轨道车侧梁焊接变形及扰度控制

孙贵舜 金亚平 周建强

摘 要：本文以轨道车相关底架梁结构介绍为基础，剖析了侧梁的实际扰度变形与焊接后的具体弯曲变形。有关单位可以通过焊接工艺改革与反变形法相关方案的制定，有效管理及控制侧梁焊接后的实际变形量及扰度值，进而促进轨道车所有指标都满足预先设计要求。

关键词：侧梁焊接;变形;挠度值;控制

引言：

多类型钢材构成轨道车的车架，它的具体形状为扁平形，一般来说长度会在13m到17m之间。在落实相关钢焊接工作时，焊缝多且焊接量大，还会出现较高的焊接应力。在焊接时，如果选择的焊接工艺缺乏合理，就可能产生较大的焊接变形量且很难在后期得到有效调整，甚至会导致某些零件与整体部件失效。所以，在焊接开始前，相关单位要科学探究焊接应力，采用统一格式对各零件编号，根据实际情况选择相应焊接工艺，不断健全及完善有关施工工艺，做好焊接中变形量与扰度值的相关控制工作。

1焊接残余应力的产生分析

1.1 不合理的工藝参数和焊接方法

通过调查可知，焊接方法、性能以及温度场是影响构件热变形与残余应力的重要因素。在具体的焊接工作中，焊接队伍要综合考虑构件结构、尺寸以及材质，选择适宜的工艺参数以及焊接方法，以受热区以及残余应力的降低为原则，有效控制凹坑、夹渣、气孔以及裂纹等相关缺陷的发生范围，尽量避免局部应力的产生，进而促进底架实际变形量与扰度值的有效降低。

1.2不合理的构件接头搭接形式和焊接构件焊缝尺寸

焊接应力会受到焊缝尺寸的制约及影响，同时残余应力与受热区范围成正比。此外，残余应力还会受到其余因素的影响，例如焊缝的余高、焊缝间隙、焊接构件连接方式、焊接设计方案以及坡口形式与大小。

1.3焊接构件的方法不合理及焊接顺序不当

针对多焊缝型构件而言，例如集装箱的箱体、工矿车的车体以及轨道车的底架等，焊接顺序不同，就会导致焊接应力与焊接的拘束度差异较大。拘束度、焊接应力以及变形量三者之间也成正比。

2焊接变形的控制措施

2.1 合理设置焊缝位置

通过大量的实践及分析可知，在焊接前一定要保证焊缝附近圆滑，不能有尺寸突变及尖角情况发生;在构件的焊接中，焊缝不能太过集中，要保留充足的间隙，特别要注意焊缝交叉情况的发生，焊缝太过集中可能会产生双向及三相应力;如果焊缝在构件的拐角区域，此时要以拐角焊缝不受力为宗旨，选择连接焊接方式，要将焊缝区域受力调整成焊接构件的均匀受力，进而达到预先设想的理想效果。

2.2合理制定焊接顺序

焊缝区域的金属收缩受限就会产生焊接应力，所以在焊接顺序的确定中，要尽力做到各焊缝的自由收缩，降低拘束度，进而有效减少以及清除所有的残余应力。如果在同一焊接构件中有多类型焊缝，要根据具体的收缩量来确定焊接顺序，例如要先焊接对接焊缝（如图一所示），后焊接角焊缝（如图二所示）。要提醒的是，在长焊缝的实际焊接中要从中间焊向两端。

2.3采用较低刚性的焊接接头

为保证零件有充足的受热变形空间，针对刚性较强的焊接头来说，要考虑焊接由于应力产生的裂纹，在前期设计中要尽量降低接头的实际拘束度。在实际的焊接工作中，要逐步抛弃插入焊接，选择翻边焊接，将空心钢管设为基本焊材，有效降低接头的刚性，进而实现应力的分散分布。

2.4 对大量减应区进行加热

笔者以矿用车的实际焊接分析得知，基于大量减应区展开加热活动可以在多类机械焊接当中收获理想的效果。因为加热能有效阻碍焊接区中的自由伸缩区域，进而有效降低实际的焊接应力，让整个焊接区域的热胀冷缩实现同步。

2.5对不同层数焊缝的金属进行不同的锤击

在焊接工作的落实中，可以借助金属自身具备的延展性有效抵消部分变形，当焊接温度达到500到800摄氏度时，焊接队伍要遵循以下规定。针对单层焊缝来说，可以用圆锤来敲击，但是要注意敲击的实际力度及频率，实现内应力降低目标;针对多层焊缝来说，不能用任何工具捶打底部与盖面的焊接区域，避免构件损毁，导致缺陷产生。

3侧梁扰度值的控制

通过大量的实践探究可知，要想有效控制变形，根据预期效果科学定位变形，就要从结构与焊接顺序入手展开控制活动，根据具体情况不同，要设定不同的上扰度。笔者通过自身实践可知，底架结构造成组装之后，因为车的总体重量大且刚性较强，根据现有技术很难达到预期设定的上扰度。因此，为有效完成焊接任务，焊接队伍要在钢体组焊之前，预制科学合理的侧梁上扰度。

为有效获取侧梁在焊接中所要求的上扰度，符合侧梁制造相关的工艺要求，就要根据实际情况对上扰度预制方案以及焊接措施做出科学、详细的分类。关于侧梁上扰度预防及控制方案较多：可以在焊接中选择强制变形方案，在具体的组焊工作中要求侧梁上扰度同预先设计相比有充足的回弹量，在上扰度与火焰的相关调整中可选择焊后压力机，完成焊接后要对车体做出24小时保压，待车体的温度完全恢复后才能拆除相关保压工装。

从当今现行工艺条件与侧梁自身结构特征出发，选择强制焊接变形以及压力机调整方案，预制侧梁的相关扰度难度较大，对工装的要求极为严格，投资成本较大，适用性较低。在焊接中将火焰矫正以及焊接变形方案相结合，即能符合侧梁上扰度相关预制要求，还能满足设计规范及要求，在节省工装费用的同时，还能有效缩短车架的生产周期。

焊接队伍可以在侧梁焊接工作落实中选择焊接变形相关控制方法，具体的操作如下：首先要通过点焊，固定钢结构的踏板以及上盖板点，根据相关工艺标准，展开上盖板和隔板以及隔板和腹板间的焊接活动，所有的组焊完成之后运用点焊固定支撑工装以及下盖板。之后要把轨道车所需的组焊构件平放在相关焊接平台之上，针对侧梁及上下盖板展开组焊工作。最后就要科学调整侧梁的上扰度。

在具体的点焊中，焊接队伍要科学控制所有的组装尺寸，将控制重点放在焊接变形以及侧梁内部产生的焊接应力中。在组焊工作的落实中，要将构件中心设为焊接的对称轴，从中心向两端开展对称焊接工作。

4结语

纵观国内的构件焊接工作，出现焊接变形的频率极高，在焊接变形相关问题的讨论中，要根据产品的实际情况展开分析。相关单位要严格科学控制相关结构设计工作，科学监控某些重要的工艺制造以及焊后处理工作，保证焊接的产品质量可以获得客户的好评，使客户满意，给企业带来更加广阔的发展空间，为企业开辟新兴市场。

参考文献：

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