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)運營多年，地鐵運營公司主要負(fù)責(zé)車輛的日常檢修工作，當(dāng)車輛的運行里程和運營年限到一定程度則需要進(jìn)行大修來確保車輛運行狀態(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)向架運行時所受應(yīng)力與構(gòu)架疲勞。從而確定檢修重點，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。車輛的運行條件和工況影響著轉(zhuǎn)向架所受的載荷。

車輛運行過程中，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，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驗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施，關(guān)系到城軌車輛的運營安全與運營質(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省力、高效高產(chǎn)，檢修工藝的與時俱進(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.

[2] 高云霄，王曦，鄒驊，王斌杰.基于動應(yīng)力的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷識別[J].機(jī)械工程學(xué)報.2018（06）：58-62.

[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.

[5] 張炯法，李杰2.磁粉探傷焊縫區(qū)反常顯示成因分析[J].熱加工工藝.2006（15）：69-70.