时速120公里多体铰接地板车辆研究项目摇枕的关键工艺分析
摘要: 作为列车走行部的主要构件,摇枕在工作过程中承受着安装部件的工作载荷、制动、牵引和惯性力等交变载荷的作用,是保证列车高速运行的关键部件,其结构设计和制造质量对列车的运营安全有着重要的影响。本文主要介绍了时速120公里多体铰接地板车辆研究项目摇枕的关键制造工艺,对类似结构的摇枕制造工艺的制定具有参考借鉴意义。

摇枕是列车的关键承载部件,承受和传递各种作用力,其结构、形状和尺寸不仅需满足组装的要求,同时,结构强度必须满足运营及极限工况下的相关力学要求。因此,分析和改进摇枕的组焊工艺具有非常重要的意义。

一、简介              

时速120公里多体铰接地板车辆摇枕采用焊接结构,主要由1摇枕箱体结构、2摇枕筋板组成和3抗侧滚扭杆座组成。1.png图1  摇枕结构

二、制造工艺2.png摇枕采用模块化制造工艺,先分别完成摇枕箱体的组对、焊接和调修工作,之后和筋板组成、抗侧滚扭杆座组焊在一起。具体流程详见图2。整个工艺流程中,摇枕箱体结构的组对、焊接和调修极为关键,即为流程中的摇枕一步组对、一步焊接、打压调修。箱型结构本身易产生扭曲和弯曲变形,且矫正困难,因此,这三步工序,对摇枕的最终尺寸和最终质量起着至关重要的作用。

三、关键制作工艺要点

摇枕采用MAG焊接方法,保护气体为Ar+CO2混合气体,两者的比例为82:18【1】;焊缝的焊接电流电压主要在260-290A、28-31V范围。

3.1焊缝焊接质量控制

a、人员资质

所有手工焊接操作者经培训后,必须取得 EN ISO 9606-1相应资质证书;所有焊接机械手操作者必须取得DIN EN 1418相应资质证书【2】

b、工作试件

对于质量等级CP C1以上、生产过程中无法进行UT或RT检测的焊缝,开工前按实际接头形式、施工环境进行模拟操作,并进行外观、探伤、金相、硬度等检测,以检验结构的焊接工艺性与操作者的技能水平。

C、焊缝打磨

通过对焊趾部位打磨,减少焊趾部位的缺陷,并可有效降低焊趾部位的应力集中。

d、焊缝检验

对重要部位焊缝进行100%表面磁粉探伤,全焊透对接焊缝进行100%表面磁粉+射线或超声波探伤检测,严格按焊缝质量等级对应的缺陷等级对焊缝质量进行验收。

3.2摇枕打压

摇枕分两个气室,需要分别打压。将打压装置密封连接至摇枕打压进气口,然后采用相应的螺堵将其余开孔密封,关闭打压装置开关,连接气源。全面检查风管、连接点及螺堵等各位置状态,以确保打压安全。打压前,应使待检测摇枕冷却至室温,以防温差影响气压。气压参数要求: 试验气压值6bar,保压时间≥10分钟。 压降≤0.1bar为合格。采用毛刷蘸肥皂液检查焊缝漏气点,并采用记号笔精确标定漏点位置及形状,如压降速度较快,无法肥皂液吹泡试漏,则可接通气源,适当打开气源阀门使摇枕腔内维持一定压力(1.5至2.5bar)以进行试漏,试漏完成后卸压,进行漏点焊修处理。

特殊情况处理:当压力表显示超出规定的压降,而用肥皂液吹泡试漏无法查出外部漏点时,可初步判定为腔内部不密封,此时需通过内腔气体逸出的声音判断漏点位置,必要时可采用超声波探伤UT方法确定漏点位置。

3.3统一焊接和加工基准

摇枕调修完成后,焊接加工用定位块。在摇枕生产制造过程中工序转换时实现了工艺基准的一致性,且该基准操作简单便捷。同时,此工艺基准在各工序均可利用工装进行精准定位,避免了人为因素加大累计公差的问题【3】。在产品质量及工作效率两方面都有了明显提高。

作者简介:栗涛(1984-),本科,高级工程师,主要从事轨道客车转向架和牵枕缓的焊接技术研究, 已发表论文5 余篇.

参考文献

[1]EN 15085:2012.Railway applications-welding of railway vehicles and components[S].

[2]EN ISO9606:2012.Examination and testing[S].

[3]沈洪娟,王子栋,李业雄.铁路客车构架侧梁焊接定位工装:ZL 2019 1 1104060.7[P].2019-11-13.