HXD2型机车构架焊接质量控制浅析.pdf
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1、27移动电源与车辆2023年第2 期HXD2型机车构架焊接质量控制浅析宋喜明(中国铁路西安局集团有限公司宝鸡机车检修厂,陕西宝鸡,7 2 10 0 4)摘要:为了提高HXD2机车构架焊接焊缝的质量,分析影响HXD2机车构架焊接质量不高的因素,通过五个方面分析机车构架焊接质量控制因素,得出提高焊接人员职业素质和选用合适的焊接参数是实现HXD2机车构架焊接质量的首要任务。关键词:机车构架;焊缝质量控制;技能水平Doi:10.3969/j.issn.1003-4250.2023.02.007中图分类号:TM260.3文献标志码:A文章编号:10 0 3-42 50(2 0 2 3)0 2-0 0 2
2、 7-0 0 3前言HXD2机车构架是机车走行部的重要部件,机车构架焊接质量的高低不仅影响机车的整体性能,同时关乎着铁路运输安全运行。因此对机车构架焊接被列为质量控制的重要项点和特殊过程管理,控制机车构架焊接质量显得尤其重要。因此,如何提高构架焊接质量高低成为当务之急。2影响焊接质量的因素通过日常的统计和运用质量分析,得出影响焊接质量的主要因素为:操作人员的技能水平、焊缝坡口尺寸控制、焊接方法选择、焊接参数控制和外部环境控制。下面通过对这五个方面的探讨,探索出影响焊接质量高低的主要因素。3焊接质量影响因素分析3.1焊缝坡口尺寸控制以HXD2型机车构架中组梁的组对焊接过程为例:中组梁是构架的核心
3、组成部分,组对时将两侧梁推入组对胎后调整两内侧立板尺寸为1820,要求各焊缝间隙尺寸为2 mm4mm,若间隙过小则要进行打磨处理;若间隙偏大,在给定的尺寸公差范围内调整尺寸,如仍达不到要求间隙则对坡口处进行补焊处理,再将补焊处打磨至要求的坡口尺寸。同时横梁与侧梁对接焊缝处盖板的高度差不超过1mm,牵引梁与侧梁对接焊缝处盖板的高度差不超过1.5mm。对接焊缝的间隙尺寸为2 mm4m m,一是间隙太小容易焊不透,在打底焊时焊缝背面凸出1mm2 m m 为最宜;二是间隙太大容易焊漏。3.2焊接方法选择目前,HXD2型机车构架焊接时采用的是金属极气体保护电弧焊方法,保护气体为2 0%CO2+80%Ar
4、,气体流量为18 L/min2 0 L/m i n。该焊接方法简单、能满足各种位置的焊接,具有焊接速度较快、熔敷率较高等诸多优点。在焊层布局上采用了多层多道焊,这种方法在焊接16 mm的中厚板时可提高焊接接头的质量。因为在焊接过程中,后道焊缝对前道焊缝相当进行了一次正火的热处理,从而改变了前道焊缝的二次组织,使其晶粒细化,塑性提高;同时,前层焊道对后层焊道具有预热的作用,避免了冷裂纹的产生。在焊接过程中要严格控制层间温度(2 50),避免过热现象发生,而造成焊缝性能降低叫3.3焊接工艺参数控制焊接工艺参数主要包括焊接电流、焊接电压、焊接速度等。首先要结合焊接方法,根据焊材与母282023年第2
5、 期与车辆移动电源材的化学成分、力学性能,以及板材厚度、坡口形式等诸多因素进行综合考虑。焊接时电流与电压之间存在着一定的匹配关系,打底填充盖面焊接时都存在对应的适用选定范围。HXD2型机车构架板材型号为S500MC,焊丝型号为ER55-D2-Ti,两者都属于低碳低合金高强度钢。以构架中组梁焊接时的工艺参数选择为例:图1为接头B009侧梁与横梁的对接焊缝和接头H987侧梁与牵引梁的对接焊缝,对应的参数设置见表1 2 。H987B级B009B级图1接头B009、B9 8 7 对接焊缝表1接头B009焊接参数选定表接头B009、B9 8 7(P Q R-D T-0 6 1)电流(A)电压(V)焊接位
6、置焊丝工艺焊层代号(层)直径最最最特性示意图(mm)最大小小大2J手工焊135PA11.212016015183(mm)1.5T135PA21.227030027302.5(mm)Ep1-16(mm)135PA3-41.22703202731Ep2-12(mm)角度-6 0 135PA5-61.22703202731其中:J一一焊缝间隙;T一一坡口钝边尺寸;Ep一一板材厚度。3.3.1焊接电流焊接时电弧焊电流越大,焊接速度越快,生产效率越高,因此在允许的情况下尽量选用大电流焊接。但过大的电流会造成工件烧穿、焊缝成形变坏、咬边和焊接区晶粒长大等缺陷,而焊接电流过小又会产生未焊透、未熔合等缺陷。电
7、弧焊可以使用交流和直流,直流电源电弧稳定性好,焊缝中含氢量较低,但生产成本较高。使用酸性焊条时可选用交流电源,使用碱性焊条时可选用直流电源,使用结构钢焊条牌号末尾数字为6时交直流电源均可用。选用直流电源时要根据焊缝要求和焊条性质确定接线极性,工件为负、焊条为正时称为反极性,工件为正、焊条为负时称为正极性。用碱性焊条(低氢型)时,采用反极性较好,因为反极性可以增加母材的熔化量、提高电弧稳定性,减少焊缝中的含氢量。3.3.2焊接电压焊条型号选定后对于固定的焊件,焊接电压的高低取决于焊接电弧长度,所以焊接电压的选择主要是通过弧长来控制。焊接电压增大,焊缝宽度增加,熔深减小,电弧稳定性变差,飞溅增大。
8、在一般情况下,尽量采用短弧焊,常用的电弧电压为18V26V。3.3.3焊接速度焊接速度是指焊条在焊缝轴线方向的移动速度,它影响焊缝成形、焊缝区的组织和生产率。焊接速度过快会造成焊缝变窄,严重时凸凹不平,容易产生咬边及焊缝波形变尖;焊接速度过慢会使焊缝变宽,余高增加,效率降低。焊接速度的大小应根据焊缝所需要的线能量、焊接电流与焊接电压综合考虑确定。3.4焊接过程中的外部环境控制外部环境因素包括:温度和湿度。HXD2型机车构架焊接时要求:温度10,湿度8 0%。当环境温度过低时,焊缝冷却过快,产生冷裂纹的概率将大大增加。据统计,在由于焊接裂纹所引发的质量中,由冷裂纹所造成的约占9 0%。所以,控制
9、冷裂纹的产生非常重要,所以必须控制焊接作业现场的温度 3。湿度过大也会产生焊接缺陷,因为水分是导致气孔产生的重要原因。当空气中的水分含量过大时,在焊接过程中结晶水分解后可产生H2、H、O 及OH等,在增强了氧化作用的同时又提高了氢的分压,因而使CO2气孔与氢气孔的倾向都有可能增大。因此,湿度控制也是预防焊接缺陷产生的一个重要因素。下转第12 页)与车辆29移动电源2023年第2 期3.5操作人员的技能水平焊工技能水平、从业年限、个人职业技能素质的高低,也是影响机车构架的焊接质量的关键因素。因此在构架焊接时选用高技能的焊工也尤其重要。4检验与处理HXD2型机车构架对接焊缝的质量检验采用了三种探伤
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