一種鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種焊接工藝，尤其涉及一種鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 熔化極活性氣體保護(hù)焊是目前常用的焊接工藝方法，以惰性氣體與氧化性氣體 (〇2, CO2)混合氣為保護(hù)氣體時，或以CO2氣體或CO 2+02混合氣為保護(hù)氣時，統(tǒng)稱為熔化極活 性氣體保護(hù)電弧焊，在國際上簡稱為MG焊。熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊可適用于大部分 主要金屬，包括碳鋼、合金鋼。熔化極惰性氣體保護(hù)焊適用于不銹鋼、鋁、鎂、銅、鈦、鋯及鎳 合金。其特點是顯著提高電弧穩(wěn)定性，熔滴細(xì)化，過渡頻率增加，飛濺大大減少，飛濺率為 1 % -3%，采用射流過渡時幾乎無飛濺，焊縫成形美觀。此外，采用混合氣體保護(hù)還可以改善 熔深形狀，未焊透和裂紋等缺陷大大減少，并能提高焊縫金屬的性，減少焊后清理工作量， 節(jié)能降耗，改善操作環(huán)境。
[0003] 埋弧焊包括埋弧堆焊及電渣堆焊等，是利用焊劑層下燃燒的電弧的熱量熔化焊 絲、焊劑和母材而形成焊縫的一種電弧焊焊接方法。其焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊接生產(chǎn)率高、無弧 光及煙塵很少等優(yōu)點。
[0004] 隨著近年來高速重載鐵路貨車不斷發(fā)展，越來越多的貨車中梁鋼結(jié)構(gòu)和搖枕、側(cè) 架采用箱型結(jié)構(gòu)，且由于載重噸位較高，箱型梁受力比較復(fù)雜，對箱型結(jié)構(gòu)焊縫提出了更嚴(yán) 格的要求。因此，需要改進(jìn)現(xiàn)有箱型結(jié)構(gòu)焊接固定方法工藝，進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)不足公開了一種鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝。本發(fā)明要解 決的問題是提供一種通過焊接方法選擇、焊接條件選擇、焊接材料選擇、焊接工藝參數(shù)的設(shè) 計和焊接質(zhì)量檢測實現(xiàn)車輛箱型梁安全、高效、高質(zhì)量焊接的方法。
[0006] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007] 鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝，所述箱型梁包括通過焊接連接的上蓋板、下蓋板 與兩側(cè)腹板，其特征在于包括以下工藝：
[0008] (1)箱型梁腹板與下蓋板為雙面角接焊接，坡口為雙面坡口，坡口角度為45°~ 55°，鈍邊為1~2mm，坡口高度內(nèi)側(cè)大于外側(cè)，比例為7:5 ;箱型梁腹板與上蓋板為單面角 接焊接；一般僅要求焊接腹板與上蓋板的外側(cè)焊縫，可不加工坡口。
[0009] (2)當(dāng)環(huán)境溫度低于5°C時，對待焊件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度100°C~150°C，預(yù)熱寬 度為焊縫兩側(cè)各IOOmm ;
[0010] (3)焊接過程中，層間溫度控制在150°C~200°C ;
[0011] (4)上蓋板、下蓋板與兩側(cè)腹板外側(cè)焊接采用埋弧焊，下蓋板與兩側(cè)腹板內(nèi)側(cè)焊接 采用氣體保護(hù)焊。
[0012] 所述工藝焊接過程包括以下步驟：
[0013] 首先分別進(jìn)行下蓋板與兩側(cè)腹板內(nèi)側(cè)焊接，焊接條件：使用80% Ar+20%C02保護(hù) 氣、SJlOl焊劑、焊絲，各側(cè)焊縫均通過兩層焊道焊接，第一層焊接電流230~250A，焊接電 壓24~26V，焊接速度25~30cm/min ;第二層焊接電流280~290A，焊接電壓28~30V， 速度 24 ~29cm/min ;
[0014] 第二分別進(jìn)行下蓋板與兩側(cè)腹板外側(cè)焊接，焊接條件：各側(cè)均采用埋弧焊，焊接電 流600~650A，焊接電壓30~34,焊接速度45~55cm/min ;
[0015] 第三分別進(jìn)行上蓋板與兩側(cè)腹板外側(cè)焊接，焊接條件：各側(cè)均采用埋弧焊，焊接電 流720~780A，焊接電壓30~34,焊接速度75~80cm/min。
[0016] 所述埋弧焊焊絲按重量百分比包括以下組分：C :彡0. 12%，Mn :1. 0~2. 0%，Si : 彡 0· 35 %，P :彡 0· 025 %，S :彡 0· 02 %，Ni :0· 2 ~0· 8 %，Cr :0· 3 ~0· 9 %，Cu :0· 2 ~ 0. 50%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0017] 所述埋弧焊焊絲抗拉強度彡550MPa，屈服強度彡450MPa，伸長率彡22%，-40°C下 的沖擊功彡60J，焊絲直徑Φ 4. 0mm。
[0018] 所述氣體保護(hù)焊焊絲按重量百分比包括以下組分：C:彡0. 10%，Mn :1. 2~ 1. 6%，Si :彡 0· 6%，P :彡 0· 025%，S :彡 0· 02%，Ni :0· 2 ~0· 6%，Cr :0· 3 ~0· 9%，Cu : 0. 2~0. 50%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0019] 所述氣體保護(hù)焊焊絲抗拉強度彡550MPa，屈服強度彡450MPa，伸長率 彡22%，-40°C下的沖擊功彡60J，焊絲直徑Φ1. 2mm。
[0020] 本發(fā)明有益性：本發(fā)明將埋弧焊與氣體保護(hù)焊結(jié)合應(yīng)用，并嚴(yán)格分步驟進(jìn)行多次 焊接，在有效控制焊接熱輸入、保證母材沖擊功等力學(xué)性能滿足要求的前提下，能夠得到更 大的熔深，更容易通過焊縫內(nèi)部缺欠無損檢測。本發(fā)明方法可以達(dá)到箱型梁腹板與下蓋板 之間焊縫的全熔透要求，并且通過高效率的埋弧焊減少了作業(yè)時間，淘汰了腹板與蓋板間 內(nèi)外側(cè)焊縫使用不穩(wěn)定的氣體保護(hù)焊，射線或超聲波檢測一次通過率達(dá)到95% ;焊接箱型 梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，符合結(jié)構(gòu)、強度等要求。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明箱型梁腹板坡口示意圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明焊接順序示意圖；
[0023] 圖3為箱型梁局部焊接接頭宏觀金相圖；
[0024] 圖4為焊接工藝評定用對接試板形式；
[0025] 圖5為焊接工藝評定用對接試板焊接順序示意；
[0026] 圖6為焊接工藝評定用對接試板宏觀金相；
[0027] 圖7為焊接工藝評定用角接試板形式；
[0028] 圖8為焊接工藝評定用角接試板焊接順序示意；
[0029] 圖9為焊接工藝評定用角接試板宏觀金相。
【具體實施方式】
[0030] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明，【具體實施方式】是對本發(fā)明原理的進(jìn) 一步說明，不以任何方式限制本發(fā)明，與本發(fā)明相同或類似技術(shù)均沒有超出本發(fā)明保護(hù)的 范圍。
[0031] 結(jié)合圖1至圖9。
[0032] 實施例1
[0033] 鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝，所述箱型梁包括通過焊接連接的上蓋板、下蓋板 與兩側(cè)腹板，包括以下工藝：
[0034] (1)箱型梁腹板與下蓋板為雙面角接焊接，坡口為雙面坡口，坡口角度為45°~ 55°，鈍邊為1~2mm，坡口高度內(nèi)側(cè)大于外側(cè)，比例為7:5 ;箱型梁腹板與上蓋板為單面角 接焊接，一般僅要求焊接腹板與上蓋板的外側(cè)焊縫，可不加工坡口。
[0035] (2)當(dāng)環(huán)境溫度低于5°C時，對待焊件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度100°C~150°C，預(yù)熱寬 度為焊縫兩側(cè)各IOOmm ;
[0036] (3)焊接過程中，層間溫度控制在150°C~200°C ;
[0037] (4)上蓋板、下蓋板與兩側(cè)腹板外側(cè)焊接采用埋弧焊，下蓋板與兩側(cè)腹板內(nèi)側(cè)焊接 采用氣體保護(hù)焊。
[0038] 焊接過程包括以下步驟：
[0039] 首先分別進(jìn)行下蓋板與兩側(cè)腹板內(nèi)側(cè)焊接，焊接條件：使用80% Ar+20%C02保護(hù) 氣、SJlOl焊劑、焊絲，各側(cè)焊縫均通過兩層焊道焊接，第一層焊接電流230~250A，焊接電 壓24~26V，焊接速度25~30cm/min ;第二層焊接電流280~290A，焊接電壓28~30V， 速度 24 ~29cm/min ;
[0040] 第二分別進(jìn)行下蓋板與兩側(cè)腹板外側(cè)焊接，焊接條件：各側(cè)均采用埋弧焊，焊接電 流600~650A，焊接電壓30~34,焊接速度45~55cm/min ;
[0041] 第三分別進(jìn)行上蓋板與兩側(cè)腹板外側(cè)焊接，焊接條件：各側(cè)均采用埋弧焊，焊接電 流720~780A，焊接電壓30~34,焊接速度75~80cm/min。
[0042] 其中對接位置焊接參數(shù)：
[0043]
【主權(quán)項】
1. 一種鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝，所述箱型梁包括通過焊接連接的上蓋板、下蓋 板與兩側(cè)腹板，其特征在于包括以下工藝： (1) 箱型梁腹板與下蓋板為雙面角接焊接，坡口為雙面坡口，坡口角度為45°~55°， 鈍邊為1~2mm，坡口高度內(nèi)側(cè)大于外側(cè)，比例為7:5 ;箱型梁腹板與上蓋板為單面角接焊 接。 (2) 當(dāng)環(huán)境溫度低于5°C時，對待焊件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度KKTC~150°C，預(yù)熱寬度為 焊縫兩側(cè)各IOOmm; (3) 焊接過程中，層間溫度控制在150°C~200°C; (4) 上蓋板、下蓋板與兩側(cè)腹板外側(cè)焊接采用埋弧焊，下蓋板與兩側(cè)腹板內(nèi)側(cè)焊接采用 氣體保護(hù)焊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝，其特征在于所述工藝包括以 下步驟： 首先分別進(jìn)行下蓋板與兩側(cè)腹板內(nèi)側(cè)焊接，焊接條件：使用80%Ar+20%C02保護(hù)氣、SJlOl焊劑、焊絲，各側(cè)焊縫均通過兩層焊道焊接，第一層焊接電流230~250A，焊接電壓 24~26V，焊接速度25~30cm/min;第二層焊接電流280~290A，焊接電壓28~30V，速 度 24 ~29cm/min; 第二分別進(jìn)行下蓋板與兩側(cè)腹板外側(cè)焊接，焊接條件：各側(cè)均采用埋弧焊，焊接電流 600~650A，焊接電壓30~34,焊接速度45~55cm/min; 第三分別進(jìn)行上蓋板與兩側(cè)腹板外側(cè)焊接，焊接條件：各側(cè)均采用埋弧焊，焊接電流 720~780A，焊接電壓30~34,焊接速度75~80cm/min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝，其特征在于：所述埋弧 焊焊絲按重量百分比包括以下組分：C:彡0. 12%，Mn:1. 0~2. 0%，Si:彡0. 35%，P: 彡 0? 025%，S:彡 0? 02%，Ni:0? 2 ~0? 8%，Cr:0? 3 ~0? 9%，Cu:0? 2 ~0? 50%，其余為鐵 及不可避免的雜質(zhì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝，其特征在于：所述埋弧焊焊 絲抗拉強度彡550MPa，屈服強度彡450MPa，伸長率彡22%，-40°C下的沖擊功彡60J，焊絲直 徑 ?4. 0mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝，其特征在于：所述氣體保 護(hù)焊焊絲按重量百分比包括以下組分：C :彡0. 10%，Mn :1. 2~1. 6%，Si :彡0. 6%，P : 彡 0? 025%，S :彡 0? 02%，Ni :0? 2 ~0? 6%，Cr :0? 3 ~0? 9%，Cu :0? 2 ~0? 50%，其余為鐵 及不可避免的雜質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝，其特征在于：所述氣體保護(hù) 焊焊絲抗拉強度彡550MPa，屈服強度彡450MPa，伸長率彡22%，-40°C下的沖擊功彡60J，焊 絲直徑Ol. 2mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵路車輛箱型梁復(fù)合焊接工藝。本發(fā)明將埋弧焊與氣體保護(hù)焊結(jié)合應(yīng)用，并嚴(yán)格分步驟進(jìn)行多次焊接，在有效控制焊接熱輸入、保證母材沖擊功等力學(xué)性能滿足要求的前提下，能夠得到更大的熔深，更容易通過焊縫內(nèi)部缺欠無損檢測。本發(fā)明方法可以達(dá)到箱型梁腹板與下蓋板之間焊縫的全熔透要求，并且通過高效率的埋弧焊減少了作業(yè)時間，淘汰了腹板與蓋板間內(nèi)外側(cè)焊縫使用不穩(wěn)定的氣體保護(hù)焊，射線或超聲波檢測一次通過率達(dá)到95％；焊接箱型梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，符合結(jié)構(gòu)、強度等要求。
【IPC分類】B23K35-30, B23K9-18, B23K9-16
【公開號】CN104759739
【申請?zhí)枴緾N201510108858
【發(fā)明人】程洪建, 羅福貴, 金業(yè)全, 張建鋒, 楊永升, 張志昌, 王強, 伍鴻斌, 卜慶海
【申請人】南車眉山車輛有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月12日