摘要：铁路货车焊接接头的设计与工艺是一个技术活，要做好一个完好的焊接接头任务，必需思索到很多的要素，无论是气流还是环境或许是焊工的素质都是招致焊接接头缺陷的重要要素。在焊接进程中需求严厉的掌握整个工序的平均性，整个的温度应该是适中的，由于低温会招致金属资料的收缩和变形。从设计、工艺、检验、生产、人员培训等方面阐述控制焊接质量的思路，可以促进货车制造全面提升焊接结构设计水平、焊接工艺制造水平。
关键词：焊接；铁路货车；接头设计；工艺
1 铁路货车焊接工艺应用概述
1.1 当前焊接工艺利用背景
焊接是利用加热、高温或者高压的方法，使热塑性材料结合在一起的一种制造工艺。当前焊接这种连接方式被广泛应用于铁路货车行业。因为铁路货车焊接工艺中存在的不足，导致在一些高精尖要求的行业中，焊接技术制造的构件还没办法满足其要求。这也一定程度的阻碍了焊接工艺应用在铁路货车的广度和深度。
1.2 当前铁路货车焊接工艺存在的问题
由定义可知焊接是将热塑性材料焊连在一起，因此焊接构件的主要问题是焊接接头与结构的疲劳失效问题。在焊接技术的应用中，因焊接结构疲劳失效造成的行业制约和经济损失有很多。例如，在铁路货车制造行业，焊接结构疲劳时造成铁路货车损坏的主要原因之一，同时焊接结构的疲劳也是制约铁路货车平台建设，甚至造成铁路货车平台事故发生的重要原因之一。有统计曾显示，焊接结构发生断裂事故的原因中，有九成是因为结构疲劳。因此必须重视焊接构件疲劳的问题，并对铁路货车进行焊接技术改善。
2 铁路货车焊缝接头形式
焊缝接头形式有对接接头、十字接头、T形接头、塞焊接头和搭接接头。这些接头可采用各种坡口形式，如I形、V形、半V形、X形或K形、J形以及U形。在两种或多种接头中选择一种接头，一般取决于设计需要，但也应考虑焊接成本。
（1）开坡口开坡口的板边应使接头各个部位具有良好的接近性，确保整个焊缝截面得到良好的熔透。U形和」形坡口有良好的工作性能，但机加工难度较大而较少采用。广泛采用的是V形、K形或X形坡口。
（2）对接焊缝一般来说，对接焊缝为全熔透焊缝，即与母材等强。采用反面清根后焊接，达到全熔；透。非全熔透焊缝，一般熔透深度≥2/3t即可，不需作清根处理，允许未熔透存在。
（3）混合焊缝混合焊缝是指T形接头开坡口对接焊接的一边或者两边外加了一个角焊缝，开坡口部位为全熔透焊缝。
（4）角焊缝角焊缝是焊接结构中应用最多的一种接头形式。焊缝的形状是美观的三角形，根据焊工的技术，焊缝可以有凹面，平面或凸面。焊接人员在将法兰盘连接到管道上时使用角焊缝，焊接基础结构的横截面，并且当用螺栓紧固金属时不够牢固并且容易磨损。
3 铁路货车焊接接头的设计与工艺
3.1 提高焊接结构疲劳强度的设计原则
承受动载荷状态的结构，在焊接接头部位由于传力线受到干扰，因而发生应力集中现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计时主要专虑提高结构的疲劳性能，根据焊接结构的特点和大量实际焊接结构设计的实践经验，在焊接结构疲劳度设计时应考虑以下准则：
（1）优先选用对接焊缝，尽可能少用角焊缝。（2）采用角焊缝时最好用双面焊缝，避免使用单面焊缝。（3）采用带有搭接盖板的搭接接头，尽可能不用偏心搭接。（4）使焊缝（特别是焊趾，焊缝根部和焊缝端部）位于低应力区（例如弯曲时中性带、承受小弯矩的部分区域、孔边缘上使缺口应力为零的地方，过渡段和转角以外的部位），使各因素引起的缺口效应分散而避免使其叠加。
3.2 改善焊接接头疲劳强度的主要方法
3.2.1降低应力集中（设计措施和工艺措施）
（1）采用合理的构件结构形式，减少应力集中，以提高其疲劳强度，避免焊縫的密集、交叉分布。
（2）避免将焊缝布置在几何突变处或“高应力区”。
（3）避免在刚性太大处施焊。
（4）尽量采用应力集中系数小的焊接接头形式对接接头，保证焊接质量。
（5）当采用角焊缝时需采用综合措施提高接头的疲劳强度。针对角焊缝处的几何不连续性，如焊缝长度方向上的不连续；焊缝截面（宽度）的不连续与母材宽度方向的对应。采取相对应的措施：1）机械加工.焊縫端部，使沿长度方向连续。2）合理选择角接板形状，使两母板的几何不连续性降。3）保证焊縫根部焊透。
（6）通过开缓和槽，使力线绕开焊缝的应力集中处来提高接头的疲劳强度。
3.2.2减少或消除应力焊接残余应力
减少或消除应力媒接残余应力是焊接结构所特有的特征，它的存在对结构的疲劳强度，抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。生产中减少和消除残余应力的方法有：（1）优化焊接过程，采用合理焊接T艺，降低焊接残余应力；（2）射水冷却法.此法不适用F大型接头和小型接头构件；（3）点加热法.此法适用于大板；（4）预过载法.此法对于大型焊接结构在投人运行前进行一定的预过载试验，对提高疲劳性能十分有利：（5）挤压法.此法多用于铝合金：（6）多丝铺击法.此法适用于中等重的缺口构件：（7）喷丸锤击法此法适用于平板或轻微缺口：（8）超声波冲击法.这种方法执行机构轻巧，可控性好，使用灵活方便，噪音极小，效率高，应用时受限少，成本低而且节能，适用于各种接头，是一种理想的焊后改曾接头疲劳强度的方法。
3.2.3提高疲劳强度的新工艺方法
用表面加工的方法一定程度上：提高级劳强度，但该种方法应用起来太麻烦，显然不适合大批量生产需要。而超声冲击装冒的应用不仅能够改善焊缝的几何外形，降低焊趾部位的应力集中程度，又能调节焊接残余应力场，在焊趾部位表面形成有利的压应力，同时还使接头部位尤其是焊趾区表层得以硬化，显著提高了焊接接头的疲劳强度，开且该方法具有执行机构轻巧，使用灵活方便，噪声很小。效率高、成本低及节能等优点。另外，应用时受限极小，适用于各种接头。
4 结语
要获得稳定的货车焊接质量，采用焊接全面质量管理是十分必要的，可促使货车行业全面提升焊接结构设计水平、焊接工艺制造水平，实现焊接的精益生产，将货车设计、制造、质量水平上升到一个新的台阶。不但满足国内铁路货车的需求，也有利于与国际国内市场逐步融合，使国内货车更多更好地走向世界。
参考文献：
[1]宋丽华.铁路货车底架翻焊工装改进设计[J].机械车辆工艺.2016.02.
[2]李彦霖.基于铁路货车的焊装工艺研究[J]时代农机.2016.03.
论文作者:李洪亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/15
标签：货车论文; 应力论文; 疲劳论文; 铁路论文; 结构论文; 强度论文; 构件论文; 《基层建设》2019年第23期论文;