论文广州地铁横向管接焊(最终).docVIP

横向管组成焊接工艺研究 费燕红 陈陟悠 （南车集团株洲电力机车有限公司转向架事业部，湖南株洲，412001） 摘要：本文介绍了横向管组成的结构特点和焊接难点，分析其焊接工艺难点，着重阐述了工艺参数及焊接设备的选择、坡口形式对焊接质量的影响，并通过试验进行了验证。 关键词：横向管组成、焊接、工艺、研究 THE RESEARCH OF WELDING TECHNICS FOR TRANSVERSAL TUBE Fei Yanhong (The Boggie Department of CRS Zhuzhou Elctric Locomotive CO.,LTD, Zhuzhou, Hunan, 412001) Abstract: This article introduced the structure characteristic of the transversal tube and the welding difficulty. It analyzed the difficulties of welding technics , emphasizing rhe choice of technical parameter and welding equipment, and the mouth slop form’s influence to the welding quality. We had validated them by experimentations. Key words: transversal tube, welding, technics, research 前言： 随着社会的高速发展，人们对交通工具的需求越来越大，需求质量也越来越高，城轨作为一大快捷的交通工具，也必将越来越普及。作为电力机车及城轨的制造企业，我们公司与西门子进行了广州地铁的合作生产。广州地铁是继上海地铁后，公司与西门子合作生产的又一地铁产品，其结构更复杂，特别是作为走行部分的转向架，质量要求更高。作为转向架构架的重要组成部分的横向管组成，其焊接质量的好坏直接影响到转向架的行车安全，乃至整个地铁车辆的行车安全。为此在地铁构架横向管组成的制造过程中，必须采用合适的工艺，确保横向管组成的焊接质量。 横向管组成结构特点： 横向管组成由横向管、制动器支座（左）和制动器支座（右）组成，如图一所示： 图一 横向管组成结构示意图 横向管组成的结构不规则，重心偏移；由图一可以看出，由于制动器支座（左）和制动器支座（右）的原因，造成了横向管组成的重心不在横向管上，经过计算，其重心大约在离横向管中心150mm的位置； 横向管组成的各部件材质不一，属于异种钢的管对接。横向管的材质为203x20钢管Q345E，而制动器支座（左）（右）的材质为GS-20Mn5N，焊接难度较大。 横向管组成的焊接接头为双面坡口，接头部位母材厚度15mm，其正面为U形坡口，反面为V形坡口，钝边为2mm。其中U形坡口的深度为9mm、斜边角度12°，V形坡口为4mm深的坡口，焊接量大，同时该焊缝的焊接X射线探伤要求必须达到B级以上，焊接质量要求高。坡口形式见图二： 图二 横向管组成焊缝形式示意图 工艺分析： 2.1、根据母材为Q345E和GS-20Mn5N的化学成分和机械性能，参照舍夫勒图，选择焊材型号为ER70S3的焊丝，直径为φ1.2；焊接之前进行预热，预热温度为150-200℃。 2.2、根据横向管组成的组装特点和尺寸要求，焊缝接头间隙很小，约为0－1mm； 2.3、初步确定焊接参数如表一，并选择焊接电源为YD-500； 表一 初步焊接参数表 层次 焊接电流(A) 焊接电压(V) 保护气体流量(L/m) 焊接速度(mm/s) 第一层 200-220 24-28 15-20 3-5 第二层 220-240 24-28 15-20 3-5 第三层 220-240 24-28 15-20 3-5 3、焊接工装的选择： 根据横向管组成的结构特点，为了保证焊接质量，还必须考虑焊接时尽量减少焊接接头。因此，横向管组成的焊缝的焊接工装就必须满足方便焊接、控制焊接变形和减少焊接接头的作用。我们采用了特殊夹具，夹紧装置通过电机带动横向管组成在滚轮上旋转，电机采用无级调速来满足3-5mm/s的焊接速度。另外，将横向管组成固定在活动滚轮上面，可以随着滚轮机的旋转而转动。同时为了换向焊接另外一端的方便，活动滚轮有旋转和平移功能，可以方便快捷的实现横向管组成换向焊接的目的。夹紧定位示意图见图三。 ——支撑点； ——压紧点 图三 横向管组成装夹示意图 4、试件的制作： 为了保证该工艺的有效性和合理性，确保焊缝质量，制作了模拟试件，并且做了两件横向管组成的工作试件，即两件横向管、两件