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(lián)系。轉向架焊接變形是比較常見的，當轉向架發(fā)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(xiàn)階段，相關數(shù)據(jù)資料已經(jīng)證明大多數(shù)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(jù)結構焊接變形的大小與類型。按照焊接變形的外觀形態(tài)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(xiàn)，而是幾種同時出現(xiàn)，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(fā)生了變形，尺寸、形位、強度，甚至是視覺效果、經(jīng)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(wěn)變形。對不同類型的變形進行分析，可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)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(fā)失穩(wěn)變形，繼而導致使用安全問題的出現(xiàn)。

2轉向架制造中焊接變形的矯正辦法分析

現(xiàn)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(xiàn)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(fā)生。

2.1機械矯正

機械矯正利用機械制造機械力，使物體發(fā)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(xiàn)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(xiàn)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(jù)，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(fā)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(fā)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(fā)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(xiàn)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(fā)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(xiàn)，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(xiàn)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(shù)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(tǒng)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(shù)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）.