A型地铁构架制动吊座UT探伤合格率提升的研究

A型地铁构架制动吊座UT探伤合格率提升的研究

孙俊许,王强,马青松

中车青岛四方机车车辆股份有限公司

  山东省青岛市  266111

摘要：本文主要对A型地铁构架制动吊座UT探伤合格率提升进行了研究，介绍了研究背景，分析了焊接过程中存在的缺陷问题，提出了优化焊接工艺的方法，并通过技术应用以及数据统计，证明经过改进的技术具有较好应用效果，一次合格率达到92%，可有效提升产品质量与生产效率。

关键词：A型地铁；构架；制动吊座；UT；焊接

一、前言

焊接构架在地铁构架当中属于重要组成部分，构架焊接质量会对车辆运行安全性能产生直接影响，为维护地铁运行安全，要高度关注优化焊接工艺，保证焊接质量，最大程度规避焊接缺陷。文章通过分析A型地铁构架制动吊座UT探伤情况，发现探伤合格率相对偏低，在此基础上进行深入探究，发现其中存在的一系列焊接缺陷问题。为有效改善焊接质量，规避焊接缺陷，有必要采取有效措施改进焊接工艺，进而提升探伤合格率，保证生产质量和效率。

二、研究背景

近年来，铁路客运时速不断提升，产品质量标准不断提高，而焊接构架在地铁构架当中属于关键部件，直接影响着车辆运行的安全，所以必须提升焊缝机质量，以维护车辆安全运行，为实现此目标，需要关注优化焊接工艺。A型地铁构架制动吊座V型对接焊缝的一次UT探伤只有51%的合格率，而且UT探伤当中根部缺陷占有较高比例，同时因为存在封闭腔体，很容易在焊修期间发生焊漏或者封闭腔体当中存在异物等，此类缺陷难以修复，质量风险较大，一定程度上影响着架构生产[1]。

通过分析A型地铁构架制动吊座探伤报告当中的缺陷记录，经统计，发现其中共涉及到焊接架构15个，缺陷有38笔。通过统计缺陷部位，发现其中16笔为根部通长线性缺陷（如图1），14笔是垫板两端线性缺陷（如图2），另外8笔属于位置不定的夹杂、气孔等缺陷。通过抠挖垫板两端以及根部涉及到的线性缺陷，同步经过磁粉探伤，判定相关缺陷是在焊接过程中因为未焊透或者是未熔合所引发的。

图1    根部通长线性缺陷

图2    垫板两端线性缺陷

三、焊接缺陷分析

1、组装错边问题

    通过现场调查和研究，发现在现场组装过程中存在的错边问题一般保持在1.5~2mm区间，主要影响因素包括组装位置、部件单侧调平、压型以及点固焊焊接变形等。在完成焊接工作展开探伤操作过程期间，错边位置后部薄板侧背面相应焊缝焊趾点位受到探伤理论板厚度相关标准影响，在进行超声波探伤过程中，背面焊趾位置出现了夹沟反射波，这种情况下容易错误判断成板厚区间以内的线状缺陷。

2、组装间隙问题

    通过对架构组装工序进行了为期一周的连续跟踪，期间共对11个架构涉及到的22处点位展开检测，发现其中有15个点位的组装间隙都在2mm以上，此类问题的出现会直接影响实际焊接质量。一方面，会导致同一条焊缝其间隙存在不均匀情况，由此使得焊缝的背面成型有一定高低差，也就是部分结构存在突变问题，导致焊缝的背面存在部分未焊透情况或者有高低差情况出现。另一方面，对接焊缝可能存在过大的组装间隙，进而使得焊缝的背面成型存在余高超差、气孔以及局部焊瘤等情况。

四、优化焊接工艺的方法

其一，要对点固焊的位置进行适当优化。为最大程度防止因点固焊影响到焊缝的质量，需要在组装期间结合实际情况合理优化点固焊的位置，具体可参考相邻焊缝展开点固操作。针对探伤焊缝，要注意避免点固。通过采取这一措施，促使全面消除由于点固造成的缺陷，此类缺陷发生几率下降到0。

其二，要对焊缝的间隙、钝边以及错边等问题加以控制。具体可制作专门的调平辅助工装，根据相关标准以及操作经验微调焊缝，先调平一端，随后顺延直到焊缝全面调平。同时，操作过程中选择背面点固方法，联合使用钢直尺进行辅助检测，由此对错边问题加以控制，有效的将错边量控制在不超过0.5mm。电板组装操作过程中和木材之间要留有一定间隙，一般约为0.5mm。垫板要注意比焊缝稍低，同时要注意立焊打底，以方便对熔透情况进行全面观察。

    其三，要对对接焊缝的背面成型加以优化。通过对模拟件进行焊接操作，发现焊接参数比较大或者是有过大的间隙情况下，可造成背面焊缝成型存在余高过大情况，同时会对背面焊缝产生一定影响，由此造成局部结构发生突变，也就是焊瘤，或者存在焊趾夹沟问题。如果焊缝有错边叠加情况出现，很容易错误的判断成板厚内缺陷，而通过应用模拟件进行焊接实验，设置相同的条件，在焊缝背面成型过程中可通过合理修正焊接参数，或者是适当调高焊接速度，由此使背面焊缝的余高下降，在焊缝余高下降不大于2mm情况下，可使焊缝成型得到改善，并可规避焊缝夹沟问题出现[2]。

    其四，排除因焊缝结构引发的UT探伤异常波。对于位置固定，像焊缝的背面存在固定筋板或者焊缝中间位置加有垫板，这种情况下立板以及背面的筋板端部都可干扰UT探伤判定。在利用模拟件进行焊接操作过程中，详细梳理并统计这种类型的探伤异常波，同步进行缺陷试块的制定，之后再针对这些焊缝结构进行UT探伤过程中，就能够合理排除固定点位的异常波。

通过技术优化，并在现车作业当中推广应用，经分析探伤数据，发现在后续所生产的75个构架当中，针对制动吊座开展一次探伤，其中有69个架构为合格，最终一次合格率是92%。

五、结束语

上文通过分析A型地铁构架制动吊座UT探伤情况，发现焊接架构在焊缝焊接操作过程中存在诸多缺陷，包括组装错边、组装间隙等，结合相关缺陷提出优化改进焊接工艺的方法，如调整固焊点位、控制焊缝间隙、错边以及钝边、改善背面成型情况等，并通过工艺应用，证明经过改进的焊接工艺具有良好的应用效果，可促进产品生产质量及效率明显提升。

参考文献：

[1]郝君福,周姗.地铁车辆构架焊接质量控制[J].现代制造技术与装备,2021,57(06):112-113.

[2]付瑶,樊亚斌.A型地铁转向架横梁组成自动化焊接工艺优化[J].焊接技术,2020,49(10):41-43.