摘要：在对HXN5B内燃机机车车底架主梁进行焊接时，需要充分考虑车底架主梁结构的独特性，对既有机车优势加以整合，保证车底架主梁焊接质量。本文首先就焊接工艺进行分析，进而探讨HXN5B内燃机机车车底架主梁的优化焊接工艺，为车底架主梁焊接质量提供保障。
关键词：内燃机机车；车底架主梁；结构焊接
前言：在对内燃机机车车底架主梁进行焊接时，应充分考虑到车底架主梁的箱型结构特征，该结构包括三种构建，在实际焊接时，母材应当采用高强度结构钢材料，采用锰元素及镍元素等合金元素对焊缝进行补缝，为车底架主梁焊接质量提供保障。
1.焊接分析
1.1焊接性
HXN5B内燃机机车的车底架主梁的焊接工作，车底架主梁的前端、后端、油箱梁的盖板等材料，都采用Q460C材料，该材料为低合金高强度材料结构钢材料，在实际的焊接过程中，可采用锰、镍等合金元素填补焊缝，并保证合金元素的适量性。在进行内燃机机车的车底架主梁焊接过程中，应充分考量合金元素化学成分是否与焊接材料相互契合，充分考量焊接工艺的技术规程，采用药芯焊丝进行气体保护焊，可采用E551T1-Ni2C材料作为焊接材料，并采用二氧化碳作为焊接工艺的保护气体，要求二氧化碳纯度在99.8%以上。在焊接操作过程中，药芯焊丝自身的特性，会导致焊接电流密度过强，但焊接电弧的刚度不足机械，在底部焊接过程中，车底架主梁焊接的根部容易出现无法全部熔合的问题，容易导致车底架主梁焊缝表面出现裂缝。出于保证焊接质量的考量，可选择复合焊接技术，采用实心焊丝进行电弧焊，做好焊接打底工作。在实际的焊接过程中，需考虑到母材自身存在的缺陷与不足，采用低配焊丝，为焊缝金属塑性提供技术保障，降低车底架主梁焊接根部存在的淬硬问题，以有效减少焊接裂缝问题，并避免焊接根部未重复熔合的现象。填充层可采用药芯焊丝，在选择焊丝时，应保证焊丝与焊接母材之间的相互匹配，为车底架主梁的安全稳定提供保障。
1.2焊接接头形式
车底架主梁的前端及后端上下盖板厚度分别为20mm及25mm，车底架主梁的油箱梁的所采用的上下盖板厚度分别为20mm及32mm。在进行车底架主梁端部及油箱位置的下盖板的焊接处理时，需要对油箱梁下盖板厚度进行打薄处理，以切实保障接口厚度的一致性，采用V型接头进行陶瓷焊接垫板的焊接处理。实际焊接处理之前，应在焊接位置的两端进行引弧板及收弧板的加焊，将焊缝与坡口角度调整一致。
1.3焊接工艺参数
在进行车底架主梁的焊接过程中，应恰当选择焊接工艺参数，充分结合焊接工艺规程及主料供应的具体情况，采用的焊丝规格为φ1.2mm。以焊丝具体规格为基础，以焊接规范为依据，以开展具体的车底架主梁焊接工作。焊接工作的开展，较大电流或较小电流的存在，都会成为焊接缺陷问题成因，容易出现电压过大，焊接咬边、电弧坑洞等问题，且可能由于熔池温度过高而导致陶瓷衬垫脱落，焊缝温度异常升高，晶粒粒径增长[1]。焊接过程中，送丝速度过高，也有可能导致陶瓷衬垫脱落问题，影响焊缝成型。当焊接送丝速度不足时，焊接工艺的热影响区域宽度增加，导致焊缝形变愈发严重；当焊接送丝速度过快时，容易造成焊缝未能充分融合，焊接不够透彻及焊缝成型缺陷问题。
2.车底架主梁的焊接工艺
出于保证焊接质量的考量，HXN5B内燃机机车的车底架主梁焊接施工，应由4名施工人员同时进行施工作业。在实际进行内燃机机车的车底架主梁组装时，应采用反装方式，并充分考量挠度因素，由上盖板焊缝焊接至下盖板焊缝焊接，并保证盖板厚度的焊接质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在具体的焊接施工之前，可将引弧板及收弧板安装于焊缝两端，引弧板进行起弧，在收弧板进行收弧，尽量避免二者相互颠倒。尽力量避免在焊缝位置进起弧与收弧，在收弧之后，应对焊缝接头进行打磨，为焊接接头质量提供保障。
2.1焊接上盖板
车底架主梁采用三段拼接焊接工艺，在进行上盖板的焊接处理时，焊接操作主要在组装平台上进行，但在实际操作中，焊接位置难以确定，因此必须将焊接方向由进行改变，形成由前至后的焊接方向，并确定科学合理焊接位置。为充分保证焊接的连续性，有效减少焊接接头，为焊缝质量加以保障。可将焊接工艺孔设置于上下盖板的焊缝位置，及其与立板的交接位置[2]。
2.1.1第一层焊接
采用复合焊接工艺，第一层焊接采用二氧化碳气体保护焊，采用实心焊丝作为底焊。在实际的焊接时，要求焊枪必须与焊缝相互垂直，实际焊接时，焊枪的起弧应当以引弧板为起始，在具体的焊接工艺中，应在焊接两板之间形成熔池之后，移动焊枪，摆动焊丝，焊枪稍稍停留之后，匀速前移，将焊丝保持在焊接熔池前的三分之一位置。移动焊枪时，焊丝不能熔池相脱离。焊丝的收弧工艺，必须在收弧板上进行。实际的焊接工艺，应严格根据焊接规范，同时也应充分结合坡口间隙情况，进行适当调整。如果间隙过大，则可采取适当措施避免衬垫脱落问题，减少由于焊接温度异常升高而导致的裂缝问题。在间隙较小的情况下，可适当加快焊丝的摆动速度，保证焊接的充分性，并避免焊层缺陷问题。在完成第一层焊接之后，应对焊缝进行及时清理，对在进行二氧化碳保护焊过程中产生的氧化皮等杂质进行彻底清除，完成彻底清理之后，才可进行第二层焊接工艺。
2.1.2第二层焊接
在进行第二层焊接时，所采用的焊丝为药芯焊丝，在实际的焊接时，采用喷射作为过渡，具体焊接工艺与第一层焊接工艺相同。在实际的焊接过程中，采用多层焊缝，焊接层数为6~7层左右，焊缝厚度在4~5mm之间，完成盖面处理时，将焊缝宽度控制为25mm，采用直接盖面焊接。在盖面焊接时，应对焊丝的摆动幅度加以注意，在坡口边缘位置进行焊接，焊透坡口边缘。焊缝宽度过大的情况下，在对焊丝进行摆动时，应充分注意焊缝熔池的具体形状。
当焊缝宽度在25mm以上时，焊缝盖面可采用多层焊接工艺，一层焊接时，将坡口边缘融掉，其焊缝宽度应当控制在整体焊缝的60%左右，并预留一定的余高，完成焊缝清理之后，进行另一道焊接处理。应在上层焊缝的最高点向焊缝另一侧的坡口位置摆动焊丝，在完成焊接时，对焊缝表面进行打磨，完成焊接。
2.2焊接下盖板
在进行车底架主梁的下盖板焊接时，下盖板的焊缝为油箱下盖板厚板的平对接焊缝。对盖板较厚的一端进行削薄，采用带有一定斜坡的陶瓷衬垫。进行下盖板焊接时，其焊接方式基本与上盖板焊接的工艺相一致。在完成一系列焊接之后，应当对焊缝进行打磨，使其与焊缝邻近的母材高度相同，表面光滑且平整。在采用无损探伤时，及时对其中杂质进行清理，可采用无损探伤的探头进行扫查。完成焊接之后，需要严格按照无损检测工艺进行无损探伤，在焊缝难以达成技术标准时，则进行及时返修处理，在进行二次无损检测之后，确认合格，才具备投用价值[3]。
结论：在实际的车底架主梁焊接过程中，需严格保障焊接工艺顺序的合理性，明确焊接技术应用要点，在实际焊接前后，对焊缝位置进行恰当处理，提高焊接效率及焊接质量，为车底架主梁的大规模生产进行保证，避免不必要的返修。
参考文献：
[1]孙超, 李雄飞. NXD3D型电力机车底架组焊工装设计[J]. 机械工程师, 2012(10):166-167.
[2]孟宪福. 动车组铝合金车体底架边梁自动化焊接工装的研制[J]. 机车车辆工艺, 2011(5):40-41.
[3]太万秋, 苟瑞霞, 齐红瑞, et al. HXD2型电力机车底架工艺优化[J]. 科技创新与生产力, 2014(8).
论文作者:刘刚
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/8
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