蘇屹峰 藏小文

摘要：

隨著最近幾年國內(nèi)外主要城市都開通了地鐵，而一些一線城市地鐵車輛已經(jīng)運(yùn)營多年，地鐵運(yùn)營公司主要負(fù)責(zé)車輛的日常檢修工作，當(dāng)車輛的運(yùn)行里程和運(yùn)營年限到一定程度則需要進(jìn)行大修來確保車輛運(yùn)行狀態(tài)正常。在檢修的過程中，焊縫的檢修一直是構(gòu)架檢修的重點(diǎn)工作。我們通過對構(gòu)架載荷與焊接接頭疲勞分析，來確定構(gòu)架檢修中焊縫探傷重點(diǎn)區(qū)域，完善焊縫缺陷修復(fù)方法及修復(fù)意義。從而減少因疲勞而引起的轉(zhuǎn)向架焊接接頭失效的產(chǎn)生，保障行車安全。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向架;檢修;城軌車輛;焊接接頭;疲勞

1前言

地鐵運(yùn)營公司受制于設(shè)備與工藝技術(shù)等限制原因，對于地鐵車輛的大修工作往往要交付回主機(jī)廠進(jìn)行大修工作。

轉(zhuǎn)向架作為地鐵車輛走行部件，對行車安全至關(guān)重要，所以返廠的每一個轉(zhuǎn)向架都要開展細(xì)致且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z修工作。而這次主要討論的是通過分析轉(zhuǎn)向架運(yùn)行時(shí)所受應(yīng)力與構(gòu)架疲勞。從而確定檢修重點(diǎn)，及如何消除缺陷。

2轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷分析與焊接接頭疲勞分析

構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的骨架結(jié)構(gòu)，承受地鐵車輛的主要載荷。車輛的運(yùn)行條件和工況影響著轉(zhuǎn)向架所受的載荷。

車輛運(yùn)行過程中，構(gòu)架主要承受垂向載荷、橫向載荷、抗側(cè)滾載荷等。同時(shí)構(gòu)架局部還承受制動載荷、電機(jī)載荷、齒輪箱載荷等。在這些載荷長期作用下，構(gòu)架承受著巨大的壓力。

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的結(jié)構(gòu)是由側(cè)梁與橫梁焊接組成，其材質(zhì)選用Q345E低合金高強(qiáng)度鋼板，具有較好的低溫沖擊性能，能通過-40度沖擊試驗(yàn)，能覆蓋地鐵車輛的使用工況。其板材厚度主要選用厚度為12mm、14mm鋼板。大部分部件選用鋼板范圍為6～60mm厚。其化學(xué)性能與力學(xué)性能見下表（1）、表（2）。

構(gòu)架焊接技術(shù)采用熔化極非惰性氣體保護(hù)電弧焊，該方法既減輕了CO2焊時(shí)的強(qiáng)氧化性，使電弧燃燒更穩(wěn)定，減小飛濺，容易獲得軸向噴射過渡，還避免了單一氬氣焊接時(shí)存在的陰極飄移現(xiàn)象和成本高等問題，改善了焊絲金屬與母材金屬的浸潤性，焊縫成形好。

通過參考文獻(xiàn)[4]對Q345E鋼板焊接接頭進(jìn)行脈動疲勞試，繪制接頭 S-N 曲線分析后表明焊接接頭的微小氣孔和夾渣缺陷在疲勞實(shí)驗(yàn)過程中將成為疲勞裂紋的萌生位置，惡化接頭的疲勞性能。

3轉(zhuǎn)向架檢修技術(shù)

構(gòu)架檢修工作主要包括脫漆、尺寸檢測、焊縫檢查、螺紋孔檢查、油漆。這里面包含了測量工藝技術(shù)、焊接工藝技術(shù)、探傷工藝技術(shù)等。

檢修過程大致可以分為兩大部分：其一就是檢，尺寸檢測、外觀檢查、焊縫無損探傷。其二就是修，構(gòu)架尺寸調(diào)休、焊縫修復(fù)、安裝座損壞修復(fù)、螺紋孔修復(fù)等。

其中構(gòu)架焊縫檢查使用的是磁粉探傷法，使用便攜式磁軛探傷儀對其焊縫進(jìn)行磁粉檢測，該方法是接觸式、局部磁化。

3.1確定構(gòu)架檢修中焊縫探傷重點(diǎn)區(qū)域

通過以上對構(gòu)架載荷分析，可以看出構(gòu)架的主要載荷集中在側(cè)梁、電機(jī)吊座、齒輪箱吊座、牽引拉桿座、制動吊座。確定與它們相關(guān)的焊縫都是需要重點(diǎn)進(jìn)行磁粉探傷的焊縫。

3.2焊縫缺陷消除方法

對磁粉探傷焊縫區(qū)異常磁粉集聚現(xiàn)象進(jìn)行修復(fù)，在修復(fù)過程中，要將裂紋全部清除。通過對焊縫接頭疲勞分析，我們可以知道，細(xì)小的氣孔和夾渣對焊縫疲勞有著很大影響，若不能消除，可能會再次導(dǎo)致焊縫開裂，甚至導(dǎo)致母材開裂。

修復(fù)工藝為使用打磨工具清除缺陷，缺陷不易清除時(shí)可使用直磨機(jī)配合旋轉(zhuǎn)銑頭進(jìn)行清除，然后對其進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊過程應(yīng)焊前預(yù)熱，并在焊接時(shí)控制層間溫度，焊后進(jìn)行探傷，保證缺陷消除。

4結(jié)束語

檢修工藝的制定與實(shí)施，關(guān)系到城軌車輛的運(yùn)營安全與運(yùn)營質(zhì)量，作為軌道人 必須嚴(yán)格按照各級修程的工藝操作執(zhí)行。隨著科技的發(fā)展，更多先進(jìn)理念的引入、更多高科技設(shè)備的引用，檢修工藝會越來越 完善，城軌車輛的檢修工作會越來越省時(shí)省力、高效高產(chǎn)，檢修工藝的與時(shí)俱進(jìn)將推 動城市軌道交通事業(yè)向更方便快捷、安全舒適的方向邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何柏洲.地鐵車輛檢修及應(yīng)用[J].科技風(fēng).2019（01）：135-137.

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[3] 董博，王萌.外部載荷對軌道車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度影響程度的評估方法[J].中國鐵道科學(xué).2018（11）：98-102.

[4] 魏世同，姜海昌，陸善平.快捷貨車轉(zhuǎn)向架用Q345E鋼板焊接接頭疲勞性能研究[J].電焊機(jī)，2020，50（1）：105-108，113.

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