转向架构架焊缝表面质量检测研究

转向架作为列车走行装置,其性能直接影响着列车运行舒适性以及安全可靠性。构架作为转向架骨架,在转向架机构中起着举足轻重的作用。CRH系列转向架构架均为钢焊接结构,而钢焊接结构易出现裂纹、漏焊、焊缝外观不规则等缺陷。采用CRH1转向架构架焊接工艺中使用较多的T型焊接,使用PCA降维处理得到相应的"特征焊缝"向量,利用MATLAB GUI实时抓拍焊缝图像并提取焊缝与"特征焊缝"对比,基于设定的阈值进行焊缝的合理性判断,并给出报警提示。经过大量的焊缝采集图像测试,证明采用焊缝图像检测在转向架构架焊接表面质量检测中的应用是合理的。     

转向架构架内部焊缝超声波探伤方法的制定

为避免转向架构架内部焊缝引发的重大事故,研究制定转向架构架超声波探伤方法.利用加工有基准缺陷的实物模型进行试验,制定出判断缺陷的探伤法及实车转向架构架槽焊裂纹的判断流程.     

转向架构架焊接热应力缺陷分析

转向架作为列车走行装置,其性能直接影响着列车运行舒适性以及安全可靠性。构架作为转向架骨架,将转向架各个零部件组成一个整体,并且承受和传递各种力,因此在转向架机构中起着举足轻重的作用。对于现行CRH系列转向架构架而言,均为钢焊接结构,钢焊接结构易出现裂纹、漏焊、焊缝外观不规则等缺陷,因此对焊接构架质量检测尤为重要。本文通过对焊接表面缺陷原因分析,选取了焊接构架裂纹、漏焊、焊缝外观不规则等工件进行了焊接热应力分析验证,并提出了提高焊接构架强度的措施,对生产实际具有一定指导意义。     

基于UIC和JIS标准的焊接构架疲劳强度对比分析研究

运用UIC标准Goodman-Smith图法和JIS标准的疲劳评价方法,以地铁转向架构架的侧梁焊接结构为研究对象,使用有限元法对其疲劳强度进行对比研究。以JIS标准中的裂纹扩展法和名义应力法分别评估单边角焊缝和背面焊接位置角焊缝的焊根疲劳强度,以UIC标准中的结构应力法评估角焊缝的焊趾疲劳强度。结果表明,使用UIC标准考核构架侧梁焊缝的焊趾满足疲劳强度要求,而使用JIS标准考核构架侧梁焊缝的焊根不满足疲劳强度要求,因此对于焊接构架角焊缝应结合2个标准对其焊趾和焊根综合进行疲劳强度评估。     

动车组空气弹簧支撑梁焊接工艺研究

高速动车组转向架多采用空气弹簧,转向架焊接构架空气弹簧支撑梁由于集成了承载、气室等作用,存在结构紧凑、焊缝重叠、焊接量大等工艺特点,文章针对动车组转向架空气弹簧支撑梁焊缝焊接过程易出现的MT探伤缺陷问题,统计分析探伤缺陷数据,找到缺陷产生机理及问题的症结,通过焊接工艺改进对比试验,达到降低该位置探伤缺陷的目的,从源头上提升了产品质量。     

HXD3型电力机车转向架构架焊接工艺研究

根据货运重载电力机车转向架构架的结构及焊接接头的特点,研究了旨在满足构架疲劳试验要求的焊接工艺参数及工艺措施,制定了特定结构形式下构架的焊接制造工艺,提出了减少焊接缺陷对焊缝疲劳强度影响的工艺措施.     

无损检测技术在轨道车辆转向架焊接生产中的应用

随着轨道车辆运行速度等级的不断提高,对焊缝质量的要求也越来越严格,转向架焊接质量是轨道车辆安全运行的前提条件,评判转向架焊接质量必须借助无损检测技术。目前轨道车辆行业转向架焊接生产一般执行EN 15085标准,标准规定了转向架各焊缝重要程度的判定依据以及对应焊缝的无损检测方法和比例,实现了焊接生产与无损检测的紧密结合。重点介绍转向架构架生产过程中常见接头形式以及采用的无损检测方法,并就轨道车辆行业先进的无损检测技术研究和应用进行探讨。     

空气弹簧气室压力对地铁车辆转向架焊接构架疲劳强度的影响

针对焊接构架侧梁内腔作为空气弹簧附加气室的地铁转向架,运用国际铁路联盟给出的Goodman-Smith疲劳极限法,以转向架焊接构架上盖板单边角焊缝、下盖板和内部加强筋板双边角焊缝为研究对象,在EN 13749标准的主要运营工况下,分析考虑空气弹簧气室压力交变作用对焊接构架侧梁角焊缝焊趾疲劳强度的影响。结果表明:考虑空气弹簧气室压力的交变作用时,上盖板单边角焊缝疲劳特性相比于不考虑空气弹簧气室压力的交变作用会明显恶化,而下盖板和内部加强筋板双边角焊缝疲劳特性变化不明显。因此,针对焊接构架侧梁角焊缝进行疲劳强度评估时,需要考虑空气弹簧气室压力的影响更为合理。     

构架机器人自动焊气孔缺陷分析及解决方案

CRH1A-250型高速列车转向架构架主要焊缝都是采用机器人焊接工作站完成。在前期试验及生产中,出现了多例气孔缺陷,文中研究了气孔缺陷产生的原因,并提出了解决方案。     

基于相控阵超声技术的重载铁路钢轨焊缝检测方法

针对采用传统超声波对重载铁路钢轨焊缝检测时效率低且易漏检的问题,提出了利用相控阵超声技术对钢轨焊缝进行检测.通过仿真模拟确定了扫描角度和探头位置等检测工艺,并选取GHT-5和YN-1试块进行试验验证.结果表明:采用相控阵超声技术进行焊缝检测可以实现多角度扫查,探头小范围移动即可完成全覆盖扫查,操作简单,效率高,检测效果...     

钢轨焊缝的相控阵超声定点扫查工艺研究

利用相控阵超声扇形扫描对钢轨焊缝进行快速扫查,通过计算超声波在楔块-工件界面的透射率,确定扇形扫描角度范围,进而研究钢轨焊缝的定点扫查工艺,设计专用位置标示尺。使用钢轨标准试块进行试验验证发现,相控阵扫描角度设置在30°~70°之间,位置标示尺标定10个位置即可实现试块的全面检测。本方法可以有效提高钢轨焊缝的检测效率,降低检测缺陷识别难度,同时可以将检测图像进行对比分析,具有可追溯性。     

焊缝TIG重熔处理在高速转向架构架制造中的应用

介绍了高速动力车焊接转向架构架在制作过程中采用了新的焊接工艺，即在易产生的焊缝部位进行了ＴＩＧ重熔处理，并通过焊缝重熔处理的焊接试验研究和构架的疲劳强度试验，发现重熔后的焊缝熔合区组织晶明显细化，外观成型好，能够提高焊接捏，改善焊疲劳强度。     

基于热点应力的国产化Y25型转向架焊接构架疲劳强度分析

以用于160km.h-1提速货车的国产化Y25型转向架焊接构架为研究对象,依据UIC 510-3标准设计运营载荷,采用通用有限元软件ANSYS分析得出在焊接构架的侧梁鱼腹形板与轴箱导框焊接处、心盘焊缝处以及侧梁单腹板与横梁焊接处的应力较大,为疲劳薄弱区域;对于应力幅值最大的侧梁单腹板与横梁焊接处的非闭合环向角焊缝,运用子模型技术以及热点应力法得出其安全系数为1.02,焊接构架的疲劳寿命为3.33×107次,而且其疲劳强度满足UIC 510-3标准的要求,这与运用Goodman疲劳极限图校核的结果一致。研究还表明,采用热点应力法进行寿命估算时有较好的精度。     

转向架构架典型焊缝的焊接工艺优化

文章对目前主流焊接结构的转向架构架焊缝进行了分析,找到了一种典型焊缝,即T型接头单面坡口焊缝。针对这种焊缝形式进行了详细的焊接试验策划,并对焊接接头设计尺寸、焊接方法、焊接位置等关键变量进行组合试验,得出了合理优化后的焊接工艺。     

空气弹簧气室载荷对焊接构架疲劳强度影响

为保证轨道车辆结构安全性,针对二系悬挂采用空气弹簧的转向架焊接构架,基于JIS标准的疲劳评价方法和Goodman图法,根据EN 13749主要运营工况进行加载,从工程应用角度出发,以构架焊接成型后是否可从外部进行实时监测和检测为评判标准,将侧梁上盖板单边角焊缝分为梁内焊根和梁外焊趾,将侧梁双边角焊缝分为梁内角焊缝和梁外角焊缝分别进行疲劳校核,完成了焊接构架侧梁角焊缝全面的疲劳评估。以是否添加空气弹簧气室压力作为研究变量,依照运动中机械载荷带来的空气弹簧气室压力变化进行气室载荷加载,研究空气弹簧气室压力对构架疲劳强度的影响。结果表明:在4种焊缝特征类型中,上盖板单边角焊缝焊根和背面焊接位置角焊缝基于JIS标准疲劳设计未满足疲劳强度要求;侧梁上盖板单边角焊缝受空气弹簧气室压力交变作用影响,焊根部位疲劳安全系数降低7.1%,焊趾部位疲劳安全系数降低29.8%;而侧梁内侧、外侧双边角焊缝受空气弹簧气室压力交变作用影响较小,疲劳安全因子降低仅2%左右。     

货车三轴转向架焊接构架抗疲劳设计

对比分析了国内外焊接构架设计标准,指出ASME标准中的主S-N曲线法是复杂焊接结构焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测的科学方法。采用该方法和TSI中的疲劳载荷对某货车三轴转向架焊接构架焊接接头应力集中进行了分析,结果表明,构架侧梁、心盘梁和横梁内的加强筋板与焊缝的相交处是焊接接头应力集中的主要发生部位。以降低焊缝应力集中为结构设计改进思路,对构架重新进行了设计,改进方案构架焊缝的应力集中得到相当大的缓解,应力幅值最大降低了75MPa,疲劳加载3个阶段焊缝的累积损伤均小于0.25。     

超声波冲击对转向架构架焊缝残余应力的处理效果研究

为了研究超声波冲击对轨道客车转向架构架焊接残余应力处理效果的影响,对对接试板及构架的对接焊缝分别进行了超声波冲击处理。采用X射线衍射法,对处理后的焊缝及热影响区表面进行了残余应力测试。测试结果显示：对接焊缝的纵向应力峰值出现在距焊趾2 mm处,拉应力值达到410 MPa,从焊缝中心线到焊趾外25 mm范围内的应力梯度达460 MPa;经超声波冲击处理后,纵向应力降至-400 MPa左右,应力梯度降至约150 MPa。横向应力峰值出现在距离焊趾5～10 mm处,应力值-50 MPa～50 MPa。超声波冲击处理再经打砂后,对接焊缝的表面残余应力水平相当,分布更加均匀,应力梯度降至100 MPa以内。研究结果表明：超声波冲击处理方法能够大幅削减焊缝区表面的高值拉应力,并将残余应力的分布明显均匀化。该方法对于削减转向架构架产品局部的高值拉应力具有实际应用价值。     

高速动力车转向架焊接构架优化设计

以高速动力车转向架焊接构架的质量为目标函数,以16Mn钢母材和焊缝的疲劳强度为约束条件,根据UIC615-4所规定的构架强度试验载荷,对高速动力车转向架焊接构架进行结构优化,提出了降低结构弯曲和扭转刚度的设计方法,以提高轻量化焊接构架的疲劳强度。优化方案构架的最大等效应力较原方案降低15.33%,结构刚度和应力分布趋于均匀,构架疲劳强度满足设计要求。     

出口缅甸3B_0机车焊接构架疲劳寿命预测

为了对出口缅甸3B_0机车转向架焊接构架的疲劳寿命进行预测,采用有限元方法对构架在不同疲劳载荷下的应力状态进行分析,确定了箱体梁中主焊缝的多种疲劳应力范围。基于IIW标准和相关文献中焊接接头疲劳寿命数据确定了评估焊接构架的多条S-N曲线方程,在此基础上采用整体名义应力法和局部缺口应力法计算了关键主焊缝的寿命次数。结果表明:所有焊缝的寿命次数均大于2×10~6次,满足轨道车辆焊接接头设计标准要求;其中构架侧梁T型角接头在垂向动载作用下寿命较低,应通过焊缝磨削处理降低其应力集中程度。由于名义应力法分析结果较缺口应力法更为保守,从结构轻量化和局部优化角度出发,采用局部缺口应力进行焊接结构疲劳寿命预测更具有优势。     

中白2型机车构架焊缝探伤一次合格率提升工艺

构架是机车转向架重要的组成部分,承受机车上部所有的设备重量,且运行中承受着各种交变载荷,因此必须有足够的强度和刚度。构架的焊接直接关系到机车的运行安全,各条焊缝的焊接质量显得尤其重要,焊后需进行焊缝探伤。焊接质量不合格导致的焊接返修、返工甚至报废都会造成重大的经济损失,因此,提高构架焊接焊缝一次探伤合格率有极其重要的意义。