X5CrNi18-10中厚钢板高速机车悬挂座的焊接工艺研究

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第53卷第2期 锻压装备与制造技术 

Vo1.53 No.2 CHINA METALFORMING EQUIPMENT&MANUFACTURING TECHNOLOGY 2018年4月 

Apr.2018 

X5CrNil8—10中厚钢板高速机车 

悬挂座的焊接工艺研究 

沈言锦 ,石林潇z 

(1.湖南汽车工程职业学院,湖南株洲412001;2.济南铸造锻压机械研究所有限公司,山东济南250306) 

摘要:X5Crl8Ni9火车悬挂件属于厚板焊接,在焊接的过程中具有一定的难度:焊缝多、焊接变形大且控制难度大、质量要求高。 

此外。由于悬挂支座是主要承重部件,使得焊接难度加大。本文在对悬挂座潜在失效模式分析及后果分析的基础上,制定焊接指 导说明书,改善焊接工艺措施:先把两块平板拼接点焊,控制平板的焊接变形,焊好平板上的支架与两种加强板后,磨掉焊点再焊 凹槽;此外,适当延长收弧时间,分阶段施焊,保障了焊缝质量、尺寸精度以及平面度,具有一定的借鉴价值。 关键词:X5Crl8Ni9;火车悬挂件;焊接工艺 中图分类号:TG441 文献标识码:B DoI:10.16316/j.issn.1672—0121.20l8.02.032 文章编号:1672—012l(2018)02—01 19—03 

如图1所示,高速机车悬挂座为全不锈钢构 

件,材料采用X5Crl8Ni9板材,结构特点属于厚板 

焊接结构,外形尺寸小,产品的外形尺寸为234mmx 

175mmx152ram。焊接零部件多为板厚t30、t12、t8、 

t6,焊缝多,因此焊接变形大且控制难度大。另外质 

量要求高,网纸已标注尺寸精度要求的必须按图纸 

要求执行,网纸未标注尺寸精度要求的按ISO 

13920一BF标准要求执行。由于悬挂支座是主要承 

重部件,使得制作难度加大,如何用工艺手段去保 

证焊缝质量、尺寸精度以及平面度是必须解决的关 

键问题。 

悬挂座尺寸和平行度要求高,部分尺寸要求的 

公差为±0.3~±O.5之间,平行度为0.5,对于焊接结 构来说,这样的要求是相当高的,为了达到外形尺 

寸要求,需要从材料加工,零件组装到焊接严格尺 

寸要求。 

1 悬挂座潜在失效模式分析及后果分析 

基于原材料母材、焊接结构和技术要求等特点, 

如何控制焊接变形与焊缝质量就成为试制的1lI艺难 

点,表1为悬挂座潜在失效模式分析及后果分析,该 

分析为下面制定焊接工艺的依据。 

2 工艺方案 

2.1物料采购 

图l 高速机车悬挂胯焊接件爪意l硐 

收稿日期:2017一I1—20;修订日期:2018—0l—l2 基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(2017JJ5032) 作者简介:沈言锦(1980一),男,副教授,从事焊接技术研究 E—mail Shenyanjin3@sina.coin 原材料采购,板材规格为X5CrNi18—10, 

30mm X 1200mm X 2200mm,冷轧钢。上述所 

有材料入库时,必须进行材质复验,验证材 

料的可靠性…。 

标准件采购:标准件的采购必须根据技 

术要求进行。标准件入库时必须保证都有相 

关的物料标识,标准件制作标准必须在包装 

显而易见。 

2.2下料工艺 

根据该产品的生产特点以及公司现有生产设备 

能力情况,对于板料的下料,10film以下冷轧钢板采 

119— 第53卷 锻压装备与制造技术 

表1悬挂座潜在失效模式分析及后果分析 

严 频 探 风险 潜在失效 重 级 潜在失效起因/机 度 现行过程 测 过程功能 潜在失效后果 顺序 建议措施 模式 度 别 理 数 控制预防 度 S 0 D 数 

1、焊接监理及主管技术员 悬挂支座断裂,所 未选用适宜的焊接 加强过程巡检 焊接 开裂 5 低 参数及焊接工艺要 3 预防 4 60 悬挂产品脱落 2、操作者加强过程控制,严 求 格按照工艺参数进行旅工 

对产品的结构强度 1、原材料的采购必须严格按 主要原材 原材料的 有致命性影响,若 在原材料的采购 照_厂艺流程提出的技术要求 性能不达 材料部不符合要 后,未对材料的化 及标准进行采购 5 低 2 预防 3 30 料的控制 求,有可能造成产 学成分及机械性能 2、材料采购后及使用前应对 标 品运行过程中撕 进行检测和审查 材料进行化学成分的复检并 裂、脱落 与标准比较核定符合性 

用激光切割下料,10ram以上冷轧钢板采用锯断下 

料。 

2.3组焊工艺 

悬挂支座的焊接采用MAG焊接,焊接工艺参数 

参照WPS规定参数执行,焊接工作执行前,焊接操 

作者必须先进行工作试件考试,焊接监督判定工作 

试件合格后方可进行相关的焊接操作l 2l。 

2.4表面处理 

表面处理油漆部分要按照《工艺流程》上提供的 

参数执行。油漆完成后必须出具油漆涂层检验报告, 

主要检测漆膜厚度和附着力,外观检测根据相关文 

件执行。 

3焊接工艺规程 

在依据焊接件的材料特点和承力特点的基础上, 

根据焊接的工艺方案,制定焊接的具体工艺至关重 

要。如表2所示为制定的焊接工艺规范,图2为制定 

的焊接接头形式,图3为焊接顺序,表3为焊接的工艺 

参数[31 

4焊接注意事项 

在具体的施焊过程中,有以下注意事项: 

(1)不同板厚的相似的接头型式(比如带衬垫的 

V形焊缝和T型接头中带衬垫的HV焊缝),可以归 

为一类工作试件。或根据ISO 9096—1/ISO 9096—2, 表2焊接的工艺规范 

焊接方法 熔化极气体保护焊tMAG 

焊接设备 WP一300 

母材牌号 X5C fi18—10+X5CrNi18~10 

母材厚度/mm 14mm+12ram 

接头型式 3HY FW 

焊接位置 PB 

气体,焊剂 EN439 98%Ar+2%02 

气体流量 15~18 L/min 

伸出长度 12ram 

接头形式 焊接顺序 

图2接头形式 图3焊接顺序 

不同板厚的焊接件也可以归为一类工作试件。 

(2)工作试件需要全机械加工的焊缝坡口。 

(3)作为对EN15085的补充符合ISO5817要求 

范围内的开放性表面气孔必须通过填料的方式将其 

封闭。c类气孔和线性气孔超标时必须重做工作试 

件或重焊。 

12O一 沈言锦,等:X5CrNil8—10中厚钢板高速机车悬挂座的焊接工艺研究 第2期 

表3焊接工艺参数 

电流强度 电弧电压 电流种类/ 送丝速度 焊接速度 焊道 焊接方法 焊材规格 弧长 [A】 ] 极性 (mm/s) (mm/s) 

1 135 1.2 200±5% 24 ̄25 =l / , , 

2 l35 1.2 200-4-5% 24 ̄25 =/+ | l | 

(4)起弧裂纹或收弧裂纹必须铣或磨掉后重焊。 

(5)焊接裂纹必须在整个裂纹长度上磨掉并重 

焊。 (6)根据EN 15085—3,2级焊接质量,可接受的 

咬边和表面错边不能采用在焊缝区域打磨的方式去 

除,而必须采用填料消除。咬边和错边超过规定要求 

时,必须重做工作试件或重焊。 

5 试制中出现的问题及改进措施 

(1)出现的问题。①部分焊缝收弧处出现弧坑 

裂纹,部分焊缝连续焊接因焊接过热导致焊缝咬 

边。②因焊接变形使尺寸超差较多,增加了调校难 

度。 (2)改进措施。①焊接时要适当延长收弧时间, 

对每条焊缝编制了焊接顺序计划,并按指导书说明 

进行分阶段施焊,减少因过热引起的焊缝咬边。② 

先把两块平板拼接点焊,控制平板的焊接变形,焊 

好平板上的支架与两种加强板后,磨掉焊点再焊凹 

槽。 6小结 

X5Crl 8Ni9火车悬挂件,由于其材料及受力特 

点,在焊接过程中具有一定难度。结构特点属于厚板 

焊接结构,焊缝多,因此焊接变形大且控制难度大。 

另外质量要求高。由于悬挂支座是主要承重部件,使 

得制作难度加大,本文通过采用一定的工艺手段去 

保证焊缝质量、尺寸精度以及平面度,具有一定的借 

鉴价值。 

参考文献: 

[1]雷世明.熔焊原理及金属材料焊接[MI.北京:机械工业出版社, 1999. [2】陈祝年.焊接工程师手册[MI.北京:机械工业出版社,2002. 【3]代国文.Q345型中厚钢板拼接中优化焊缝的工艺措施叨.电焊机, 2007.(6). 

Welding process research on XSCrNil8-10train suspension seat of tlIick steel plate 

SHEN Yanjin ,SHI Linxiao (1.Zhuzhou Professional Technology College,Zhuzhou 412001,Hunan China; 2.jinan Foundry&Metalforming Machinery Research Institute Co.,Ltd.,Jinan 250306,Shandong China) Abstract:X5Cr1 8Ni9 train suspension parts belong to the thick plate welding,It has certain difficulty in the 

Drocess 0f welding:Multi—Weld,the welding deformation more large and dificult to control,high quality re一 Ⅱuirements。In addition,train suspension parts is the main load bearing parts,It made welding harder。 

Based on the analysis of the potential failure mode analysis and consequence,make welding instruction man— ua1.improve welding process measures:first,put the two pieces of tablet splicing spot welding,welding de— 

formation control tablet.good welding plate on the bracket and two kinds of reinforcing plate,wear off solder welding groove again;In addition,the extended appropriately arc extinguishing time,phase welding,ensure 

the weld quality。dimensional accuracy and flatness,It has a certain refe:rence value. 

Key words:X5Crl 8Ni9;Train suspension parts,welding technology 

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