高速客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性分析

高速客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性分析

朴东岳,李万君,王善更,董泽民

中车长春轨道客车股份有限公司

摘要：我国当前高速客车已经成为较为重要的交通运输工具之一，所以其整体的质量在运行当中有着重要意义。在具体的工作中应当进一步提升其焊架的结构，使其质量也能有所保证，这也是新时期的要求。另外伴随着客车行业的飞速发展，对于高速客车的焊接转向架，质量也有着进一步的要求，使其整体结构能够更加具有抗疲劳性，并且在原有基础上进行大幅度提升。在此种情况下文章从高速客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性角度进行分析并提出建议。

关键词：高速客车；转向架；构架焊接接头

引言

在新时期的发展背景下，我们国家高速客车转向架构架接头应力的性能需要满足，要求这样能更好的将外界产生的应力，更好的应对，并且确保其尺寸稳定性，在一定程度上降低其整体承受能力，因此，高速客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性分析是尤为重要的。

一、焊接接头的应力对性能的疲劳影响

在进行研究的过程中发现高速客车焊接接头的应力与拉力已经重叠时，那么就会在一定程度上降低整体构件的承载能力，所以很容易发生一些危险，因此有关人员应当将这些问题从根本上杜绝。除此以外，整体的通常量疲劳破坏也都是因为残余的应力所造成的，所以工作人员应进一步改善这一情况的出现，提升当前接头应力的性能，为其今后发展做好铺垫与准备。在相关的数据统一理论及提出的扩展率公式，可以进一步推出当前的应力强度及因子是有效影响其裂纹扩展的重要因素，如果能够对其进行控制，那么就可以有效制止裂纹产生的速度。在这样的情况之下，客车的整体使用寿命将会大幅度缩短，这会在一定程度上造成经济方面的损失，进而影响其使用的安全性能。在其内应力集中发生的深应力区域应当将其疲劳强度进一步降低，这会使其今后的发展更加具有稳定性。在进行实际的工作当中还要注意焊接头处的缺陷，必须要将其重视起来，这样能有效的应对疲劳影响问题，增强其整体的工作强度。因此，在设计高速客车转向架时不但要考虑结构设计强度，计算中还要考虑焊接接头产生的应力以及应力的消除方案。

二、提高焊接接头疲劳的可靠性措施

（一） 提升焊接接头的应力可靠性

在通常情况下要想保证其应力的提升并具有一定可靠性，那么热时效是一种有效的方式，在具体工作中应当从不同方面进行调整，将实际的应力水平在传统工作下降低到17%左右。在这样的情况下，其残余的应力就会随之降低，同时整体结构就不会产生较大危害，进而保证使用的工作效率，减少可能发生的危险。另外在钢板间的加热过程当中，其回火的时间一定要控制在两分钟以内，这样能够更好的保证工作效率，并且针对不同的材料所选用的回火温度也要有所不同最好要结合以往的工作经验来完成。

（二） 低温消除应力法

除了热时效的可靠性措施之外，对于低温消除应力法也是非常有效的措施之一，这种方式主要是利用当前金属的膨胀性进而拉伸低温区域，这样可以使其外表发生变化。也通过这样的方式使其塑性能够更好的变形，进而消除当前所存在的一些问题。除此以外，在消除纵向应力的过程当中，还应当使用低温消除应力的工作方式来使其应力达到顶峰状态并完成相关工作。

（三）机械法消除应力的方式

高速客车转向架构架焊接的效率提升需要进行系统的调整，使用机械法消除应力的方式，就能很好的解决这一问题。在具体的相关工作中需要使用锤击焊缝的方式，并且选用更加具有韧性的相关材料来保证工作效率的提升与完善，并且在焊缝冷却之后才能够进行进一步的敲击工作，这也是非常关键的一个步骤，有关人员应当将其重视起来。除此以外，为了更好的避免收缩裂纹的出现，那么选用敲击的方式也是较为有效的，可以更好的提升整体工作效率。

爆炸法利用爆炸冲击波的能量使样品塑性变形，从而降低残余应力。

（四）振动时效法

振动时效的工作方法与其他工作方式相比，具有一定的恢复塑形功能，在具体的工作当中具有良好的尺寸稳定性，使该工作能够有效的实现。从另一个角度来说，使用这种方式还能够降低其内材应余力的数值，甚至可能降低60%左右的内容，进而有效实现接头疲劳可靠性的提升。无须清理氧化皮，工件抗静载变形能力提高 30% 以上，抗动载变形能力提高3倍多。

三、预防裂纹的措施

对于施工中出现的裂纹预防措施，必须要加入一些微量元素来保证整体的质量提升，这样能够在一定程度上增强其强度及韧性。与此同时采用更加具有强度的焊材来保证裂纹的预防效果，同时在焊接的规范之内，也要通过预热的方式来进行处理。热裂纹的相关预防措施需要提前做好相应的预案措施与准备，尽可能了解在进行该工作过程中所产生的危害，并且选用合适的方法来保证整体系数的准确性。打磨处理好将焊缝及其与母材交界处，达到平顺光滑的标准；选择具有适宜的母材及焊缝金属以抵抗再热裂纹。

四、加强焊接质量检验

对于外墙焊接质量的检验工作也是非常有必要的，在进行该工作的过程之中应当及时的对焊缝尺寸进行测量，结合实际来判定是否存在出入。同时对于其外观方面进行严格的检验，是否符合国家的相关标准来完成，这也是新时期的重要要求，对于其中存在的一些变化情况，也要及时做好记录，以此来应对后续的工作。在焊接缝的位置还会存在各种各样的缺陷，但这主要还是与焊接人员的工艺及手法，还有电流等各方面因素有着很大关系，所以必须要结合实际情况充分了解有效的措施，从而从根本上杜绝这些缺陷的问题，进而保证生产质量的合格。其次对于焊缝的内部质量检验，也需要通过合理的方式来完成，最好采用无损的检测方式来确保其有效性。通常会使用到的无损检测方法有UT、MT等。但无论是哪种检测方式都要使用到各种承轴焊缝及支管连接焊缝等，这对于焊接质量的提升，有着重要的效果及意义。

五、结语

归根结底我国当前科技发展已经达到一定水平，所以在这样的情况下，高速客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性的研究也随之增多。这种方式能够有效保证其运行过程中的安全性，并且减少事故发生的概率，对于促进我国社会稳定有着重要的意义。所以高速客车转向架构架焊接接头的可靠性也变得越来越有保证。

参考文献

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