一种铁路车辆箱型梁复合焊接工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种焊接工艺，尤其涉及一种铁路车辆箱型梁复合焊接工艺。
【背景技术】
[0002] 熔化极活性气体保护焊是目前常用的焊接工艺方法，以惰性气体与氧化性气体 (〇2, CO2)混合气为保护气体时，或以CO2气体或CO 2+02混合气为保护气时，统称为熔化极活 性气体保护电弧焊，在国际上简称为MG焊。熔化极活性气体保护电弧焊可适用于大部分 主要金属，包括碳钢、合金钢。熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍 合金。其特点是显著提高电弧稳定性，熔滴细化，过渡频率增加，飞溅大大减少，飞溅率为 1 % -3%，采用射流过渡时几乎无飞溅，焊缝成形美观。此外，采用混合气体保护还可以改善 熔深形状，未焊透和裂纹等缺陷大大减少，并能提高焊缝金属的性，减少焊后清理工作量， 节能降耗，改善操作环境。
[0003] 埋弧焊包括埋弧堆焊及电渣堆焊等，是利用焊剂层下燃烧的电弧的热量熔化焊 丝、焊剂和母材而形成焊缝的一种电弧焊焊接方法。其焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧 光及烟尘很少等优点。
[0004] 随着近年来高速重载铁路货车不断发展，越来越多的货车中梁钢结构和摇枕、侧 架采用箱型结构，且由于载重吨位较高，箱型梁受力比较复杂，对箱型结构焊缝提出了更严 格的要求。因此，需要改进现有箱型结构焊接固定方法工艺，进一步提高焊接质量。
【发明内容】
[0005] 本发明根据现有技术不足公开了一种铁路车辆箱型梁复合焊接工艺。本发明要解 决的问题是提供一种通过焊接方法选择、焊接条件选择、焊接材料选择、焊接工艺参数的设 计和焊接质量检测实现车辆箱型梁安全、高效、高质量焊接的方法。
[0006] 本发明通过以下技术方案实现：
[0007] 铁路车辆箱型梁复合焊接工艺，所述箱型梁包括通过焊接连接的上盖板、下盖板 与两侧腹板，其特征在于包括以下工艺：
[0008] (1)箱型梁腹板与下盖板为双面角接焊接，坡口为双面坡口，坡口角度为45°~ 55°，钝边为1~2mm，坡口高度内侧大于外侧，比例为7:5 ;箱型梁腹板与上盖板为单面角 接焊接；一般仅要求焊接腹板与上盖板的外侧焊缝，可不加工坡口。
[0009] (2)当环境温度低于5°C时，对待焊件进行预热，预热温度100°C~150°C，预热宽 度为焊缝两侧各IOOmm ;
[0010] (3)焊接过程中，层间温度控制在150°C~200°C ;
[0011] (4)上盖板、下盖板与两侧腹板外侧焊接采用埋弧焊，下盖板与两侧腹板内侧焊接 采用气体保护焊。
[0012] 所述工艺焊接过程包括以下步骤：
[0013] 首先分别进行下盖板与两侧腹板内侧焊接，焊接条件：使用80% Ar+20%C02保护 气、SJlOl焊剂、焊丝，各侧焊缝均通过两层焊道焊接，第一层焊接电流230~250A，焊接电 压24~26V，焊接速度25~30cm/min ;第二层焊接电流280~290A，焊接电压28~30V， 速度 24 ~29cm/min ;
[0014] 第二分别进行下盖板与两侧腹板外侧焊接，焊接条件：各侧均采用埋弧焊，焊接电 流600~650A，焊接电压30~34,焊接速度45~55cm/min ;
[0015] 第三分别进行上盖板与两侧腹板外侧焊接，焊接条件：各侧均采用埋弧焊，焊接电 流720~780A，焊接电压30~34,焊接速度75~80cm/min。
[0016] 所述埋弧焊焊丝按重量百分比包括以下组分：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%，其余为铁及不可避免的杂质。
[0017] 所述埋弧焊焊丝抗拉强度彡550MPa，屈服强度彡450MPa，伸长率彡22%，-40°C下 的冲击功彡60J，焊丝直径Φ 4. 0mm。
[0018] 所述气体保护焊焊丝按重量百分比包括以下组分：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%，其余为铁及不可避免的杂质。
[0019] 所述气体保护焊焊丝抗拉强度彡550MPa，屈服强度彡450MPa，伸长率 彡22%，-40°C下的冲击功彡60J，焊丝直径Φ1. 2mm。
[0020] 本发明有益性：本发明将埋弧焊与气体保护焊结合应用，并严格分步骤进行多次 焊接，在有效控制焊接热输入、保证母材冲击功等力学性能满足要求的前提下，能够得到更 大的熔深，更容易通过焊缝内部缺欠无损检测。本发明方法可以达到箱型梁腹板与下盖板 之间焊缝的全熔透要求，并且通过高效率的埋弧焊减少了作业时间，淘汰了腹板与盖板间 内外侧焊缝使用不稳定的气体保护焊，射线或超声波检测一次通过率达到95% ;焊接箱型 梁结构稳定，符合结构、强度等要求。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明箱型梁腹板坡口示意图；
[0022] 图2是本发明焊接顺序示意图；
[0023] 图3为箱型梁局部焊接接头宏观金相图；
[0024] 图4为焊接工艺评定用对接试板形式；
[0025] 图5为焊接工艺评定用对接试板焊接顺序示意；
[0026] 图6为焊接工艺评定用对接试板宏观金相；
[0027] 图7为焊接工艺评定用角接试板形式；
[0028] 图8为焊接工艺评定用角接试板焊接顺序示意；
[0029] 图9为焊接工艺评定用角接试板宏观金相。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合【具体实施方式】对本发明进一步说明，【具体实施方式】是对本发明原理的进 一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的 范围。
[0031] 结合图1至图9。
[0032] 实施例1
[0033] 铁路车辆箱型梁复合焊接工艺，所述箱型梁包括通过焊接连接的上盖板、下盖板 与两侧腹板，包括以下工艺：
[0034] (1)箱型梁腹板与下盖板为双面角接焊接，坡口为双面坡口，坡口角度为45°~ 55°，钝边为1~2mm，坡口高度内侧大于外侧，比例为7:5 ;箱型梁腹板与上盖板为单面角 接焊接，一般仅要求焊接腹板与上盖板的外侧焊缝，可不加工坡口。
[0035] (2)当环境温度低于5°C时，对待焊件进行预热，预热温度100°C~150°C，预热宽 度为焊缝两侧各IOOmm ;
[0036] (3)焊接过程中，层间温度控制在150°C~200°C ;
[0037] (4)上盖板、下盖板与两侧腹板外侧焊接采用埋弧焊，下盖板与两侧腹板内侧焊接 采用气体保护焊。
[0038] 焊接过程包括以下步骤：
[0039] 首先分别进行下盖板与两侧腹板内侧焊接，焊接条件：使用80% Ar+20%C02保护 气、SJlOl焊剂、焊丝，各侧焊缝均通过两层焊道焊接，第一层焊接电流230~250A，焊接电 压24~26V，焊接速度25~30cm/min ;第二层焊接电流280~290A，焊接电压28~30V， 速度 24 ~29cm/min ;
[0040] 第二分别进行下盖板与两侧腹板外侧焊接，焊接条件：各侧均采用埋弧焊，焊接电 流600~650A，焊接电压30~34,焊接速度45~55cm/min ;
[0041] 第三分别进行上盖板与两侧腹板外侧焊接，焊接条件：各侧均采用埋弧焊，焊接电 流720~780A，焊接电压30~34,焊接速度75~80cm/min。
[0042] 其中对接位置焊接参数：
[0043]
【主权项】
1. 一种铁路车辆箱型梁复合焊接工艺，所述箱型梁包括通过焊接连接的上盖板、下盖 板与两侧腹板，其特征在于包括以下工艺： (1) 箱型梁腹板与下盖板为双面角接焊接，坡口为双面坡口，坡口角度为45°~55°， 钝边为1~2mm，坡口高度内侧大于外侧，比例为7:5 ;箱型梁腹板与上盖板为单面角接焊 接。 (2) 当环境温度低于5°C时，对待焊件进行预热，预热温度KKTC~150°C，预热宽度为 焊缝两侧各IOOmm; (3) 焊接过程中，层间温度控制在150°C~200°C; (4) 上盖板、下盖板与两侧腹板外侧焊接采用埋弧焊，下盖板与两侧腹板内侧焊接采用 气体保护焊。
2. 根据权利要求1所述的铁路车辆箱型梁复合焊接工艺，其特征在于所述工艺包括以 下步骤： 首先分别进行下盖板与两侧腹板内侧焊接，焊接条件：使用80%Ar+20%C02保护气、SJlOl焊剂、焊丝，各侧焊缝均通过两层焊道焊接，第一层焊接电流230~250A，焊接电压 24~26V，焊接速度25~30cm/min;第二层焊接电流280~290A，焊接电压28~30V，速 度 24 ~29cm/min; 第二分别进行下盖板与两侧腹板外侧焊接，焊接条件：各侧均采用埋弧焊，焊接电流 600~650A，焊接电压30~34,焊接速度45~55cm/min; 第三分别进行上盖板与两侧腹板外侧焊接，焊接条件：各侧均采用埋弧焊，焊接电流 720~780A，焊接电压30~34,焊接速度75~80cm/min。
3. 根据权利要求2所述的铁路车辆箱型梁复合焊接工艺，其特征在于：所述埋弧 焊焊丝按重量百分比包括以下组分：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%，其余为铁 及不可避免的杂质。
4. 根据权利要求3所述的铁路车辆箱型梁复合焊接工艺，其特征在于：所述埋弧焊焊 丝抗拉强度彡550MPa，屈服强度彡450MPa，伸长率彡22%，-40°C下的冲击功彡60J，焊丝直 径 ?4. 0mm。
5. 根据权利要求2所述的铁路车辆箱型梁复合焊接工艺，其特征在于：所述气体保 护焊焊丝按重量百分比包括以下组分：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%，其余为铁 及不可避免的杂质。
6. 根据权利要求5所述的铁路车辆箱型梁复合焊接工艺，其特征在于：所述气体保护 焊焊丝抗拉强度彡550MPa，屈服强度彡450MPa，伸长率彡22%，-40°C下的冲击功彡60J，焊 丝直径Ol. 2mm。
【专利摘要】本发明公开了一种铁路车辆箱型梁复合焊接工艺。本发明将埋弧焊与气体保护焊结合应用，并严格分步骤进行多次焊接，在有效控制焊接热输入、保证母材冲击功等力学性能满足要求的前提下，能够得到更大的熔深，更容易通过焊缝内部缺欠无损检测。本发明方法可以达到箱型梁腹板与下盖板之间焊缝的全熔透要求，并且通过高效率的埋弧焊减少了作业时间，淘汰了腹板与盖板间内外侧焊缝使用不稳定的气体保护焊，射线或超声波检测一次通过率达到95％；焊接箱型梁结构稳定，符合结构、强度等要求。
【IPC分类】B23K35-30, B23K9-18, B23K9-16
【公开号】CN104759739
【申请号】CN201510108858
【发明人】程洪建, 罗福贵, 金业全, 张建锋, 杨永升, 张志昌, 王强, 伍鸿斌, 卜庆海
【申请人】南车眉山车辆有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月12日