内走廊机车牵引拉杆底座组焊操作工艺

内走廊 机车牵引拉杆底 座组焊操作工艺

何东英

中车戚墅堰机车有限公司 江苏常州 213011

摘要：DF8B内燃机车车底架牵引拉杆底座为机车运行提供牵引力，其焊接接头安全等级和应力等级均较高，应对其焊接规程和质量进行重点管控。通过规范焊接工艺参数与操作方法，保证了牵引拉杆底座单边V型坡口焊缝根部的全焊透，采用合理的焊接顺序与操作技术，减小了牵引拉杆座与边梁的焊接变形。

关键词：单边V型坡口、焊接顺序、操作方法

一．存在问题

首先，DF8B、DF11等内走廊机车底架与边梁连接处的牵引拉杆底座焊缝采用实心焊丝气保焊焊接，外侧焊缝为单V型坡口横焊，其余为平角焊缝。这些焊缝普遍受力大，属关键焊缝，均要求100%磁粉探伤，而这些焊缝操作难度较大，成型质量难以控制，同时也加大了打磨工作量。如果采用翻转胎变横焊为平焊，又会形成高危作业。

其次，由于焊工操作习惯不同与焊接顺序的差异，经常造成焊接变形较大，焊接参数选择过大也加大了变形量，使牵引拉杆底座与边梁外侧平面度超差，连接处明显内凹，影响机车整体外观质量。

为避免以上问题，规范焊接作业，保证焊接质量，制定此焊接操作工艺。

二．焊接工艺

1.焊接工艺参数选择

DF8B、DF11等机车车底架材料一般均采用低合金钢16Mn，具有良好的焊接性。焊接材料选用实心焊丝ER50-6，焊丝直径为φ1.2m^[1]；保护气体为80%Ar+20%CO₂，气体流量20-25L/min；焊接设备为NBC-500。

接头形式如图1所示，一般情况下α为45~60°；p为1~3mm；c为1-2mm。现场装配如图2所示。

图1 接头形式示意图

图2 牵引拉杆座现场装配照片

2.焊接顺序制定

为控制焊接变形，根据先焊短焊缝后焊长焊缝的原则，我们首先焊接两端的平角焊缝，后焊两侧的角焊缝与单V型坡口焊缝^[2]。

单V型坡口焊缝PC位置采用多层多道焊接，为控制角变形，先焊单V型坡口焊缝打底焊，后焊对面角焊缝，最后焊接单V型坡口焊缝盖面层^[3]。

三．焊前准备

1.焊前清理

将坡口和靠近坡口上下两侧15-20mm内的钢板上的油、锈、水分及其他污物打磨干净，直至露出金属光泽。

2.装配与定位焊

装配原则：

(1)考虑到扰度及焊接收缩的影响，应保证合理的牵引拉杆座与底架中心距离及前后牵引拉杆座中心距离。

(2)保证同端牵引拉杆座开档距离。

(3)保证牵引拉杆座与边梁外侧接平。

定位焊缝长40mm，间距200mm。气保焊时热输入较手弧焊时更大，这就要求定位焊缝有足够的强度。同时，由于定位焊缝将保留在焊缝中，焊接过程中也很难重熔，因此要求焊工采用与焊接正式焊缝同样的工艺来焊接定位焊缝，不能有缺陷。在端头处修磨出斜面以利于接头熔合良好。

四．焊接操作

1、PB位置角焊缝焊接操作要领

PB位置角焊缝焊接相对简单，焊脚要求8mm，通常情况下大电流一道完成，焊接电流250~270，电压25~27V，焊接时尽可能减小接头。从右向左焊接，焊接时可能出现的缺陷主要有下榻（造成上口焊脚不达标）、上趾口咬边、气孔。当由于装配尺寸要求或下基准不平等因素造成间隙较大时采用多层多道焊接。焊接参数见表1：

表1 平角焊缝气保焊工艺参数

2、单V型坡口焊缝焊接操作要领

（1）打底焊

采用右手握枪，左手在焊枪上部扶枪的方式以保证焊枪运行的稳定性。调试好焊接工艺参数后，在工件的右端引弧，向左焊接。保持焊枪的角度始终与已焊方向成80-90度，与坡口直边成30度左右，焊丝指向坡口根部偏下1-2mm处，才能保证熔深和焊透^[4]。

注意，当间隙较小时焊枪基本不摆动或作微幅摆动，此时焊接电流需偏大一些以保证焊透，焊接速度相对快一些，防止填充量过大造成焊层过厚电弧达不到根部而造成未焊透，并且焊接速度过慢把下趾口熔掉造成盖面无基准。当间隙较大时焊接参数适当减小，焊枪成斜月芽状摆动，上部稍作停顿，中间作月芽状快速移动，并保证焊丝始终处于熔池部位。整个焊接过程中匀速向前移动，以保证焊缝厚度均匀，避免厚薄不均给后续填充盖面造成影响。焊丝角度与指向一定要正确，否则电弧不能熔化坡口根部而易产生未焊透和未熔合等缺陷。

（2）盖面焊

盖面焊分两道，第一道焊接时注意焊枪垂直对准坡口板，焊丝指向打底层的下趾口。在保证焊趾熔合良好的状态下匀速前进，基本不作摆动。焊接过程中应尽可能匀速以保证焊缝余高一致。在焊缝宽度较大时，作斜拉摆动尽可能只留上趾口少量填充量。

第二道操作基本类似，但需注意以下几点：控制焊接参数，采用较小规范防止上趾口咬边；与第一道间结合良好，覆盖第一道1/2~2/3，使焊道高低差小于1mm；观察熔池，控制焊接速度保证焊缝平整。

外侧单V型坡口焊缝的焊接工艺参数如表2所示。

表2 组合焊缝气保焊工艺参数

五．结束语

单V坡口接头焊接难度比较大，常常出现的缺陷是根部未焊透、内凹和气孔等。该操作工艺实施后，其效果良好，一定程度上节约了焊材及能源，不但焊缝成形较好，无裂纹、根部未焊透等缺陷，而且焊接效率大幅提高。

参考文献

1. 余燕，吴祖乾. 焊接材料选用手册[M]. 上海科学技术文献出版社，2005

2. 陈祝年. 焊接工程师手册[M]. 北京机械工业出版社，2009

3. 舒先庆. 钢结构制造中焊接变形的控制方法[J]. 管理与技术，2005, 2: 31-34

4. 刘云龙. 袖珍焊工手册[M]. 机械工业出版社，1999