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摘要：中国标准动车组是为了统一标准，打造适合中国国情、路情而建立的设计、制造平台。我公司以日本川崎重工公司CRH2型转向架为基础，做了适应性的优化设计，首次以浦镇公司与青岛股份联合研制生产CRH6型转向架做到了标准化统型，可以与线路上的动车“互联互通”，满足城际线大运量、快速乘降、频繁起停及干线的舒适性要求的标准动车组。
为了确保CRH6型转向架构架产品质量，所用部件均采用板材焊接而成。部分焊接工序由于空间及工具限制导致焊接可达性较差，本文主要针对该问题进行分析，采用各种合适的工具及工艺方法，提高了构架焊接工作的质量和效率。
关键词 标准动车组 构架焊接 工艺分析与优化
1 产品介绍
CRH6型转向架的构架简图如图1所示，该型构架的主要承载构件采用了符合 JISG 3114标准的SMA490BW耐候钢板材和管材。主体框架呈H 形，由两根侧梁和两根横梁构成。侧梁为箱形结构，即作为承载梁、内腔又作为气室使用，故焊缝质量要求较高。横梁采用无缝钢管型材，主要焊接电机吊架、齿轮箱吊座及制动吊座等一些悬挂件。
2 焊接性分析
2.1 CRH6型动车组构架，采用的是SMA490BW耐候钢板材和管材，根据JISG 3114的标准，该材质的化学成分如表一所示
根据国际焊接学会推荐的碳当量公式，计算该钢种的平均碳当量为：
CE（IIW）=[C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15] %
=[0.18+1.40/6+0.7/5+（0.30+0.50）/15] %=0.61%﹥0.6%
由碳当量可以看出，SMA490BW的淬硬倾向大于低碳钢，容易在焊后出现冷裂纹。所以在焊接这类钢时，为了防止母材的淬硬倾向，可采取焊前预热或焊后热处理来预防。
2.2 根据CRH6型动车组构架结构来看：由于构架结构紧凑，焊缝可达性较差，要求焊工具有优秀的焊接技能，部分焊缝需要采取特殊方式才能完成焊接。
3 工艺措施
以下是现场实际生产中，为保证焊接质量，采取的焊接措施。
3.1电机吊座垫板与辅助立板处窄间隙焊接成型
电机吊座垫板与辅助立板间距10mm，最小深度20mm，该处焊缝要求两道满焊。公司现有配套焊枪喷嘴直径25mm，焊接熔池无法在根部形成。经过现场分析，焊枪喷嘴伸入如此小的空间无法实施焊接，只有增加焊丝干伸长（正常情况下焊丝干伸长12mm左右），增加干伸长若保护气体不到位极易出现整道焊缝气孔，同时焊枪角度也不理想，伸长的干伸长碰触基础件边缘出现熔边现象。针对此处焊缝焊工进行专门的焊丝干伸长练习，同时在焊接该道焊缝前对焊缝位置预先通保护气体10-15秒钟，再实施焊接。通过这个预通气的焊接方法，不仅未增加任何投入的前提下，有效的解决了焊缝成型及焊接质量问题，同时提高了员工的技能和参与解决问题的积极性。
3.2动车横梁齿輪箱吊座内部盲焊焊缝焊接
动车横梁齿轮箱内部焊缝要求焊角K=9.6，采用压道焊焊接，由于空间限制，导致无法观察熔池。焊后焊缝咬边严重，焊缝成型不良，局部焊角达不到要求。普通焊枪喷嘴至开关直线距离200mm，施焊过程中焊枪无法摆动。采购加长枪柄焊枪（焊枪喷嘴至开关直线距离400mm），经过专项训练，可以焊出合格焊缝，同时特制焊枪除枪柄加长外，喷嘴、导电嘴等配件同原型焊枪配件一致，从降本增效来考虑增加了互换性。，同时也能够满足生产。
3.3侧梁内腔焊缝焊接
侧梁内腔空间狭小，同时深度较大，普通焊接方法与设备存在视角盲区，焊接过程中无法观察熔池（见下图4）。同横梁齿轮箱内腔焊缝一样，采用特制加长焊枪，保证焊工能够在焊接过程中观察熔池，焊出合格焊缝。焊枪配件同普通焊枪一致。
3.4侧梁焊接变形，调修导致侧梁收缩，上盖板凹陷问题
侧梁焊接完成后，侧梁下盖板至侧梁上盖板Z向尺寸要求1920-2mm，实际由于焊接变形，尺寸达199mm，超差最大7mm，采用压力冷调修进行调修，虽然尺寸能够满足要求，但由于应力作用，导致上盖板折弯处凹陷达4mm。后采用热调，分两阶段逐步进行调修，凹陷问题得到控制，但加热导致侧梁总长收缩达4mm，侧梁总长超差，导致侧梁报废报废（见下图5）。现场逐步工序跟踪变形量发现：侧梁内腔焊接导致Z向变形4mm，侧梁外体机械手焊接导致Z向变形2mm。Z向变形主要集中在侧梁内腔工序，在侧梁内腔工序完成后，进行一次预调修（冷调），调修量8mm。经侧梁之后工序流转完成，侧梁下盖板至侧梁上盖板Z向尺寸192mm左右，避免了最终Z向调修，同时也避免了上盖板凹陷及侧梁热调收缩问题。
4 结论：
为了确保CRH6型转向架构架产品质量，所用部件均采用板材焊接而成。部分焊接工序由于空间及工具限制导致焊接可达性较差，本文主要针对该问题进行分析，采用各种合适的工具及工艺方法，提高了构架焊接工作的质量和效率。
关键词 标准动车组 构架焊接 工艺分析与优化
1 产品介绍
CRH6型转向架的构架简图如图1所示，该型构架的主要承载构件采用了符合 JISG 3114标准的SMA490BW耐候钢板材和管材。主体框架呈H 形，由两根侧梁和两根横梁构成。侧梁为箱形结构，即作为承载梁、内腔又作为气室使用，故焊缝质量要求较高。横梁采用无缝钢管型材，主要焊接电机吊架、齿轮箱吊座及制动吊座等一些悬挂件。
2 焊接性分析
2.1 CRH6型动车组构架，采用的是SMA490BW耐候钢板材和管材，根据JISG 3114的标准，该材质的化学成分如表一所示
根据国际焊接学会推荐的碳当量公式，计算该钢种的平均碳当量为：
CE（IIW）=[C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15] %
=[0.18+1.40/6+0.7/5+（0.30+0.50）/15] %=0.61%﹥0.6%
由碳当量可以看出，SMA490BW的淬硬倾向大于低碳钢，容易在焊后出现冷裂纹。所以在焊接这类钢时，为了防止母材的淬硬倾向，可采取焊前预热或焊后热处理来预防。
2.2 根据CRH6型动车组构架结构来看：由于构架结构紧凑，焊缝可达性较差，要求焊工具有优秀的焊接技能，部分焊缝需要采取特殊方式才能完成焊接。
3 工艺措施
以下是现场实际生产中，为保证焊接质量，采取的焊接措施。
3.1电机吊座垫板与辅助立板处窄间隙焊接成型
电机吊座垫板与辅助立板间距10mm，最小深度20mm，该处焊缝要求两道满焊。公司现有配套焊枪喷嘴直径25mm，焊接熔池无法在根部形成。经过现场分析，焊枪喷嘴伸入如此小的空间无法实施焊接，只有增加焊丝干伸长（正常情况下焊丝干伸长12mm左右），增加干伸长若保护气体不到位极易出现整道焊缝气孔，同时焊枪角度也不理想，伸长的干伸长碰触基础件边缘出现熔边现象。针对此处焊缝焊工进行专门的焊丝干伸长练习，同时在焊接该道焊缝前对焊缝位置预先通保护气体10-15秒钟，再实施焊接。通过这个预通气的焊接方法，不仅未增加任何投入的前提下，有效的解决了焊缝成型及焊接质量问题，同时提高了员工的技能和参与解决问题的积极性。
3.2动车横梁齿輪箱吊座内部盲焊焊缝焊接
动车横梁齿轮箱内部焊缝要求焊角K=9.6，采用压道焊焊接，由于空间限制，导致无法观察熔池。焊后焊缝咬边严重，焊缝成型不良，局部焊角达不到要求。普通焊枪喷嘴至开关直线距离200mm，施焊过程中焊枪无法摆动。采购加长枪柄焊枪（焊枪喷嘴至开关直线距离400mm），经过专项训练，可以焊出合格焊缝，同时特制焊枪除枪柄加长外，喷嘴、导电嘴等配件同原型焊枪配件一致，从降本增效来考虑增加了互换性。，同时也能够满足生产。
3.3侧梁内腔焊缝焊接
侧梁内腔空间狭小，同时深度较大，普通焊接方法与设备存在视角盲区，焊接过程中无法观察熔池（见下图4）。同横梁齿轮箱内腔焊缝一样，采用特制加长焊枪，保证焊工能够在焊接过程中观察熔池，焊出合格焊缝。焊枪配件同普通焊枪一致。
3.4侧梁焊接变形，调修导致侧梁收缩，上盖板凹陷问题
侧梁焊接完成后，侧梁下盖板至侧梁上盖板Z向尺寸要求1920-2mm，实际由于焊接变形，尺寸达199mm，超差最大7mm，采用压力冷调修进行调修，虽然尺寸能够满足要求，但由于应力作用，导致上盖板折弯处凹陷达4mm。后采用热调，分两阶段逐步进行调修，凹陷问题得到控制，但加热导致侧梁总长收缩达4mm，侧梁总长超差，导致侧梁报废报废（见下图5）。现场逐步工序跟踪变形量发现：侧梁内腔焊接导致Z向变形4mm，侧梁外体机械手焊接导致Z向变形2mm。Z向变形主要集中在侧梁内腔工序，在侧梁内腔工序完成后，进行一次预调修（冷调），调修量8mm。经侧梁之后工序流转完成，侧梁下盖板至侧梁上盖板Z向尺寸192mm左右，避免了最终Z向调修，同时也避免了上盖板凹陷及侧梁热调收缩问题。
4 结论：
4.1城际动车CRH6转向架构架焊接可达性较差，在电机吊座部分焊缝焊接过程中，增加焊丝干伸长同时进行保护气体预先处理，可以焊接出优质焊缝。
4.2横梁齿轮箱内腔焊缝、侧梁内腔焊缝采用普通焊枪，存在焊接视角盲区。根据实际部件模拟，采用加长特制焊枪，且采用与原型枪一致的配件，满足焊缝等级要求得同时降低了焊枪维护的成本。
4.3侧梁多工序焊接后Z向变形较大，冷调导致上盖板凹陷超差，热调导致侧梁总长收缩超差。经分析主要变形在内腔工序，内腔工序后预调修8mm，可以解决侧梁上盖板凹陷及侧梁总长收缩问题。
【参考文献】
- 邹增大 主编.焊接材料、工艺及设备手册（二版）[M] ，化学工业出版社，2011
- 孙景荣著.焊工工作手册[M]，化学工业出版社，2012
3.中国机械工程学会焊接学会著.焊接手册（3）（第3版）--焊接结构[M] ， 机械工业出版社，2015