浅谈转向架CRH6纵向梁三角接头焊接优化

摘要：作为轨道车辆的核心组成部分，转向架的焊接质量对确保车辆运行的安全性与可靠性至关重要。随着技术的进步，焊接质量标准不断提升，但实际焊接过程中仍可能出现缺陷，这要求我们全面分析原因并采取预防措施。三角接头在转向架结构中承担着重要的力学传递作用，对其焊接进行优化具有重要意义。本文深入分析了转向架三角接头焊接过程中存在的问题，通过对焊接工艺参数的调整、运条的手法以及焊接角度优化等方面进行研究，提出了一系列有效的焊接优化方案，并通过实际验证，显著提高了三角接头的焊接质量，为转向架的高质量制造提供了有力支持。

关键词：三角接头；焊接；问题；措施

引言

随着轨道交通行业的快速发展，对轨道车辆的运行速度、载重能力以及安全性提出了更高的要求。转向架作为车辆的走行部，其性能直接影响到车辆的整体运行状态。焊接是转向架制造过程中的关键工艺之一，而三角接头由于其特殊的结构和受力特点，成为焊接质量控制的重点部位。三角接头焊接质量不佳可能导致的气孔、夹渣、裂纹等缺陷，不仅影响焊接接头的质量和性能，还可能引起应力集中，成为安全隐患，严重威胁车辆运行安全。因此，对转向架三角接头焊接进行优化研究具有重要的现实意义。

一、焊接工艺现状

目前，转向架三角接头焊接主要采用手工电弧焊、氩保护焊等工艺。手工电弧焊灵活但效率低，焊接质量受焊工技能影响大。氩保护焊速度快、熔敷效率高，但易产生飞溅和气孔。

二、转向架三角接头焊接常见的问题

焊接残余应力与工艺支撑影响：焊接残余应力会降低接头的疲劳强度，在长期运行过程中，可能导致接头部位出现裂纹扩展，影响转向架的使用寿命。此外，在三角接头的焊接作业中，工艺支撑虽对焊接结构起到一定辅助作用，但同时也带来了诸多问题。工艺支撑遮挡视线，影响焊接区域观察，收弧阶段难以精准把控，易产生夹角。这种夹角不仅影响焊缝的外观质量，还可能导致应力集中，降低焊缝的强度和稳定性，对整个焊接结构的可靠性造成潜在威胁。

三、转向架三角接头焊接的问题分析

1.焊接角度受限：在转向架三角接头的焊接过程中，所采用的工艺支撑主要目的是有效防止焊接变形，然而这一支撑结构却在一定程度上阻碍了焊枪的自由活动。三角接头空间狭窄，工艺支撑占空间，焊枪调整角度受阻。因此，焊枪难以精确调整至最佳焊接角度，焊接时电弧无法均匀加热焊缝各部分，且难以实现焊缝的均匀填充。结果，焊缝成型质量大打折扣，可能出现宽窄不均、高低不平的现象，严重削弱了焊接接头的质量和稳定性。

2.铁水流动性不佳：三角接头具有独特且复杂的结构，这种特殊结构在焊接过程中对铁水的流动产生了较大阻碍。在焊接时，高温熔化的铁水需要顺畅地流动并填充到焊缝中，以形成高质量的焊缝。但三角接头的复杂结构导致铁水在流动中遭遇拐角、狭窄通道等障碍，难以顺畅填充焊缝。一旦铁水流动不畅，就极易造成焊缝内部存在未融合的区域，即母材与填充金属之间未能完全融合，同时还容易出现夹渣现象，这些缺陷严重影响了焊接质量，降低了接头的强度和可靠性。

3.运条手法不当：在三角接头焊接的收弧处，由于接头部位相较于其他位置略高，这就对焊工的运条手法提出了更高要求。然而，在实际操作中，部分焊工采用了不合理的运条手法。例如，在收弧时未能及时调整运条速度和角度，导致铁水在重力作用下回流。在焊接过程中，铁水的不均匀堆积导致焊缝表面出现凸起，这不仅违反了焊接质量标准中对焊缝外观的要求，还可能引起焊缝内部质量不均，增加裂纹等缺陷的风险。根据焊接质量评定标准，焊缝的外观应均匀无缺陷，如焊瘤、咬边等，而内部质量应保证无裂纹、未焊透等缺陷。因此，这种焊接操作不仅影响了焊缝的外观质量，还可能对转向架三角接头的焊接质量和使用寿命造成负面影响。

四、三角接头焊接改进措施

1.优化工艺支撑摆放：在深入分析转向架三角接头焊接结构力学特性的基础上，充分考虑焊接过程中各部位的受力情况以及热变形趋势，在不影响焊接结构稳定性的前提下，对工艺支撑的摆放位置进行精准调整。调整过程中，需运用专业的测量工具和确保工艺支撑的摆放位置不会对焊工的操作空间造成阻碍，避免因操作不便而引发的焊接质量问题。同时，通过实际测试，保证工艺支撑在整个焊接过程中能够持续、有效地发挥防止焊接变形的关键作用，为焊接质量提供了良好的基础。

2.合理选择工艺参数：由于焊接材料的化学成分、物理性能以及三角接头复杂的具体结构，如不同的板厚、角度和焊缝形状等，都会对焊接质量产生显著影响，因此需要根据这些因素进行综合考量，选择最为合适的工艺参数。在设备和焊接材料允许的参数范围内，经过多组对比试验，适当提高电压。提升电压能增强电弧吹力，促使高温液态铁水在电弧作用下流畅流动，均匀且充分地填充焊缝，进而显著减少未熔合、未焊透等内部缺陷，增强焊缝的致密性和整体强度。

3.改进运条手法：在三角接头焊接操作中，采用锯齿形摆动的运条方式。这种运条方式能够使焊缝两侧得到充分的加热和熔合，保证焊缝宽度符合要求。在快收弧处，由于收弧时热量集中，容易导致铁水堆积，进而产生表面凸起、弧坑裂纹等缺陷。因此，此时需适当加快运条速度，使多余的热量能够快速分散，减少铁水在收弧处的堆积。焊工需通过大量实操练习，熟练掌握运条技巧，依据焊接位置、电流及焊缝成型情况，灵活调整运条速度和摆动幅度，确保焊缝成型美观且均匀，有效避免表面凸起、咬边、气孔等缺陷，从而提升焊缝的表面质量和整体性能。

五、结论

通过对转向架三角接头焊接工艺参数的优化、焊接材料的合理选择、焊接顺序的调整以及焊接过程的严格控制，有效地解决了三角接头焊接过程中存在的焊接变形、焊缝缺陷和焊接残余应力等问题，提高了三角接头的焊接质量。经过实际验证，优化后的焊接方案具有良好的可行性和有效性，为转向架的高质量制造提供了可靠的技术支持。在今后的研究中，可以进一步探索新的焊接技术和工艺，不断完善转向架三角接头焊接优化方案，以满足轨道交通行业不断发展的需求。

参考文献：

[1]胡义华，柳明，黄志超，等. 提高中型驱动后桥壳焊接接头疲劳寿命的方法[J]. 电焊机，2020，50（8）：106-109.

[2]蒋永祥. 钨极氩弧焊在自行车前三角架焊接中的应用[J]. 中国自行车，1992，          （4）：10-11.

[3]戴现令，申燚，曹荣祥，等. 基于三角剖分和轮廓分析的船舶焊缝特征识别[J]. 科学技术与工程，2022，22（28）：12491-12498.