A型電力機(jī)車牽引桿的焊接修復(fù)工藝及方法

于靜 陶佳 喬巖

摘要：本文闡述了A型電力機(jī)車牽引桿的焊接修復(fù)工藝、步驟要求和應(yīng)用具體標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)牽引桿焊接修復(fù)中產(chǎn)生的焊接缺陷進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：牽引桿；焊接缺陷；預(yù)熱溫度；異種鋼

1.引言

A型電力機(jī)車是為滿足鐵路運(yùn)輸對(duì)高速客運(yùn)的市場(chǎng)需求而制造的大功率電力機(jī)車。牽引桿作為A型電力機(jī)車鋼結(jié)構(gòu)的主要承載構(gòu)件，是機(jī)車牽引制造的關(guān)鍵工序、特殊工序，是連接車體與轉(zhuǎn)向架的唯一載件，承受著縱向載荷，包括牽引力、制動(dòng)力和沖擊力的變載荷作用，因此對(duì)牽引桿的質(zhì)量要求極高。

2.焊接性分析

2.1牽引桿法蘭選用14NiCrM010-6V低合金高強(qiáng)度鋼，桿體為Q345E低合金鋼作為母材，其中Q345E屬于低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的焊接性和低溫沖擊性能；14NiCoM010-6V也屬于低合金高強(qiáng)度鋼，但由于合金元素含量較高，焊接性能較差，焊接前需預(yù)熱240-260℃，焊后要求緩冷保溫。

2.2法蘭14NiCoM010-6V為低合金高強(qiáng)度鋼其焊接性較差，在焊接過(guò)程中容易出現(xiàn)淬硬傾向組織，使焊接接頭產(chǎn)生冷裂紋傾向較大，必須焊前預(yù)熱、焊后保溫緩冷，可以有效地減少焊接應(yīng)力，降低冷裂紋傾向，焊后經(jīng)磁粉和超聲波檢測(cè)合格后，再送至x光檢驗(yàn)合格后，還需加工處理。

2.3因牽引桿屬于異種鋼焊接，在一般情況下，選用的焊材是焊縫金屬中力學(xué)性能及其它性能不低于母材中性能較低一側(cè)的指標(biāo)，即可認(rèn)為是滿足了技術(shù)要求，但在某些情況下還應(yīng)從焊接工藝性能（如抗裂性）方面來(lái)考慮。因此我們選用具有優(yōu)良焊接工藝性的ER50-6焊絲。

2.4焊修時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)：

2.4.1由于牽引桿是異種鋼焊接在焊修時(shí)易形成的缺陷，主要是未熔合與氣孔和裂紋。裂紋可通過(guò)工藝方法解決，未熔合是需要焊工實(shí)際操作來(lái)完成的，氣孔的形成主要是因保護(hù)氣體不純、預(yù)熱氣體裝置運(yùn)行不良，電弧長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)、保護(hù)氣體壓力過(guò)小導(dǎo)致保護(hù)不當(dāng)和氣體壓力過(guò)大形成紊流而引起的。

2.4.2熱輸入的影響：在牽引桿焊接過(guò)程中要盡可能保證焊縫的適當(dāng)熱輸入，也就是在層間溫度240-260℃之間。調(diào)節(jié)好適當(dāng)?shù)暮附与娏鳎欢ㄒＷC母材與填充金屬的完全熔合以及焊接時(shí)熔池的鐵水不可外溢。

3.焊修前準(zhǔn)備

3.1焊工在施焊前要仔細(xì)檢查焊接設(shè)備是否可正常使用；焊絲牌號(hào)是否符合焊接工藝指導(dǎo)書所規(guī)定的的焊材；了解好焊縫的接頭形式；要求焊工必須有符合焊接牽引桿的資質(zhì)；掌握好牽引桿焊接接頭的焊接工藝參數(shù)。

3.2首先要確定焊接缺陷的部位，以x光射片為準(zhǔn)來(lái)確定。其次要檢測(cè)缺陷的深度，可以根據(jù)坡口的形狀及熔深大的大小來(lái)確定焊接缺陷的深度。在返修時(shí)，一般只能用角磨砂輪一點(diǎn)一點(diǎn)的打磨，再打磨返修過(guò)程中會(huì)遇到焊接缺陷的重疊現(xiàn)象，雖然己打磨到缺陷，但為防止下方還會(huì)有缺陷的存在，這就需要繼續(xù)打磨，打磨無(wú)缺陷產(chǎn)生時(shí)方可進(jìn)行焊修，這樣就有效的保證了根據(jù)工藝文件規(guī)定的焊接返修不準(zhǔn)超過(guò)兩次的規(guī)定。

3.3清除焊接缺陷凹處部位的兩端時(shí)一定要打磨成緩坡，緩坡的角度一定要小于30，以防止焊接時(shí)焊接熔池溢出，同時(shí)也保證了焊槍擺動(dòng)角度的可達(dá)性。

3.4焊接前預(yù)熱和層間溫度：采用氧乙炔烤槍在待修焊縫處進(jìn)行整體加熱，加熱溫度為240-260℃，工件加熱好后要在焊修處及附近30mm范圍仔細(xì)用鋼絲刷進(jìn)行打磨，不能留下有任何雜物。

3.5用角磨機(jī)徹底打磨牽引桿焊接時(shí)產(chǎn)生缺陷。在迎風(fēng)處設(shè)置擋風(fēng)板。通過(guò)工藝試驗(yàn)選擇焊接電流、焊接速度、氣體流量、焊絲直徑。焊接時(shí)采用從右往左焊。焊接時(shí)眼睛的視角要完全看到熔池的全部。焊槍與垂直面方向呈15-30？的夾角，采用短弧施焊，以保證焊接時(shí)熔池的鐵水不溢出。焊修每一道焊縫前都需打磨并預(yù)熱。引弧要在缺陷的凹陷外10mm處引弧。焊接過(guò)程中要適當(dāng)?shù)耐ㄟ^(guò)很小的擺動(dòng)來(lái)攪動(dòng)熔池，使熔池里的雜質(zhì)全部浮出熔池表面。

4.焊修工藝參數(shù)的選擇

焊接電流與熔滴的過(guò)渡、熔深都有很大的關(guān)系，可直接影響到焊縫內(nèi)部的質(zhì)量與焊縫外表的成型。如果焊接電流太小，熔深較淺就不能更好的保證所需要的強(qiáng)度，也不利于層間溫度的保持，更不能保證層間焊縫的相互熔合。電流過(guò)大，熔深較深易導(dǎo)致焊縫金屬過(guò)熱易焊穿，特別是在焊打底焊時(shí)。因此就要選擇焊接電流大小適中，與焊接速度相互配合才能保證焊接質(zhì)量；如果焊接速度過(guò)快焊縫的熔寬與熔深都將減小，焊縫的強(qiáng)度也將減弱，焊接速度過(guò)慢，熔池的鐵水溢出易造成熔池騎在溢出的鐵水上而形成的層間未熔合。因此焊接速度一定要與焊接電流相適宜。如表1所示。

5.焊修操作工藝

A型電力機(jī)車的牽引桿焊修是采用三層三道的焊接方法焊接成型的。焊槍與垂直面夾角為15-30？，采用從右往左焊，這樣頭部位置就便于觀察熔池，在保證完全熔合的情況下進(jìn)行焊修，焊修時(shí)應(yīng)注意五點(diǎn)：

5.1焊修每道焊縫前一定要將缺陷部位預(yù)熱至240-260℃溫度之間在進(jìn)行施焊，防止裂紋的產(chǎn)生。

5.2起弧時(shí)一定要在焊縫凹處邊緣以外進(jìn)行引弧，因起弧處極易出現(xiàn)未熔合。

5.3焊修完每一道焊縫后，一定要打磨，特別是引弧處，以確保引弧處出現(xiàn)未熔合。焊接收尾時(shí)弧坑一定要快速點(diǎn)焊填滿，以清除弧坑裂紋。

5.4當(dāng)打磨好的焊接缺陷最深處與背面墊板厚度較薄時(shí)，可將電流調(diào)小，加快轉(zhuǎn)速，以防電流過(guò)大或轉(zhuǎn)速過(guò)慢導(dǎo)致根部焊縫焊穿。

5.5當(dāng)焊縫缺陷坡口寬度達(dá)17mm時(shí)，應(yīng)將三層三道焊改為多層多道焊，其目的是防止焊縫兩側(cè)產(chǎn)生未熔合。

5.6修補(bǔ)完缺陷后，一定要將工件放入保溫箱內(nèi)進(jìn)行20小時(shí)以上的保溫緩冷，主要是防止裂紋的產(chǎn)生。

6.結(jié)束語(yǔ)

A型電力機(jī)車的牽引桿焊修，經(jīng)x光室技術(shù)檢驗(yàn)一次探傷合格率達(dá)99%以上。焊縫金屬的強(qiáng)度和韌性良好，綜合性能達(dá)到了牽引桿所要求的的使用性能，有效的解決了A型電力機(jī)車的牽引桿在焊修過(guò)程中出現(xiàn)的諸多焊接缺陷，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，取得了優(yōu)良的質(zhì)量控制成果。