地铁隧道施工用牵引车钢结构的焊接工艺优化

地铁隧道施工用牵引车钢结构的焊接工艺优化

魏文军

中车兰州机车有限公司  甘肃省兰州市  730070

摘要：地铁隧道施工用牵引车是在地铁施工中的专用设备，由牵引系统、驾驶室、电气系统和辅助系统组成，用于隧道内施工中的机械运输，在地铁隧道施工中的作用十分重要。牵引车钢结构的焊接工艺直接影响牵引系统和驾驶室的结构强度，同时也会影响其使用寿命。牵引车钢结构焊接时要根据设计图纸的技术要求及实际工况进行焊接工艺方案的制定。但是由于地铁隧道施工现场环境复杂、场地狭小等原因，牵引车钢结构的焊接工艺也会受到一定的限制，不能很好地满足地铁隧道施工用牵引车钢结构焊接技术要求，本文针对地铁隧道施工用牵引车钢结构焊接工艺进行了优化研究。

关键词：地铁隧道施工用；牵引车钢结构；焊接工艺优化

1.牵引车钢结构概述

地铁隧道施工用牵引车是由牵引系统、驾驶室、电气系统和辅助系统组成，其主要功能是在隧道内施工中进行机械运输。牵引系统包括牵引架、牵引机构和液压升降装置等；驾驶室包括驾驶室主体、操纵台以及驾驶室内部的控制箱等；电气系统包括电控柜、辅助照明控制箱、车载供电系统等；辅助系统包括自动灭火装置、紧急逃生装置等。

2.牵引车钢结构在地铁隧道施工中的作用

（1）承载能力：牵引车钢结构具有较高的承载能力，能够稳定地承受施工过程中产生的各种荷载，如地压力、列车冲击力等。这有助于确保施工过程中的安全和稳定性。

（2）良好的抗变形性能：地铁隧道施工过程中，地层条件和施工环境复杂多变，牵引车钢结构需要具备良好的抗变形性能。这样可以确保在各种工况下，车辆结构能够保持稳定，降低施工风险。

（3）耐疲劳性能：地铁隧道施工过程中，牵引车钢结构需要承受反复的应力作用，因此具备良好的耐疲劳性能至关重要。这有助于确保车辆在长时间施工过程中不会出现疲劳损伤，提高施工效率。

（4）良好的焊接性能和耐腐蚀性能：地铁隧道施工环境恶劣，钢结构需要具备良好的焊接性能和耐腐蚀性能。这有助于确保车辆结构在施工过程中不易出现裂纹、腐蚀等现象，提高施工安全性。

（5）便于拆卸和组装：地铁隧道施工过程中，牵引车钢结构需要根据施工需要进行频繁的拆卸和组装。因此，其设计应具备良好的可拆卸性和可组装性，以降低施工成本和提高施工效率。

5.焊接工艺优化方案

5.1焊接材料及焊接方法

地铁隧道施工用牵引车钢结构采用的是Q345B低合金高强度钢，对其焊接性能要求较高，焊接时必须使用符合质量标准的焊条。焊条采用WCS-001焊条，并随配有药皮、焊剂、焊剂补强剂等材料。焊接工艺参数的选择是根据钢板材质、厚度及焊接部位及工况要求进行制定。

地铁隧道施工用牵引车钢结构的焊接采用全位置自动焊，其焊接方法为：在钢板上按要求开坡口，采用氩弧焊进行全位置焊接，将钢板与不锈钢焊材的搭接边清理干净后，使用自动焊的焊接工艺参数进行焊接。

地铁隧道施工用牵引车钢结构采用全站仪测量焊接区尺寸及位置，确定焊缝位置。然后通过控制软件对焊缝进行跟踪定位，定位后将自动焊参数调整到最佳状态进行焊接，最后进行外观检查。定位后焊缝上表面不允许出现裂纹、气孔、夹渣等缺陷。要保证定位焊缝与定位前的焊缝保持一致，且定位点不能超过3个。定位后的焊缝要求平直、光滑，其表面粗糙度不大于5μm，其探伤合格后进行无损检测。

5.2严格按照地铁隧道施工工艺要求进行焊接工艺参数设置

通常情况下，地铁隧道施工工艺要求主要包括以下几个方面：一是严格按照地铁隧道施工的焊接接头形式进行焊接，确保接头形式的统一性和规范性；二是严格按照地铁隧道施工工艺要求进行焊接位置和方向的选择，确保焊接位置的准确性；三是严格按照地铁隧道施工工艺要求进行焊接材料的选择，保证焊接材料的质量符合地铁隧道施工工艺要求；四是严格按照地铁隧道施工工艺要求进行焊接作业，确保每层焊缝都能满足地铁隧道施工工艺要求；五是严格按照地铁隧道施工工艺要求进行焊接操作，保证每层焊缝都能符合地铁隧道施工工艺要求。此外，为了确保地铁隧道工程的质量和效率，需要对每层焊缝进行打磨处理，确保焊缝表面平整光滑。

5.3严格按照地铁隧道施工工艺要求进行焊接作业，按照规定进行焊接操作

在地铁隧道施工过程中，地铁隧道施工人员需要严格按照地铁隧道施工工艺要求进行焊接作业，从而保证焊接质量。根据地铁隧道施工工艺要求，地铁隧道施工人员需要根据施工现场的实际情况，对焊条进行合理选择，以确保焊接的质量。同时，为了确保焊接的效率和质量，地铁隧道施工人员需要在焊接过程中采用合理的焊接工艺和操作方法。例如，在进行焊条电弧焊时，需要选择合适的焊接电流、电压和速度以及焊前预热温度等。在进行埋弧焊时，需要根据具体的焊接位置和坡口角度等情况选择合适的焊条型号和浓度等。通过严格按照地铁隧道施工工艺要求进行焊接作业，可以有效提高地铁隧道施工质量和效率。

5.4严格按照地铁隧道施工工艺要求对牵引车钢结构进行焊接操作

例如，在地铁隧道施工中，如果采用手工电弧焊进行焊接作业，需要保证焊条和焊剂与焊件保持相同的温度。为了确保焊缝位置温度一致，需要在焊件上放置保温材料。另外，在地铁隧道施工中，为了提高焊接速度和效率，需要根据地铁隧道施工的工况要求和相关规定进行操作。例如，如果在进行焊接作业时采用气体保护焊进行焊接操作时，需要对保护气体的流量和气体种类进行严格控制。

一旦发现空气流量发生变化或者是气体质量发生改变时，需要及时对气体流量和气体质量进行调整。

5.5严格按照地铁隧道施工工艺要求对牵引车钢结构进行质量检验和验收

在地铁隧道施工中，为了确保牵引车钢结构的焊接质量，需要在焊接完成后对其进行质量检验和验收，确保牵引车钢结构焊接质量达到要求。地铁隧道施工中需要对牵引车钢结构进行质量检验和验收的项目包括焊接接头的外观检查、无损检测、力学性能和物理性能试验等。地铁隧道施工中对牵引车钢结构进行质量检验和验收时，需要按照相关要求对其进行外观检查，确保其表面没有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，同时需要按照相关规定对牵引车钢结构进行无损检测，确保牵引车钢结构的内部质量合格。地铁隧道施工中需要对牵引车钢结构的力学性能和物理性能进行试验，主要包括冲击试验和弯曲试验等。在地铁隧道施工中需要对牵引车钢结构的冲击性能、弯曲性能等进行检验，确保牵引车钢结构符合地铁隧道施工要求。

6.控制措施

（1）由于地铁隧道施工现场环境复杂，为了提高牵引车钢结构的焊接质量，需要根据具体工况制定合理的焊接工艺，对于不同的工况选择不同类型的焊接工艺，这样能够保证牵引车钢结构在各个工况下都能够满足焊接质量。

（2）由于地铁隧道施工现场环境复杂、场地狭小等原因，为了保证牵引车钢结构焊接质量和效率，需要对地铁隧道施工用牵引车钢结构进行合理的布置。首先是对牵引车钢结构的数量进行合理的规划，然后根据牵引系统和驾驶室所需焊接数量进行合理的安排，并根据牵引车钢结构的使用工况选择合适类型的焊接工艺。

结语

地铁隧道施工用牵引车钢结构的焊接工艺优化研究，实现了地铁隧道施工用牵引车钢结构焊接过程的机械化，提高了施工效率。同时通过对地铁隧道施工用牵引车钢结构的焊接工艺优化，使牵引系统和驾驶室的整体性能得到了很大程度的提升。虽然地铁隧道施工用牵引车钢结构在实际焊接过程中存在着一定的问题，但是通过对其焊接工艺的优化，能够很好地提升地铁隧道施工用牵引车钢结构焊接工艺水平。

参考文献

[1]徐文强；基于数控加工技术的地铁隧道施工用牵引车钢结构焊接工艺优化研究[J]。机械创新与应用，2020 (06)；