摘要：本文通过对B型地铁转向架侧梁箱体机器人自动焊焊接工艺的分析，着重介绍了P275NL1型钢的化学成分和机械性能。通过合理的机器人自动焊焊接工艺，降低了焊工的劳动强度，提高了焊接质量。
关键词：侧梁；自动焊焊接工艺
前言：因为地铁的舒适、快捷和便利，成为人们出行的重要交通工具，地铁也就成为了许多城市交通的重要组成部分，中国各个省份都在发展地铁、轻轨和城轨车，以缓解城市道路运输的压力，提高运输能力。我厂设计并生产了南京1号线1号南延线2号线地铁，苏州1号线，杭州1号线等在生产设计方面取得了丰富的经验和很好的经济效益。转向架是车辆的走行部分，是安全行车的保证，它在车辆中的作用是最重要的.
一、侧梁在B型转向架钢结构中的位置和作用
B型转向架采用U型有端梁焊接结构，主体由2根对称布置的侧梁和1根横梁组成。侧梁、横梁是由钢板焊接而成的箱体结构，侧梁呈中部下凹的鱼腹形，材质均为P275NL1钢材。外侧焊缝均需经磨削处理和探伤检查。侧梁梁体受力情况复杂，承受压力、扭力、冲击载荷和疲劳载荷等外力。它的质量优劣直接影响到车辆的正常运行。
二、P275NL1钢化学成分及机械性能
1、钢牌号解释
P275NL1钢引自EN28—3标准，P275NL1钢牌号中的P----NL1，表示低温质量级钢材，275表示其屈服强度最小值要达到275Mpa。
2、化学成分
见下表（1）：
注：P275NL1钢的Nb+Ti+V总量不得超过0.05%
3、机械性能
见下表（2）：
P275NL1钢冲击韧性要求补充表（3）：
三、焊接方法，焊接设备，焊接材料和保护气体选用
1、焊接方法选用
P275NL1钢可用多种方法进行焊接，如：手工焊条电弧焊、熔化极气体保护焊，埋弧焊等方法。手工焊条电弧焊焊接效率低，埋弧焊焊接设备复杂。经分析工厂决定采用熔化极气体保护焊中的活性气体保护焊，俗称富氩气体保护焊接，其特点如下：
（1）生产效率高，焊接速度快。
（2）焊接应力和变形小，电弧加热集中。
（3）焊接质量高，焊缝含氢量少，抗裂性好。
（4）由于是明弧焊接，便于观察和操作。
（5）飞溅比手工焊条电弧焊大。
（6）弧光辐射较强。
2、焊接设备选用
焊接机器人是应用最广泛的一类工业机器人，在各国机器人应用比例中大约占总数的40%—60%。
采用机器人焊接是焊接自动化的革命性进步，它突破了传统的焊接刚性自动化方式，开拓了一种柔性自动化焊接新方式。刚性自动化焊接设备一般都是专用的，通常用于中、大批量焊接产品的自动化生产，因而在中、小批量产品焊接生产中，手工焊仍是主要焊接方式。焊接机器人使小批量产品的自动化焊接成为可能。
侧梁的焊接可选用手工气体保护焊和焊接机机器人自动焊气体保护自动焊。由于机器人自动焊的优点工厂决定采取焊接机器人气体保护自动焊。
机器人焊接主要优点如下：
（1）易于实现焊接产品产量的稳定和提高，保证其均一性。
（2）提高生产率，一天可24小时连续生产。
（3）改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作。
（4）降低对工人操作技术难度的要求。
（5）缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。
（6）可实现小批量产品焊接自动化。
（7）为焊接生产线提供技术基础。
3、焊材选用
焊接材料选择主要是焊丝选择。决定选用G4Si1焊丝，其化学成分及熔敷金属的力学性能都比一般焊丝要好
通过对G4Si1焊丝的化学成分和熔敷金属力学性能分析，根据与母材等强度、同成分、同条件的原则，可选用G4Si1焊丝焊接P275NL1钢。
4、焊接保护气体选用
富氩混合气体是氩气和二氧化碳的混合气体，其中氩气含量为80%左右，二氧化碳含量为20%左右。它的特点是：
（1）可用于各种过渡形式。
（2）飞溅小，电弧稳定性好。
（3）焊缝力学性能优于纯氩气保护，冲击韧度好。
四、侧梁对接机器人自动焊焊接工艺
这里主要分析侧梁上盖板与外侧腹板，下盖板与外侧腹板，上盖板与内侧腹板，下盖板与内侧腹板的4条长焊缝的自动焊焊接工艺。
1、焊前准备
（1）用砂轮对焊缝根部及坡口进行打磨使之光亮，以防止裂纹及夹渣等缺陷，并保证根部熔深。
（2）用机械方法去处理焊缝及周围20mm范围内的油污，铁锈等污物，以减少防止氢气孔的产生。
（3）把侧梁放到机械手夹具上定位夹紧。
（4）检查焊枪送丝机构是否通畅有无漏气的地方，高压风压力是否达到标准，保护气体是否打开，导电嘴型号是否合适，有无堵塞情况，喷嘴喷涂适当防飞溅液。
2、焊接工艺及焊接顺序
焊接工艺参数见表（4）：
注：J：间隙T：钝边EP：母材厚度
以上工艺参数通过了焊接工艺评定，依据此参数规范进行焊接能够保证焊接接头的技术要求，可以编制焊接工艺卡片指导现场的焊接工作。
焊接顺序：
开始焊接，每次焊接停顿间隙，检查夹具位置防止工件偏移。焊接顺序：第一层打底焊按焊缝1-4的顺序焊接，填充层的焊接顺序是5-8盖面层的焊接顺序是9-12这样的焊接顺序可以有效的控制和减少焊接变形。焊接时每层焊缝根据设定好的摆动幅度进行横向摆动以获得图纸要求的焊缝尺寸。电流电压的匹配使焊丝的熔化金属为滴状过渡到焊缝中。
3、注意事项
（1）焊机空载电压较低，引弧困难，易引起焊丝爆断，引弧前要调整好焊丝干伸长，一般为焊丝直径的10倍，约12mm。
（2）焊完一道焊缝后焊丝头部有球形头不易引燃电弧，施焊前应当剪掉。
（3）选好适当的引弧位置，采用短路引弧法。
（4）每一道焊缝接头处焊前须将前一焊缝的弧坑进行打磨，使接头熔合的更好
4、焊后清理
焊接结束后要对焊缝上和周围的焊渣进行清理，焊缝末端打磨坡口。
5、焊接检验与焊后质量控制
（1）检查侧梁的清洁度。
（2）填好焊工自检表，规定区域打上自己的自检号（钢印号）。
（3）根据标准NF EN 25817检查焊缝尺寸及焊缝外观成形。
（4）如有不合格处，通知焊接质检人员。
五、结论
B型地铁转向架侧梁机器人自动焊焊接工艺的制订，有效的防止了焊接变形和焊接缺陷。提高了焊接质量，缩短了焊接时间，降低了劳动强度和生产成本。
参考文献：
《焊接手册第二版》机械工业出版社
《实用焊工手册》化学工业出版社
《焊工工艺》浦厂技校教材
论文作者:孟飞,沈文圣,候其兵
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：焊丝论文; 机器人论文; 转向架论文; 气体论文; 电弧论文; 焊接工艺论文; 腹板论文; 《基层建设》2019年第13期论文;