謝賢

中車株洲電力機(jī)車有限公司 湖南 株洲 412001

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)被普遍運(yùn)用于軌道交通裝備領(lǐng)域，如何有效地控制其產(chǎn)品的質(zhì)量，以確保乘客的健康及其設(shè)施的安全是當(dāng)下比較熱門的話題。特別是對于采用焊接結(jié)構(gòu)的電力機(jī)車，其主要采用的是混合氣體保護(hù)焊，而這些鋼材的材料一般都是較薄的、有較大的斜度的，加上需要較大的焊縫面積，以及較高的熱輸出，這就導(dǎo)致了焊縫的溫度分布不均，容易出現(xiàn)內(nèi)部應(yīng)力，從而導(dǎo)致焊件的變形或者出現(xiàn)缺陷，嚴(yán)重?fù)p害了產(chǎn)品的質(zhì)量及其可靠性[1]。為了確保產(chǎn)品的優(yōu)良性能，在生產(chǎn)之初就要采取有效的預(yù)防措施、嚴(yán)格的流程管理，并在生成之后進(jìn)行嚴(yán)格的檢測。

1 電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架焊接

電力機(jī)車的轉(zhuǎn)向架是至關(guān)重要的組成部分，其焊接工藝需要極高的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此，在轉(zhuǎn)向架的焊接過程中，必須嚴(yán)格遵守各項(xiàng)工藝規(guī)范，以確保其安全可靠性。

1.1 焊前檢驗(yàn)

1.1.1 焊接設(shè)備及工藝裝備應(yīng)進(jìn)行檢定、校準(zhǔn)并在有效期內(nèi)使用。確認(rèn)焊縫準(zhǔn)備的狀態(tài)和定位焊狀態(tài)，包括對焊縫的精細(xì)調(diào)整、對焊點(diǎn)的精細(xì)控制、對焊點(diǎn)周邊環(huán)境的精細(xì)控制。務(wù)必保證所有的元素都已經(jīng)被徹底處理，以保證焊接的高品質(zhì)。務(wù)必仔細(xì)檢查每個(gè)元素的含量，并且保證它們符合所有的規(guī)格。對于那些需要進(jìn)行預(yù)處理才能進(jìn)行組裝和焊接的零件，若其處理表面需要進(jìn)行固定，或具備特殊的安全標(biāo)識，則必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

1.1.2 焊接環(huán)境確認(rèn)。為了確保施工的安全性及最終的焊接質(zhì)量，必須將其放入有效的防護(hù)罩，并且要求其所處的環(huán)境溫度必須高于50℃，一旦發(fā)現(xiàn)溫度下降，則立即停止焊接，并且要求必須先對其進(jìn)行l(wèi)0mm的預(yù)熱，其準(zhǔn)備的位置要求與焊縫的中心線相差75mm，只有經(jīng)過這樣的準(zhǔn)備，才可以正式開始焊接[2]。

1.2 焊接質(zhì)量控制

為確保構(gòu)架的質(zhì)量，我們需要嚴(yán)格控制其焊接的條件，包括：焊接時(shí)的空間溫度應(yīng)保持在5℃左右，使用MAG焊絲，并使用MAG作為焊接的燃燒劑。此外，我們還需要確保所有的工作都得到妥善處理，因?yàn)檫@些都會(huì)影響最終的質(zhì)量結(jié)果[3]。對于一些較為緊湊、體積較小、易于機(jī)械加工的零件，如橫梁、側(cè)梁、支撐結(jié)構(gòu)，其組合過程需要依靠專業(yè)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)，而這些設(shè)備通常需要由專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行機(jī)械加工，以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的制造。然而，由于差之毫厘，謬以千里規(guī)定，即使采用最先進(jìn)的技術(shù)，只要一個(gè)不小心的視覺失誤，甚至一根不小心的手指顫動(dòng)，就會(huì)嚴(yán)重地降低產(chǎn)品的質(zhì)量，從而使得傳統(tǒng)的手工組焊技術(shù)無法達(dá)到0的準(zhǔn)確性。焊接作為一種獨(dú)特的金屬加工技術(shù)，其產(chǎn)生的變形往往超出了人類的設(shè)計(jì)范圍，因此，為了確保其質(zhì)量，第一步就必須對組裝的零部件進(jìn)行精確的檢測，以確保其符合規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。通過對組焊間距的嚴(yán)格管理，確保角度的正確性，以及對尺寸的正確定義，可以確保產(chǎn)品的高精度和高質(zhì)量。此外，還需要運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)，如設(shè)計(jì)合理的工裝，以及采取更加靈活的技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對細(xì)節(jié)的把握，從而盡可能地降低人為因素的干擾。

2 電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架焊接常見焊接質(zhì)量問題

2.1 燒穿

當(dāng)焊接工藝不當(dāng)，如操作不當(dāng)、溫差較大、電弧長時(shí)間停留、溫度升高等，就可能導(dǎo)致燒穿現(xiàn)象的發(fā)生。這種情況下，由于熔深塌陷，使得金屬熔池從焊縫的正反兩側(cè)溢出，造成了嚴(yán)重的穿孔和漏洞。由于工件之間的縫隙過大或者坡度過窄，都可能導(dǎo)致燒損的問題。

2.2 氣孔

“氣孔”通常被定義為一種特殊的缺陷，它們通常來自于熔池或冶煉過程中的某些因素。這些缺陷通常會(huì)導(dǎo)致氣體無法被完全釋放到周圍環(huán)境，并造成焊縫的堵塞。由于缺乏良好的防護(hù)措施，如缺乏適當(dāng)?shù)目諝鈦碓矗约霸诤附舆^程中存在的環(huán)境問題，如濕度、腐蝕性物質(zhì)、灰塵和其他雜物，導(dǎo)致了氣孔的出現(xiàn)。

2.3 未填滿

由于焊接填充量不足、焊接規(guī)范不符合要求以及焊槍角度不正確，導(dǎo)致焊縫表面低于母材的部分未能完全填滿。

2.4 未焊透

由于焊接規(guī)范不當(dāng)、焊件組對間隙過小以及焊件鈍邊過大，導(dǎo)致所焊母材無法與填充金屬完美熔合，從而出現(xiàn)根部未熔合、單邊未熔合、多邊未熔合等問題。為了確保符合理想的焊接標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用大規(guī)模的打底焊、稍高的電壓來完成填充和覆蓋表面層的焊接。

3 影響電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接質(zhì)量的因素

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架能夠直接影響電力機(jī)車的安全性能和使用的壽命，它主要是由鑄件、鍛件和板料等材料焊接而成的一個(gè)箱型梁結(jié)構(gòu)，其中焊接技術(shù)在制造轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中占有十分重要的地位，也是最重要的技術(shù)，焊接質(zhì)量基本上就能夠反映整體的構(gòu)架質(zhì)量，而構(gòu)架作為機(jī)車的主要受力部件，其質(zhì)量直接關(guān)系到電力機(jī)車的運(yùn)行安全[4]。目前，大部分的機(jī)械制造設(shè)備都采用了鋼鐵材料進(jìn)行焊接，但是這些材料的質(zhì)量很容易受到外界條件的影響。例如，由于它們的化學(xué)成分、物理特性等，它們?nèi)菀自诔睗?、酸堿等惡劣的環(huán)境條件下失去穩(wěn)定，從而引起結(jié)構(gòu)損傷、強(qiáng)度降低、耐久性降低等，從而給設(shè)備的正常運(yùn)行帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)。為了保證焊接質(zhì)量，相關(guān)部門應(yīng)該認(rèn)真考慮并采取措施來調(diào)整和優(yōu)化相關(guān)的技術(shù)方案。

3.1 焊接人員的綜合素質(zhì)

在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)中，機(jī)械焊接工作需要技術(shù)人員具備全面的知識，既要具備較高的專業(yè)水平，又要掌握精確的操作技巧，以保證每一部分的工作都能得到有效的完成。然而，由于目前焊接行業(yè)缺乏年輕的專業(yè)技術(shù)人員，他們對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的受力特性及使用要求的理解不足，將會(huì)嚴(yán)重影響焊接工藝的質(zhì)量。

3.2 焊接未融合現(xiàn)象和架構(gòu)變形現(xiàn)象的存在

在焊接的過程當(dāng)中材料由于含有的成分分布不均，導(dǎo)致焊接焊件不融合的現(xiàn)象發(fā)生，厚度大的焊件沒有進(jìn)行預(yù)熱，或者是在低溫下進(jìn)行焊接，會(huì)導(dǎo)致焊接融合不夠完全，產(chǎn)品存在一定的缺口，也會(huì)受到操作手法、當(dāng)時(shí)周圍環(huán)境和溫度的影響，并且操作人員的手法和當(dāng)時(shí)的環(huán)境因素都會(huì)對架構(gòu)的形態(tài)造成一定的影響，構(gòu)架的焊接能力和承載能力的形成是十分復(fù)雜的，在具體的實(shí)施過程當(dāng)中很難采取措施進(jìn)行完全的合理應(yīng)力均化。

3.3 焊接工藝的合理程度

在電力機(jī)車的焊接過程中，制定合理的焊接工藝至關(guān)重要。一個(gè)完善的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接工藝不僅可以有效提升焊接質(zhì)量，而且還能夠充分考慮各種因素，從而更好地滿足實(shí)際使用的需求，并且能夠有效地提高一次性成型率。然而，目前來看，一些單位在進(jìn)行焊接工作時(shí)，缺乏針對性，未能將理論與實(shí)踐相結(jié)合，導(dǎo)致焊接工藝缺乏完善，使得專業(yè)技術(shù)人員無法充分發(fā)揮其技能，最終影響了架構(gòu)焊接的質(zhì)量。

3.4 焊接變形

由于焊接過程中溫度分布不均，導(dǎo)致焊接變形，若變形量較大，將會(huì)導(dǎo)致尺寸偏差，從而使得產(chǎn)品質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，從而需要進(jìn)行多次的修復(fù)或重新加工。

3.5 焊接缺陷

在焊接過程中，常見的缺陷包括：氣孔、咬邊、未完全焊接、未完全熔合以及裂縫。

4 提升電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接質(zhì)量措施

4.1 控制焊接材料，合理選擇焊接設(shè)備

焊接材料的嚴(yán)格選擇和控制是整個(gè)機(jī)械制造焊接工作鏈的前提和基礎(chǔ)工作，需要確保所使用的焊接材料符合最佳的技術(shù)參數(shù)[5]。由于當(dāng)前市面上的焊接材料多種多樣，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合多家企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，仔細(xì)篩選出符合要求的優(yōu)良產(chǎn)品，并且定期檢測，以確保其符合最終的使用需求，從而確保焊接過程的安全可靠。

隨著科技的飛速發(fā)展，焊接技術(shù)也在不斷提升，人們對焊接質(zhì)量的要求也越來越高。為了滿足這些要求，許多焊接設(shè)備都采用了最新的自動(dòng)化和智能化技術(shù)，使得焊接操作變得更加簡單，從而大大減輕了工人的負(fù)擔(dān)。焊接技能的熟練掌握和專業(yè)知識的積累是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，因此，企業(yè)應(yīng)該對機(jī)械加工行業(yè)的焊接人員進(jìn)行全面的資格審查，并且定期安排專業(yè)的現(xiàn)場培訓(xùn)，以確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性，尤其是在電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的焊接方面，應(yīng)該采取更加嚴(yán)格的措施，以確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

4.2 焊接順序與熱輸入等工藝手段控制法

采用正確的焊接順序，可以有效地降低變形量，例如：先進(jìn)行對接，然后進(jìn)行角接，先焊接短焊縫，然后再焊接長焊縫，從中心向兩側(cè)焊接，并且要求對稱施焊，這樣就能達(dá)到良好的焊接效果。圖1展示了牽引梁角焊縫的機(jī)焊順序圖（局部），詳細(xì)說明了焊接順序和方向。

圖1 焊接順序圖局部

焊接熱輸入是決定焊接質(zhì)量的重要因素，若過多，可能導(dǎo)致焊接變形量的增加，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷。

4.3 改善未融合現(xiàn)象和架構(gòu)變形現(xiàn)象的技術(shù)分析

為了避免出現(xiàn)焊件不融合的現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)該嚴(yán)格檢查焊接材料的材質(zhì)控制，保證其中的硫等含量在科學(xué)的范圍之內(nèi)，在進(jìn)行焊接之前，可以先對母材料進(jìn)行預(yù)熱，然后保溫慢慢冷卻，盡量避免出現(xiàn)比較大的焊縫，或者是焊接不融合現(xiàn)象的出現(xiàn)[6]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，拋丸處理法可以在架構(gòu)架的表面就形成應(yīng)對殘余應(yīng)力的反壓力，對于提高架構(gòu)架的焊接強(qiáng)度有很大的效應(yīng)，并且這種方法在焊接當(dāng)中非常簡單，能直接對形成的機(jī)械表面進(jìn)行清理，受到了廣大焊接技術(shù)人員的喜愛。

4.4 制定合理完善的電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接工藝

隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，如果我們想要更好地控制焊接流程，那么我們必須確立一套完備的焊接流程。這樣，我們才能確保焊接的順利實(shí)施，同時(shí)也可以確保焊后的維護(hù)與更換。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們需要綜合考慮各方面的因素，來確立一套適當(dāng)?shù)摹⒖茖W(xué)的、可持續(xù)的焊接流程。這樣，我們才能確保我們的產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也可以減輕我們的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。為了更有效地完成特殊領(lǐng)域的焊接任務(wù)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，采取有效措施，例如，在處理厚板鋼材時(shí)，應(yīng)該精心規(guī)劃出適當(dāng)?shù)钠驴谛螤?，以減少施加壓力。此外，為了滿足特殊領(lǐng)域的施工要求，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，采用多種焊接手段，例如：采用熔合焊、調(diào)整拼裝方法、調(diào)整焊縫位置，以及其他更加靈活多樣的施工步驟，以實(shí)現(xiàn)更好的施工效果。

5 結(jié)束語

經(jīng)過深入的研究和分析，本文建立起一套完整的、科學(xué)的、適用的電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架焊接工藝，并且明確規(guī)定了相關(guān)的操作要求，以確保其質(zhì)量。通過上述分析可知轉(zhuǎn)向架的重要性，它既關(guān)系到出行的安全性，也關(guān)系到社會(huì)的穩(wěn)定，因此，我們要積極汲取先進(jìn)的技術(shù)，加強(qiáng)對其的質(zhì)量管控，以確保其能夠滿足用戶的需求，同時(shí)也能夠有效地降低生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。