中国铁路哈尔滨局集团公司三棵树车辆段 黑龙江哈尔滨 150086
摘要：铁路客车在运行过程中经常会出现一些问题，其中转向架铸造构架裂纹是常出现的问题之一，为了更好的处理转向架铸造构架裂纹问题，首先需要找出铁路客车转向架铸造构架裂纹产生的原因，然后针对性的采取解决对策是关键。基于此本研究针对铁路客车转向架铸造构架裂纹以及处理展开了一系列的探究。
关键词：铁路；客车；转向架；铸造；裂纹；处理
前言
社会的快速发展，促进了交通运输行业的快速发展，无论是人们的出行还是货物运输都需要安全的交通运输。人们对于行车安全越来越重视。为了迎合社会不断发展的需要，铁路客车运行也越来越完善，但是仍然存在一些问题影响行车安全，其中转向架铸造构架裂纹经常出现，对于行车安全产生了极大的影响，所以铁道部对此也引起了足够的重视，为了有效的遏制构架裂纹故障，必须进行全面的检查包括抛丸除锈，磁粉探伤检查。这样才能及时的对铸造构建裂纹及时发现，及时进行分析，然后科学合理的进行处理和防范，这也是铁路客车造修企业重点考虑的问题。
1 转向架的基本概念
转向架也就是将机车车辆走行部的零部件以及装置进行组装的一种单独的部件，能够起到对车体进行支承、转向以及制动的效果。使机车车辆在一定轨道上的安全运行得到保障。此外，转向架还有驱动的效果。特别是在铁路客车的制造中，转向架起到了非常重要的作用，转向架的各种参数在一定程度上对车辆的稳定性以及舒适性造成一定影响，有非常重要的作用：首先，在车辆上应用转向架，能够使车辆的载重、长度以及容积有效的增加，从而提高列车的运行效率，使铁路运输业得到最大化的满足.其次，一般情况下，如车体处于正常的运行条件，车体就会在转向架上稳定的运行，充分发挥轴承装置的作用，将车轮沿钢轨的滚动向车体沿线路运行的平动转化.第三，对车体起到一定的支撑作用，将车体到车轮间、轮轨到车体间的载荷以及作用力进行传输，达到平均分配轴重的效果.第四，使车辆的安全平稳运行得到一定保障，保持车辆按照一定的直线线路以及曲线线路有效的运行。第五，有利于弹簧减振装置的安装，使列车的减振效果增加，降低车辆与线路的摩擦，使振动、冲击以及动应力降至最低，从而达到使车辆运行平稳性以及安全性提升的目的。第六，还可以对轮轨之间的粘着力进行有效利用，从而有效的发挥其的牵引力以及制动力，将制动缸所发挥的制动力有效的提高，保证车辆的制动作用，使车辆能够在规定的距离内实现停车。最后，因在车辆的部件中，转向架相对独立，所以应尽量减少联接件。
2 裂纹原因分析
2.1转向架是车辆的走行部，而构架是走行部的骨架，它用来悬挂、支撑各种悬挂件、制动件，承受和传递各个方向的力。受力复杂，纵向牵引力、冲击力、垂向重力、车体振动传递过来的各种附加力、制动时闸瓦及杠杆传过来的反作用力、轮对和轴箱定位传递过来的反作用力，各种力的叠加使构架结构、材质疲劳堪不负重，丧失抵抗力而产生裂纹。裂纹往往是从构架的应力集中处爆发出来或沿构件纵向线450方向开裂，这些都符合材料力学的理论。随着列车提速，各种冲击、振动加剧，使构架运行环境更恶劣，裂纹的倾向更大。
2.2铸造构架本身脆性大，结构复杂，弯角较多，弯角园弧过渡不够，这种断面变化易引起应力集中，如再有铸造残余应力，铸造缩孔、气孔、夹渣、夹砂等缺陷及水爆清砂工艺的应用使裂纹倾向增大，在车辆运行中经振动、冲击易产生裂纹并扩展。又早期的铸造、熔炼技术落后，使铸件本身抗冲击、振动、弯曲、疲劳强度不高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆新型高速列车构架都不采用铸钢件，而改用钢板压型的焊接件。水爆清砂工艺也被禁止使用，采用振动落砂或机械方式清砂。
2.3在转向架构架的各级修程时，不能严格执行工艺，科学合理处理裂纹。如焊前不彻底消除缺陷、焊接工艺、热处理工艺不良等，造成焊补后在焊缝附近造成应力集中，承载后受到振动、冲击，又产生新裂纹。因铸造构架材质主要为ZG25，该钢的可焊性较差，在焊接热影响区淬硬倾向明显增加，且工件的拘束度较大，施焊时存在较大的焊接应力，反映出其焊接时具有一定冷裂倾向，故需采用适当的工艺措施才能保证焊接质量。
3 防范与处理
我们对待构架裂纹应象对待病人一样，做到勤检查、早发现、科学合理地“治疗”，彻底扼制住“病毒”（裂纹）的扩展。
3.1厂修时，必须对构架进行抛丸打砂处理，使用构架翻转设备对构架正反面、内外腔所有弯角、变截面处等应力集中处进行详细检查，磁探找裂。
3.1.1用高压水冲洗机，对构架表面、内腔进行冲洗，清除粘附的杂物、污垢。
3.1.2用抛丸除锈设备，去除构架表面的油漆、氧化皮呈现出金属本色，局部仍未能除掉的锈垢、油漆等用风动工具、刮刀、钢丝刷清理，清洁度要求Sa3级（即配件表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层的等附着物，该表面应显示均匀的金属色泽，露出金属本色）。
3.1.3对铸造构架易产生裂纹的部位，要进行仔细的检查。有怀疑的部位和探伤部位用风动或电动砂轮打磨，露出金属光泽。
3.1.4选用合理可靠的磁探工艺和高灵敏度的磁粉探伤机。平面处采用干法探伤，弯角处采用湿法探伤。
3.2科学合理的裂纹处理工艺
经过长期大量的工作实践，我们总结积累了处理构架裂纹行之有效的方法，总结处理过程、步骤如下：
3.2.1铲制坡口，完全消除裂纹
对非穿透性裂纹，用角磨机沿裂纹方向开70±50的V型坡口，坡口底部呈圆弧形（R≥2mm），深度须将裂纹彻底清除干净。对穿透性裂纹，先用手电钻在裂纹两端钻Ф8-Ф12mm的止裂孔，再沿裂纹方向开70±50的V型坡口，并留有3-4mm间隙，钝边≤1mm。
3.2.2焊补前，清除坡口及其附近的油污、铁锈、水垢等杂物，露出金属本色，用火焰对坡口及两侧各60-100mm范围预热到150-2500C，并用红外线测温仪测量。
3.2.3裂纹焊修使用碱性低氢焊条J506或J507焊条，在使用前须经350-4000C烘干2小时，放在保温筒中随用随取，保温筒使用前须加热到1000C以上。焊条直径Ф3.2，电流90-130A；Ф4，电流160-210A；Ф5，电流220-270A。采用层焊，每焊一层后应彻底清渣。对穿透性裂纹，打底焊后停留4小时，待冷却后进行磁粉探伤，焊缝不得有裂纹存在。
3.2.4焊后热处理，焊后立即用火焰加热法将焊缝两侧至少100mm区域加热至600-6500C，呈橘红色即可，并在加热区用石棉粉敷盖，保温缓冷，放置48小时以上。
3.2.5焊缝检查，焊后48小时后用磁粉或渗透探伤检查焊缝，焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣、未焊透、咬边等缺陷。且焊缝表面应平整，焊缝成形好，始、末段及两侧与母材的过渡应平滑。
3.2.6对穿透性裂纹，长度≥100mm时，焊后须加补强板。补强板材质一般选用Q235钢板，板厚10-14mm，焊缝表面余高须打磨至与母材平齐。
4 结语
综上所述，随着社会的不断发展我国的国民经济还在不断提升人们的生活水平也在进一步提升，人们对自己的生活早已不是局限于温饱，人们对出行的需求也越来越高，这也为我国的铁路运输事业提供了良好的发展契机，但是相比较航空运输，我国的铁路基础设施发展的还是比较落后，但是随着社会竞争日益激烈，铁路的运输量在全面占据的比例越来越大并且铁路运输的客运量也在不断提升，所以保障铁路运输的安全性越来越重要，就铁路客车转向架铸造构架裂纹产生的原因进行详细的分析，然后采取针对性的解决对策是关键。
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论文作者:张天驰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：裂纹论文; 转向架论文; 构架论文; 客车论文; 车辆论文; 铁路论文; 车体论文; 《基层建设》2018年第5期论文;