，轉(zhuǎn)向架的各種參數(shù)直接決定了車輛的穩(wěn)定性和車輛的乘坐舒適性，是保證車輛運(yùn)行品質(zhì)的關(guān)鍵部件。

而轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的骨架，作為轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)把轉(zhuǎn)向架各零部件組成一個整體，它不僅僅承受、傳遞各種作用力及載荷，而且它的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸大小都應(yīng)滿足各零、部件的結(jié)構(gòu)、形狀及組裝的要求（如應(yīng)滿足制動裝置、彈簧減振裝置、軸箱定位裝置等安裝的要求），構(gòu)架焊接質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著客車的行車安全和轉(zhuǎn)向架的壽命。

構(gòu)架的質(zhì)量檢查工作作為構(gòu)架生產(chǎn)流轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)，扮演著確保整個項目合同期內(nèi)對構(gòu)件檢驗和試驗活動的充分控制的重要角色，質(zhì)檢工作的成敗關(guān)系著構(gòu)架最終的質(zhì)量是否能夠滿足客戶要求，是否能夠順利進(jìn)入實(shí)際運(yùn)營，并且是否可以在服役期內(nèi)穩(wěn)定安全的完成運(yùn)營工作，所以在構(gòu)架生產(chǎn)開始之前必須根據(jù)技術(shù)要求及本公司的生產(chǎn)情況，制定合理的檢查文件及質(zhì)量控制流程圖，這里以我公司時速250公里/小時鋁合金動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為例，將整個構(gòu)架的質(zhì)量檢查及控制工作介紹如下。

1 時速250鋁合金車體動車組構(gòu)架介紹

時速250鋁合金車體動車組為動力交流傳動動車組，最高試驗速度為275km/h， 持續(xù)運(yùn)營速度為250km/h.，在此之前的CRH1型動車組的構(gòu)架一直是其他供應(yīng)商供貨，然而受供應(yīng)商生產(chǎn)能力及我公司發(fā)展等因素的影響，我們在380D構(gòu)架的基礎(chǔ)上，同時吸取了前期供應(yīng)商構(gòu)架生產(chǎn)的經(jīng)驗和教訓(xùn)，對流水線的工裝和設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計布局，經(jīng)過試制階段的測試和驗證，按照EN18085的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行了各種工藝培訓(xùn)和人員的資質(zhì)培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)架的自主生產(chǎn)。

1.1 基本結(jié)構(gòu)

時速250鋁合金車體動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架分為動車構(gòu)架和拖車構(gòu)架兩種，整體框架由鑄件和板材組合構(gòu)成傳統(tǒng)的‘H型構(gòu)架，符合UIC和EN13749載荷工況，并按照設(shè)計的載荷工況實(shí)施了靜態(tài)和疲勞試驗。

1.2 構(gòu)架組成

構(gòu)架是固定轉(zhuǎn)向架上各種設(shè)備的基礎(chǔ)，同時用以傳遞牽引力及制動力，承受垂向力。其由如下部件組成：

兩個測梁結(jié)構(gòu)，從中部到端部呈鵝頸狀。側(cè)梁是空氣簧的支撐基礎(chǔ)，也是抗蛇形減振器和橫向減振器及轉(zhuǎn)臂的安裝基礎(chǔ)。

兩根支撐測梁的橫梁。動車轉(zhuǎn)向架上的牽引電機(jī)和齒輪箱吊桿均安裝在橫梁上。拖車轉(zhuǎn)向架橫梁是制動座的安裝基礎(chǔ)。兩種轉(zhuǎn)向架的橫梁均是牽引桿、抬車座以及垂向減振器和抗側(cè)滾扭桿的安裝基礎(chǔ)。

兩個連接橫梁的縱向輔助梁。橫向止擋的擋板布置在此梁上。

四個構(gòu)架端部為鋼板組焊件，安裝一系彈簧和減振器。

兩個外端梁（只用于動車轉(zhuǎn)向架），安裝單元制動機(jī)和排障器。

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上還有電動及和齒輪箱支座（只用于動車轉(zhuǎn)向架），抗蛇形減振器和抗側(cè)滾扭桿支座。

2 構(gòu)架貨源控制管理辦法

對于所有的采購件，貨源檢驗工程師將按照貨源檢驗管理程序進(jìn)行控制，根據(jù)程序的要求貨源檢驗不僅要檢驗最終的產(chǎn)品，同時也要對供應(yīng)商加工過程，操作人員的資質(zhì)，設(shè)備，原材料，工藝方法，工作環(huán)境等進(jìn)行檢查，以確保供應(yīng)商提供合格，穩(wěn)定的產(chǎn)品。

貨源檢驗前，供應(yīng)商需自檢保證產(chǎn)品合格，且需提前至少3 個工作日將相關(guān)的常規(guī)檢驗報告及相符性證明提交給相關(guān)的貨源檢驗員或主管。貨源檢驗員在決定進(jìn)行貨源檢驗之前，須對上述資料先進(jìn)行審閱。

采購件的所有技術(shù)條件，需要滿足技術(shù)部門發(fā)布的技術(shù)條件及在技術(shù)條件中規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如果根據(jù)供應(yīng)商的自檢報告及相符性證明產(chǎn)品可以接受，貨源檢驗工程師將按照抽樣檢驗程序和鐵道部最新頒布的關(guān)于驗收范圍的文件對采購件進(jìn)行檢驗；對于每一種采購件，在供應(yīng)商初次正式發(fā)貨之前，貨源檢驗工程師將組織工程部、方法部、采購部的相關(guān)代表對采購件按照程序首件檢驗管理程序進(jìn)行首檢鑒定。只有所有在首件檢驗過程中發(fā)現(xiàn)的開口項關(guān)閉后，供應(yīng)商才能被允許發(fā)運(yùn)貨物。

3 構(gòu)架焊接工藝流程

3.1 構(gòu)架焊接執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

為了借鑒國內(nèi)外同行的先進(jìn)管理經(jīng)驗，我們申請了軌道車輛及其部件焊接EN15085體系認(rèn)證，并順利取得了相關(guān)的證書，對于構(gòu)架所有的焊接設(shè)計和制造按照 EN 15085 執(zhí)行，加工結(jié)構(gòu)未注公差按照ISO 2768-mK執(zhí)行，焊接結(jié)構(gòu)未注公差按照ISO 13920-BF執(zhí)行。

3.2 構(gòu)架焊接工序

構(gòu)架焊接生產(chǎn)進(jìn)行前，需要做每個工序確認(rèn)，主要包括以下幾個方面：

（1）確認(rèn)部件工裝是否達(dá)到預(yù)期的目的和要求，并確定加改的方案。

（2）確認(rèn)焊接監(jiān)督人現(xiàn)場監(jiān)督的制度，在任何焊接生產(chǎn)中對焊接質(zhì)量的控制，如焊前準(zhǔn)備（包括材料準(zhǔn)備，坡口形式，組對間隙，預(yù)熱溫度等），焊接過程（層間溫度，層間清理等），焊后處理（焊后熱處理的溫度，打磨要求）等。

（3）確定側(cè)梁、橫梁、構(gòu)架工藝流程，工藝圖紙和操作指導(dǎo)書。

（4）確定火焰調(diào)修的操作方法和相關(guān)要求。

（5）確認(rèn)側(cè)梁、橫梁、構(gòu)架相關(guān)的檢查項目，檢查方法和檢查標(biāo)準(zhǔn)。

通過各個工序的確認(rèn)，確認(rèn)工藝流程合理，轉(zhuǎn)向架工裝設(shè)備能夠滿足現(xiàn)階段生產(chǎn)的需求，工藝圖紙，作業(yè)指導(dǎo)書，操作文件，焊接文件有效和可執(zhí)行，并在實(shí)驗和試生產(chǎn)階段得到了完善和改進(jìn)，最終確定的動車及拖車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接工藝流程如圖3。

3.3 焊接工藝的過程控制

在確定了構(gòu)架焊接的工藝流程之后，需要對每個工藝的過程進(jìn)行有效控制，從而確保構(gòu)架生產(chǎn)每個工藝過程的質(zhì)量可控，其中主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）WPS模塊化規(guī)定：在焊接生產(chǎn)過程中，焊接生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)程序化管理，每臺焊機(jī)內(nèi)都輸入了各自的焊接WPS相關(guān)的焊接程序模塊，焊工只能按焊接相關(guān)的WPS模塊規(guī)定進(jìn)行焊接生產(chǎn)。焊接過程的程序式管理，有利于控制焊接過程。

（2）焊接過程控制：公司焊接質(zhì)量控制人員在現(xiàn)場按照ISO3834及EN15085的要求，對每條焊縫進(jìn)行嚴(yán)格的焊前、焊中及焊后檢查確認(rèn)。同時，按EN15085的管理體系的要求，焊接監(jiān)督人員一直在現(xiàn)場對焊接過程進(jìn)行監(jiān)督。

（3）焊接工作試樣：在正式生產(chǎn)開始前，根據(jù)EN15085的要求，每名焊工都根據(jù)其工位特點(diǎn)，進(jìn)行相關(guān)的工作試樣考試。工作試樣的管理也嚴(yán)格按EN15085的體系要求進(jìn)行。只有當(dāng)其具有相關(guān)的國際焊工資質(zhì)，并且焊接工作試樣合格后，方可進(jìn)行正式的生產(chǎn)。

4 構(gòu)架焊接質(zhì)量檢查

4.1 構(gòu)架焊接檢驗流程

根據(jù)前期供應(yīng)商構(gòu)架焊接檢驗的相關(guān)經(jīng)驗，以及我公司在CRH380D構(gòu)架的生產(chǎn)經(jīng)驗積累，我們對構(gòu)架焊接進(jìn)行了分解試制，同時對于每個生產(chǎn)流轉(zhuǎn)針對性的制定了相關(guān)檢查項點(diǎn)，確保工序流轉(zhuǎn)的有序性及產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，對于新的250鋁合金動車組的構(gòu)架焊接檢驗流程如圖5。

4.2 構(gòu)架焊接生產(chǎn)確認(rèn)

構(gòu)架焊接生產(chǎn)前的檢查主要包括：對工人的要求，其操作人員具有上崗資質(zhì)證，焊工具有ISO9606-I、探傷工須有ISO9712資質(zhì)；對于焊接設(shè)備及裝置要求狀態(tài)完好，且有維護(hù)及定期的檢修記錄；工裝狀態(tài)完好，有工裝驗證記錄，在其有效期內(nèi)；所有物料方面要求基礎(chǔ)件符合圖紙和工藝要求，焊材符合工藝要求；工藝文件、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求方面要求文件齊全完整，覆蓋整個生產(chǎn)過程，并且是有效最新版本，能有效指導(dǎo)操作者作業(yè)；構(gòu)架焊接環(huán)境執(zhí)行《焊接通用作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的環(huán)境溫度要求；所有檢測量具在有效計量時間內(nèi)，狀態(tài)完好。

4.3 構(gòu)架焊接過程控制

對于構(gòu)架焊接的過程控制要求：

焊接環(huán)境溫度不低于5℃；

焊接用MAG焊絲： CHW-55CNH，φ1.2；焊接氣體：MAG焊： 80%Ar+20%CO2；

焊修用焊條：TB-W52B，φ3.2；TIG焊修氣體：99.99%Ar；

焊接基礎(chǔ)件或部件表面、外觀完好，焊接面呈金屬本色，清潔、無銹跡、無磕碰、變形；

焊接處及周圍20mm無鐵銹、油污、臟跡，水分、油漆等雜質(zhì)；

焊接參數(shù)符合相對應(yīng)工藝（WPS）的要求；

點(diǎn)固焊及點(diǎn)固焊打磨要求需按工藝文件執(zhí)行；

焊縫外觀符合相對應(yīng)的圖紙、工藝文件、通用作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和ISO 5817標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求；

焊接自檢記錄及時、規(guī)范填寫。

4.4 構(gòu)架產(chǎn)品質(zhì)檢員檢查項點(diǎn)

4.4.1 構(gòu)架內(nèi)腔檢測

檢驗方式： 手工檢測；

檢驗工具：焊縫檢驗尺；

檢驗內(nèi)容：確認(rèn)動車構(gòu)架圖紙焊縫a3角焊縫焊接缺欠質(zhì)量符合ISO5817 C級要求。

檢測比例：100%，檢查合格后質(zhì)檢員在動車構(gòu)架質(zhì)量跟蹤卡對應(yīng)位置勾選合格并蓋章確認(rèn)。

4.4.2 構(gòu)架外部檢測

檢驗方式： 手工檢測；

檢驗工具：鋼板尺，樣板，焊縫檢驗尺；

檢驗內(nèi)容：

（1）鋼板尺測量確認(rèn)上下蓋板對接焊縫切割引弧板后端部至少磨平30mm，并目視確認(rèn)焊接后打磨方向垂直于焊縫方向如圖6。

（2）確認(rèn)構(gòu)架管夾數(shù)量、位置及方向符合樣板，如圖7。

（3）確認(rèn)動車構(gòu)架排障器支架端筋板、排障器支架端輪對提吊支座、抗蛇行減震器支座和拖車構(gòu)架過分向天線支座、抗蛇行減震器支座處焊縫焊趾TIG重熔，重熔焊縫焊接缺欠質(zhì)量符合ISO5817 B級要求；確認(rèn)圖紙中焊縫焊接缺欠質(zhì)量符合ISO5817 B級要求；其他所有焊縫焊接缺欠質(zhì)量符合ISO5817 C級要求。

檢測比例：100%，檢查合格后質(zhì)檢員在構(gòu)架質(zhì)量跟蹤卡對應(yīng)位置勾選合格并蓋章確認(rèn)。

4.4.3 構(gòu)架平衡劃線檢測

檢驗方式：目視，見證測量，審核生產(chǎn)自檢紀(jì)錄。

檢驗內(nèi)容及比例：

（1）生產(chǎn)通過三維劃線測量儀對構(gòu)架進(jìn)行平衡劃線，質(zhì)檢員不少于10%見證生產(chǎn)測量構(gòu)架平衡尺寸。

（2）質(zhì)檢員100%審核確認(rèn)生產(chǎn)按要求測量的數(shù)據(jù)，確認(rèn)無誤后整理出具平衡檢測報告，并在質(zhì)量跟蹤卡對應(yīng)位置勾選合格并蓋章確認(rèn)。

5 結(jié)語

雖然在項目初期曾出現(xiàn)過鑄件材料缺陷，構(gòu)架毛坯平衡工序發(fā)生的加工尺寸偏差的質(zhì)量問題，但是經(jīng)過試制調(diào)整已經(jīng)修正，并且經(jīng)過整個合同期的生產(chǎn)驗證，構(gòu)架生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定可靠，累計探傷一次合格率在99.5%以上。并且我公司生產(chǎn)的新一代250公里/小時鋁合金車體動車組業(yè)已投入使用，運(yùn)營狀態(tài)良好。

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