【word】 HXD1C型7200kW电力机车构架框架焊接工艺优化.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【word】 HXD1C型7200kW电力机车构架框架焊接工艺优化.精品文档.HXD1C型7200kW电力机车构架框架焊接工艺优化设计研究铁道机车车辆工人第5期2O10年5月文章编号:10076042(2010)05000903HXD1C型7200kW电力机车构架框架焊接工艺优化周会玉(南车资阳机车有限公司工艺质量部四川资阳641301)摘要:因焊接顺序不合理以及操作者的操作随意性导致HXD1C型7200kW电力机车构架焊接后严重变形,通过焊接工艺优化,解决了这一问题.关键词:电力机车构架;框架;焊接工艺;优化中图分类号:U264.44文献标

2、识码:B为了提高大功率交流传动电力机车生产能力,提升整体竞争力,促进电力机车产业的可持续发展,南车资阳机车有限公司与南车株洲电力机车有限公司合作,引进并批量生产HXD1C型7200kW大功率电力机车.1问题的提出试制7200kW电力机车构架期间由于生产任务繁重,时间紧迫,在构架作业指导书及组焊工艺中存在不合理的地方,加之操作者操作的随意性,导致焊接变形相当严重,构架的四角高低差严重超差至.寸几毫米,后工序的划线,加工生产因此受到严重阻碍.加工构架时有的部位加工量太大,有的部位甚至无加工量并因此需要大量的补焊,极大地浪费人力,财力,严重影响了车间的正常生产.2原因分析2.1构架的结构分析如图1所

3、示,此构架有以下两方面的特点:构架为全焊接结构.接头形式有对接接头,角接接头,搭接接头和十字接头,但大多数接头形式为坡口加角焊,而且坡1:3很大,板材较厚(在1630mm范围内),焊接量较大,焊接变形趋势也大,而所有部件加工面的理论加工余量只有58mm,所以焊接变形的控制难度较高;此构架结构复杂,焊接很容易产生变形,而构架的刚性又较好,所以焊后调修也较困难.2.2焊接变形产生的原因.9.设计研究铁道机车车辆工人第5期2010年5月图1HXD1C型7200kW电力机车构架框架反置图目前一致认可的焊接变形产生的原因是:焊接过程中的局部集中热源,在被焊工件中形成了不均匀的温度场.在此温度场的作用下,

4、与焊接熔池毗邻的高温区材料的热膨胀因受到周围冷态材料的限制而产生压缩塑性变形.在冷却过程中,已经发生压缩塑性变形的这部分材料同样受到周围金属的约束而不能自由地收缩,并在一定程度上受到拉伸而卸载.与此同时,熔池凝固,焊缝金属冷却收缩也因受到制约而产生收缩拉应力和变形.这样,在焊接接头区域就产生了缩短的不协调的应变,即残余应变.与焊接接头区产生的缩短不协调应变相对应,在构件中会形成自身相平衡的内应力,称为焊接残余应力,而构件所表现的宏观变形则称为焊接残余变形.由此可见,焊接变形产生的主要原因是焊缝金属的收缩,收缩受到拘束就产生了残余应力.因此,采取一定的措施使收缩的焊缝金属获得延展,或在焊接过程中

5、采取适当措施实时控制不协调应变的产生和发展来减小焊缝和近缝区金属的收缩,就可以减小变形并调节内应力的分布.2.3构架焊接后进行退火退火过程是焊接应力释放的过程,尽管在焊接过程中对各层,各道焊缝进行了锤击有助于降低残余应力,改善焊缝和热影响区金相组织,但若焊接顺序不合理仍会导致焊接应力相当大.原焊接工艺是先焊接侧梁和牵引梁,前后端梁,中间横梁的上下盖板间接缝,后焊侧梁和牵引梁,前后端梁,中间横梁的立板间接缝.根据焊接变形产生的原因分析这将会导致构架产生较大的焊接残余应力,因此退火后会产生较大的焊接变形.3解决措施经分析确定焊接顺序如下:对称定位焊牵引梁,中间横梁,前后端梁下盖板与侧梁下盖板间的对

6、接缝后(在构架组装胎上无法对下盖板间接缝进一10设计研究铁道机车车辆工人第5期2010年5月行定位焊),先焊接一侧的牵引梁,中间横梁,前后端梁立板与侧梁立板问的角接缝再焊另一侧立板间的角接缝(每2人在牵引梁,中间横梁,前后端梁端头的两侧分别同时焊),然后对称焊接牵引梁,中间横梁,前后端梁下盖板与侧梁下盖板问的对接缝,最后对称焊接牵引梁,中间横梁,端梁上盖板与侧梁上盖板问的对接缝.此工艺的理论依据如下:焊接应力是由焊接区金属纵向和横向收缩不自由引起的.因此,要减小焊接应力就需根据产品结构特点和焊缝的分布情况等确定最合理的装配和焊接顺序.其原则是:减少拘束,尽量使每条焊缝能自由地收缩.有多种焊缝时

7、,应先焊收缩量大的焊缝.改进工艺后,焊接生产取得了明显效果,构架再也不需要堆焊和重复划线,生产效率得到了很大提高,构架加工质量也得到了充分保证.口收稿日期:20100308(上接第8页)用敞车在青岛铁路分局管内沙岭庄站高密站进行线路动力学试验的同时,用全程往返采样方式对该转向架的副构架结构进行了动应力测试,试验结果表明,副构架在正常铸造质量水平下,具有较高的疲劳强度储备,因此,副构架的疲劳寿命完全能满足运用25年的要求.3.3运用考验从运用及试验结果可以看出,25t轴重副构架转向架可显着降低轮轨横向力,从而有效地降低脱轨系数,降低了脱轨风险,具有较高的安全性;25t轴重副构架转向架在通过曲线时可大幅度降低轮轨之问的作用力,从而减少噪音及粉尘等对环境的污染,有利于环境保护.4结束语25t轴重副构架转向架采用自导向装置,橡胶堆,两级刚度弹簧和双作用常接触弹性旁承等新技术后,可以显着地提高车辆蛇行运动的临界速度和运行平稳性,稳定性,减少车辆运行时轮轨的冲击,降低踏面和轮缘的磨耗,延长钢轨和车轮的使用寿命,大幅度地减少牵引能耗,降低运营成本,改善车辆运行品质,保证了车辆快速运行的安全性,具有良好的社会效益和经济效益.2007年9月,铁道部运输局装备部将25t轴重副构架转向架定型为转K7型转向架,在大秦线批量投入运用.口收稿日期:2OlO一031511