高速动车组转向架构架焊接工艺与变形关系

高速动车组底架自动焊接变形控制摘要：动车组的正常运行离不开对底架的支撑作用，动车组能否安全、稳定的运行受到底架牢靠性的影响。

经过不断选型，动车组的底架的材质多为铝合金，在焊接中该底架极易出现变形，这也是动车组底架生产中需要解决的。

只有在底架焊接效率满足需求的前提下，才能降低底架的生产成本，因此需要不断优化动车组底架结构的焊接工艺，使焊接后的底架满足要求，形变量控制在合理的范围内，才能保障动车组列车的安全运行。

关键词：动车组；底架；自动焊接；变形控制0引言近年来铁路事业发展迅速，作为铁路运输的重要组成，动车组更是成为日常出行的必备交通工具。

动车组底架的焊接技术也获得较快发展，底架的焊接工艺、焊接材料与焊后寿命都得到很大提升。

要保证动车组正常运行，就应保证底架达到一定的设计标准，底架作为整车组装的基础，需要对其焊接工艺进行研究，确保焊接质量满足要求。

随着机械自动化程度的不断提高，焊接自动化也成为焊接工艺的主要发展方向，焊接机器人作为地板与边梁结构焊接中的主要研究方向，可以大幅提升焊接效率，降低焊接成本。

但是这种新焊接工艺与焊接结构对焊接后变形的处理难度较大，很容易导致焊接后底架宽度与边梁倾斜度超差的问题，这就限制了新工艺的推广，也不利于底架焊接效率的提升。

因此本文在分析导致变形因素的基础上，对变形的控制措施进行总结，为提升底架焊接水平提供参考。

1动车组底架的组成及工艺要求动车组底架作为车体的主要受力结构，构造复杂，制造精度要求较高。

底架材质一般选择铝合金，组成包含边梁、底架前端、地板与隔墙等部分，因此长度与宽度较大，为保证底架的精度，长度偏差应小于5mm，宽度偏差应小于2mm，车钩板垂直度应控制在2mm之内，底架平面度控制在2mm/m范围内。

2底架焊接设备及特点动车组底架焊接中面临的型材较大，因此对接焊缝与角接焊缝处理的难度较大，一般常选用龙门双枪单丝自动焊接设备，它可以用于大尺寸设备的焊接，不仅焊接精度高，焊接的稳定程度也较高。

高铁转向架七部焊接法高速动车组转向架构架通常采取H型焊接结构形式，主要部件为侧梁、横梁，可分成动车构架、拖车构架。

动车构架具备动力支撑传动机构，例如电机吊座、齿轮箱座，采取了两轮盘制动形式，而拖车构架则不存在动力支撑机构，采取的制动形式为三轮盘制动。

1.1侧梁的基本结构动车构架、拖车构架的侧梁结构大致相同，上盖板、下盖板、立板以拼接形式构成侧梁。

同地铁车辆转向架构架的侧梁比较，高速动车组转向架构架侧梁的内腔不作为气室，具有整体尺寸相对较高的特征。

此外，动车组构架对上盖板平面度、定位座间距等有较高的精度要求。

1.2横梁的基本结构动车构架的横梁上通常安装了电车吊座、齿轮箱座，而拖车构架由于不存在动力支撑机构，其横梁则不存在这两个部件。

2、焊接仿真2.1焊接顺序为了便于描述，笔者将转向架构架的四端定义为A、B、C、D，其中，A端和C端在同一侧，接近制动吊座，而B端和D端在另一侧，靠近横梁、连杆座。

在此，笔者设定了两种焊接顺序方案：（1）D →A→C→B；（2）B→D→A→C。

2.2焊接工装在本次研究中，笔者设定了两种焊接工装方案：（1）将横梁管固定并压紧；（2）将侧梁四个帽筒进行固定。

2.3焊接仿真方案设定了两种焊接顺序方案及焊接工装方案后，笔者进行交叉组合，得到四种仿真方案：（1）采用第一种焊接顺序方案和第一种焊接工装方案；（2）采用第一种焊接顺序方案和第二种焊接工装方案；（3）采用第二种焊接顺序方案和第一种焊接工装方案；（4）采用第二种焊接顺序方案和第二种焊接顺序方案。

3、焊接仿真的建模3.1构建仿真模型之所以进行焊接仿真，是因为需要探究焊接顺序对焊接变形的影响。

仿真内容为横梁管和横向止档之间的阻焊、制动衡量和制动横梁之间的焊接。

根据其焊缝分布特点，笔者决定采用实体—壳单元混合模型构建模型。

完成模型构建后，笔者对各个散热单元进行了调整。

3.2仿真结构分析利用了平台对四种焊接方案进行分析。

分析完毕后，发现以下几点：（1）第三种方案造成的变形最大，第二种方案造成的变形最小，前者采用的焊接顺序为B→D→A→C，而焊接工装方案为固定横梁管，后者采用的焊接顺序为D→A→C→B，焊接工装方案为固定帽筒；（2）第一种方案和第二种方案产生的横向变形和纵向变形相对较小，而这两种方案的焊接顺序均为D→A→C→B；（3）四种方案造成变形的位置基本一致。

动车组端梁焊接工艺及变形控制措施研究摘要：内燃动车组端梁组成结构紧凑，存在焊缝重叠、焊缝长度长、焊接量大等工艺特点。

针对端梁组成焊缝焊接过程中易出现UT探伤缺陷及焊后变形量过大问题，通过对探伤缺陷数据的分析与探究，找到缺陷产生机理及问题的症结。

通过对焊接变形进行分析，提出焊接变形的相关控制措施，以完善焊接工作的发展。

关键词：端梁组成；UT探伤缺陷；焊接变形端梁组成是机车车辆的重要部件之一。

它是转向架其它零部件的安装基础, 承受着因车体垂直振动、横向振动和纵向振动而引起的应力，以及由驱动和制动引起的多种复杂载荷[1]。

因此，转向架构架端梁组成性能的好坏, 直接影响到机车车辆的运行质量和列车的安全。

特别是随着机车车辆向高速方向发展 , 对转向架的性能要求越来越高[2]。

1端梁组成简介端梁组成用钢板为S355J2W+N的耐候钢材料，电机吊座为锻件材料，锻件材质为S355J2N。

端梁组成总长度2320mm，由上下两块盖板、二块封板，内设二十块筋板、两块撒砂安装座及两个电机提吊座扣合焊接而成的箱型结构。

2 工艺现状由于端梁组成结构紧凑，存在焊缝重叠、上下盖板焊缝长度2320mm、焊缝长度过长，焊接量大等工艺特点，致使部件UT探伤缺陷较多，严重影响了产品质量，成为制约生产的瓶颈要素。

基于上述问题，本文拟通过对其工艺优化试验及焊接变形控制措施，提升动车组端梁组成制造质量水平。

3 工艺验证3.1 试验目的模拟现车实际生产情况，以验证该结构下的不同焊接及打磨处理方式下的焊缝探伤质量，从而确定最适合当下结构的焊接方式。

3.2 试验准备钢板采用S355J2W+N的耐候钢材料，焊丝采用Φ1.2的耐候钢焊丝，采用MAG焊接方法，焊接设备使用松下YD-500GL4型焊机、混合保护气体（80%Ar+20%CO2），打磨材料为125mm砂轮片、26×75mm打磨砥石及10×15打磨砥石。

3.3 端梁组成焊接工装设计确定夹具体。

浅谈某动车组构架侧梁焊接工艺优化摘要：某动车组构架的侧梁由下盖板、底板、腹板以及定位臂组焊而成，焊缝主要为坡口V型对接焊缝以及T型HV接头，焊接时容易产生气孔、夹渣及未熔透缺陷，焊接完成后整个侧梁易出现两头“低头现象”。

经过分析验证后，通过改变焊接操作工艺，调整焊接顺讯等措施，有效解决了生产过程中的质量问题。

关键词: 侧梁，缺陷，变形，改进0前言随着铁路运营速度等级的不断提高，对转向架技术提出了更高的要求，构架侧梁是转向架构架的重要承载部件，它起着连接轮对和支撑车体的主要作用，其安全性对保障高铁平稳运行发挥着决定性作用。

因此侧梁的质量也至关重要，本文就侧梁生产过程中出现的几个工艺问题浅谈一下。

1 侧梁的组成及材质侧梁主要由上盖板、底板、腹板以及弹簧筒组成图1 焊缝组对及质量要求定位转臂的材质是铸件E260-450，较传统的合金元素成分基本相同的GBZG230-450有更优越的S,P含量；上下盖板及腹板的材质为EN 10028－P355NL1，厚度在10-14mm，其化学成分、力学性能如表1、表2所示。

表1 侧梁母材的化学成分表(%)表2 侧梁母材的力学性能2焊接工艺2.1焊缝形式及焊缝等级侧梁的主要焊缝为侧梁上盖板、底板与定位转臂间对接焊缝，焊缝等级为CPB级焊缝，如图1所示，根据EN15085-3的要求，焊后需要进行射线内部探伤;上盖板及底板与腹板间的焊缝类型为T型接头HV坡口形式焊缝，该焊缝为通长焊缝，使用机械手自动焊完成主题焊缝焊接，腹板与定位转臂连接部分由人工完成。

2.2 焊接方法及焊接材料侧梁焊接方法主要采用人工和自动化MAG焊，焊接用材料为ISO 14341-A G 42 4 M21 3Si1普通碳钢焊丝。

其化学成分、力学性能如表3、表4所示。

表3 焊丝的化学成分表(%)表4 焊丝的力学性能其中对接焊缝的接头形式如表5所示，共进行了4层4道焊接，焊接过程如下：表5 V型接头形式及焊接顺序t1=16α=60° t2=16单位（mm） b=2-3p=13 工艺问题及改进3.1气孔和夹渣焊接缺陷该焊缝焊接完成后，经射线检测是会发现大量气孔和夹渣，挖补后的气孔如图3所示,挖补后的夹渣如图4所示。

动车组转向架构架焊接工艺评定分析与讨论宫平;常力【摘要】在动车组转向架焊接制造过程中,焊接工艺评定是强制性执行条款,因此,对于动车组转向架焊接工作者来说,焊接工艺评定工作具有重要意义.以CRH3型车和CRH5型车动车组转向架构架为例,结合EN 15085体系相关标准,分析和讨论动车组转向架构架焊接工艺评定的目的、意义和一般程序,以及焊接工艺评定的注意事项和评定过程中一些争议问题的解释,结合实际对动车组转向架构架焊接工艺评定给出一些意见和建议.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2017(047)001【总页数】6页(P86-91)【关键词】动车组;转向架构架;焊接工艺评定【作者】宫平;常力【作者单位】长春轨道客车股份有限公司转向架制造中心,吉林长春130062;长春轨道客车股份有限公司转向架制造中心,吉林长春130062【正文语种】中文【中图分类】TG457.2高速动车组转向架是动车组的重要部件之一，具有支撑车体质量、引导车辆沿轨道运行、承受并传递车体至轮对、轮轨至车体间的各种载荷及作用力的作用。

构架是转向架的关键部件，高速动车组转向架构架为钢制焊接结构。

根据EN15085-4要求，一定质量等级的焊缝需要根据ISO 15609系列标准编制焊接工艺规程（WPS），而每个焊接工艺规程都需要根据相应焊接工艺评定标准进行证明，即针对不同质量等级的焊缝应进行相应的焊接工艺评定。

由此可见，焊接工艺评定是制定焊接工艺规程（WPS）和验证焊接工艺的重要工作，也是控制转向架构架焊接质量的重要步骤和环节。

在此以CRH3型车和CRH5型车动车组转向架构架为例，结合EN 15085体系相关标准，分析和讨论高速动车组转向架构架焊接工艺评定的一般程序和特点、焊接工艺评定的注意事项、以及焊接工艺评定过程中一些争议问题的处理和解释，最后结合实际对高速动车组转向架构架焊接工艺评定给出意见和建议。

焊接工艺评定的根本目的是制定焊接工艺规程，最终目的是保证产品焊接质量，提高企业经济效益。

CRH2⾼速动车组焊接构架变形预测与控制CRH2⾼速动车组焊接构架变形预测与控制摘要：本⽂以CRH2⾼速动车组动车转向架傳接构架为研究对象，⾸先介绍了CHR2转向架，再者则是介绍了其的组成，并CHR2⾼速动车组转向架构架焊接变形的原因，最终给出控制CHR2⾼速动车组转向架构架焊接变形措施。

关键词：CRH2⾼速动车组；构架；变形预测1、CHR2转向架介绍动车组的编组中动⼒车，也称车，所⽤的转向架称为动⼒转向架，简称转向架，相应的拖车，简称车，所⽤的转向架称为拖车转向架，简称转向架。

⽽在所⽤的动车组中，动⼒转向架结构基本相同，除了两头车的转向架安装排障装置及速度传感器外，拖车所⽤的转向架的基本结构形式也都⼤体相同。

动车和拖车的转向架构架都为爆接构架，主体框架呈“”形，有两根侧梁和横梁组成。

侧梁为箱形断⾯，横梁采⽤⽆缝钢管型材。

此外还有踏⾯清扫装置、牵引驱动装置、⼀系悬挂、⼆系悬挂、轮对和轴箱等。

动车转向架具体结构如图1、技术参数见表1。

图1CHR2动⼒车转向架表1CHR2动车转向架技术参数2、构架组成构架的设计，强度和刚度⽅⾯参照的是铁路车辆——转向架设计通则)标准进⾏的；并按照铁路车辆——转向架静载荷试验⽅法)标准来进⾏强度确认。

由侧梁、横梁、纵向连接梁、空⽓弹賛⽀撑梁、制动吊座、电机吊座、齿轮箱吊座、牵引拉杆座、转臂定位销座等组成，构架整体三维图如图2。

图2构架Pro/E三维图CRH2转向架构架侧梁内设有筋板，以提⾼侧梁承载刚度，并在侧梁外侧及两横梁间设置空⽓弹賛⽀撑梁，两⽀撑梁分别与两横梁连通，共同组成空賛附加⽓室，靠近横梁和侧梁连接处设有四个轮盘制动吊座。

纵向连接梁主要⽤于吊挂增压社和设置横向减震器安装座及横向缓冲挡安装座。

为保证20年使⽤寿命，在满⾜强度要求的前提下为降低转向架⾃重构架的主要承载构建采⽤了符合JISG3114标准的耐候钢材料，。

动车组铝合金车体底架焊接变形控制方法探究摘要：底架的支撑结构对高速动车组的运行至关重要，高速动车组运行稳定、安全与否和底架牢固性密切相关。

经过长期的科研选型，高速动车组底架材质大多为铝合金，而在工程实践中研究表明，铝合金车身底架在焊接中很容易产生变形，其也为铝合金车体底架生产期间需着重解决的问题。

仅有在底架焊接工艺满足其生产需求的基础上，才可实现底架生产成本的降低，因此，相关部门及技术人员需持续革新、优化底架结构焊接工艺，并将形变量维持在合理区间内，从而推动我国铁路运输事业发展。

本文对高速动车组铝合金车体底架焊变形控制工艺及效果进行分析，期望对相关从业者有所启发。

关键词：高速动车组；铝合金车体底架；焊接；变形控制随着中国国力提高和铁路业务的蓬勃发展，高速动车组逐渐成为民众日常生活的必备交通工具。

近些年，动车组底架焊接工艺也取得较大程度的进展，焊接材料、焊接后使用寿命等都大幅提升。

但高速动车组底架材料主要为铝合金，其在焊接中易产生变形问题，进而影响焊接效率。

因此，对高速动车组铝合金车体底架焊接变形控制展开研究具备较强的现实意义。

1车体底架焊接变形分析高速动车组底架材料大多为铝合金，但结构大多为框式结构，底板、边梁受结构不同限制，其在使用材料上具有一些不同，但仍采用热处理强化铝合金材料。

这种材料具有导热、热膨胀系数大、温度低等特性，因而导致这种材料在焊接中具有较高的变形可能性，其也为底架焊接变形产生的重要因素。

高速动车组底架加工过程十分复杂，主要包括预组端部底架、组焊底架框架、安装底架框架零件、地板铺设等。

综上所述，底架焊接工作量极高，焊接接头众多，且焊接材料多是厚板，因此，使得焊接后出现很大形变，同时技术人员在焊接期间无法对尺寸进行有效把控，特别是对底架半宽尺寸把控上难度极高。

底架半宽尺寸对底架长度、宽度、边梁垂直角度、整体平面度等存在直接影响，所以，底架焊接变形控制中，相关人员应加强对半宽尺寸形变量的管理，以便对底架整体焊接质量予以保障。