动车组转向架构架组成定位臂检修技术研究

（中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000）

动车组转向架构架组成定位臂检修技术研究

魏海霞 宁允展 胡广胜

（中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000）

动车组在各级检修时，转向架需要进行分解检查，发现构架组成定位臂梯形槽表面偶有损伤现象。本文针对在检修时发现的定位臂梯形槽部位的两种典型损伤现象进行原因分析，制定相应的预防措施，进行损伤部位的检修技术研究。重点讲述了定位臂焊修、研磨技术要点，为构架组成上其余加工部位的检修技术提供了检修经验。

动车组检修；转向架；定位臂；焊修工艺；贴合率

1 引言

定位臂作为动车组转向架构架组成与轮对组成的连接部位，通过轴箱定位节点将构架组成与轮对组成相连接，在转向架运行过程承受着来自定位节点的横向力及轴向力，对列车的安全运行起着重要的作用。尤其是定位臂的梯形槽，其加工尺寸精度是保证与轴箱定位节点芯轴配合面贴合率的关键要素。新造时构架组成定位臂梯形槽部位采取成型铣刀加工及手工研磨工艺共同保证。根据检修规程要求，转向架四、五级检修时构架组成须确认其与定位节点梯形芯轴配合面的贴合率，使用专用检测芯轴检测，满足75%的工艺要求。

2 定位臂损伤现象

动车组每120万公里就会进行一次高级修，每个高级修程构架组成需进行分解检修，这就需要将构架组成与轮对组成分解，定位臂部位会频繁拆卸、组装。

在拆卸时碰到坚硬异物、组装时节点与芯轴间存在异物或其他非正常作业方法都可能会导致定位臂梯形槽的斜面出现表面损伤现象，主要损伤呈现如图1、图2所示两种情况。其中图1为转向架落成组装时安装表面有异物附着，在组装过程中导致挤伤；图2为构架组成在拆卸或存放时由于碰到坚硬异物或而划伤。

3 预防损伤出现的措施

根据对损伤现象的确认，从人、机、料、法四方面进行分析，制定了预防措施如下：

第一，组装前清理梯形槽及定位节点表面，确保无异物。

第二，组装时严格执行工艺要求，定位内外两个螺栓均匀紧固。

第三，转向架分解时，使用专用工装，两侧均匀分解。

第四，在工序中流转时须做好梯形槽的防护，避免有异物击伤。

为使预防措施有效执行，制作定位臂损伤的典型案例，加大宣贯力度，强化工序检查作业，有效地避免了定位臂损伤现象的发生机率。

4 定位臂检修技术研究

总结构架组成在检修过程中呈现的损伤现象，从损伤现象是否符合构架组成定位臂检修要求区分为两种情况：

第一，损伤深度较浅，损伤面积小；

第二，损伤深度较深或损伤面积较大。

综合考虑损伤程度对列车安全运行的影响因素及局部焊修修复的工艺性，对构架组成制定了如下检修标准：

检查构架的梯形槽,划伤、磕碰等缺陷深度小于0.3mm时，打磨去除高点，缺陷部位圆滑过渡后磁粉探伤检查,修复后的梯形槽加工面施行染色检查,采用5～10μm的铅丹膜检查,接触面积不小于75%。

根据检修标准将构架组成定位臂部位的检修技术分为两种情况：

第一，打磨去除损伤位置高点，保证圆滑过渡，磁粉探伤合格后原形使用；

第二，对损伤部位采取局部补焊的手段进行焊接修复。焊修后进行打磨工序满足75%贴合率要求后经磁粉探伤合格后使用。

4.1 对于损伤区域较小、深度小于0.3mm的损伤，使用平锉进行打磨，去除高点并探伤合格后即可原形使用。目前在构架组成损伤现象中大部分是该类损伤现象。

4.2 在多次的拆卸组装过程中,由于异常问题的出现导致个别构架组成出现了定位臂梯形槽斜面损伤区域较大影响贴合率75%或深度超过0.3mm的损伤,对于此类损伤,必须采取焊修工艺修复受损部位。

4.2.1 焊修工艺

构架组成检修时定位臂处于下方,但此位置不利于观察及作业,所以应将构架组成反向置于专用台位便于焊修作业。

注意事项：对于表面缺陷的焊修易出现“咬边”的焊接缺陷。而在咬边根部往往形成较尖锐的缺口，造成应力集中很容易形成应力腐蚀裂纹和应力集中裂纹，因此须严格控制“咬边”焊接缺陷的形成。经过对比焊修前后构架组成的相关尺寸检测记录可得出，表面小范围缺陷的焊修对定位臂部分的加工尺寸精度影响很小，可忽略不计。所以控制焊修过程中不发生“咬边”缺陷是保证焊修质量的关键。

（1）焊材的选择与处理：对于定位臂这个特殊部位的焊修，均指定焊接技能较高的人员，采用焊条手工电弧焊的方法，使用φ3.2-TBW-52B的焊条。焊条在使用前必须烘干，焊条烘干采用专用的带自动控制温度的烘干箱，烘干箱必须带有排潮装置。碱性焊条的烘干温度一般为300℃～350℃，保温时间为1h～2h，酸性焊条的烘干温度为70℃～150℃,保温时间为1h～2h，焊接材料在烘干时应排放合理、有利于均匀受热及潮气排除。烘干焊条时应注意防止焊条因骤冷骤热而导致药皮开裂或脱落。

（2）焊接参数的选择：定位臂部位采用50mm厚的钢板焊接结构，损伤宽度不超过5mm，据此选择合适的焊接参数（电流：140A～160A；电压：14V～17V，焊条直径3.2mm）完成焊修作业。

（3）焊接工艺：焊修前使用风动砂轮,小直径砂轮头仔细打磨将缺陷消除，目视检查无缺陷。去除焊接位置及周边影响焊接质量的水分、油污等物质。对需要修复的定位臂周围螺纹孔及加工面进行防护，避免焊接飞溅落入螺纹孔或加工面上。不允许将接地线直接搭接在各加工面上。为确保焊修后的研磨量，堆焊时必须高出缺陷位置1mm～2mm，以保证后续定位臂研磨余量。

图1 异物挤伤（Pitted damage）

图2 异物划伤（Pitted damage）

4.2.2 打磨工艺

焊接后仔细清理药皮，观察焊修表面有无咬边及焊接气孔夹渣等现象，确保表面无焊接缺陷。外观检查合格后开始进行后续打磨、研磨作业。为保证定位臂加工面研磨质量，研磨工具须根据研磨部位进行局部修磨后使用，该工序分三步操作：

涵养静气（吴语） ...........................................................................................................................................4-45

（1）粗磨处理：采用修磨后的砂轮（子弹头）对焊修部位进行打磨，打磨部位需与原结构轮廓圆滑过渡。注意打磨时应将砂轮端平，不得伤及其它部位。

（2）细磨处理：选择颗粒比较细的砂轮头进行精细打磨作业。打磨方法采取往复交叉打磨法，此种方法可通过打磨纹路确定打磨位置，使砂轮头部能准确的磨到需打磨的位置，保证打磨精度。

（3）研磨处理：当打磨焊接部位距定位臂加工平面较近时,为避免打磨伤及母材，改为研磨处理。此时采取的研磨方法是显点研磨法。将检测芯轴表面薄而均匀地涂抹红丹粉，将检测芯轴打入定位臂梯形槽内部，并根据梯形槽内臂着色情况判定局部高点，选用合适打磨工具研磨保证梯形槽的平面度。

打磨时依然采用往复交叉打磨方式。砂轮要端平，砂轮头自下而上，呈45º角斜方向打磨，直至将焊修位置打磨平整。

4.2.3 尺寸检查

对于定位臂等特殊部位，为保证安装质量，须对研磨后的梯形槽进行贴合率及尺寸检查，具体要求如下：

（1）使用检测芯轴检测，定位臂梯形槽与检测芯轴的贴合率须满足75%的要求。

4.2.4 磁粉探伤

为保证定位臂部位的焊接质量，在将缺陷部位圆滑过渡后进行磁粉探伤检查，以确认无其他缺陷存在后进行焊修作业。当梯形槽部位损伤经过焊修、研磨处理并尺寸检查合格后，对焊修部位再进行一次磁粉探伤检查，探伤工艺参照动车组构架焊缝磁粉探伤作业要求。

4.2.5 焊修人员资质

因定位臂属转向架重要受力部位，且损伤较轻时焊修难度较大，为保证该部位的焊修质量，对于该重要部位的焊修，均要求取得EN焊接资质的人员进行焊修作业。在实际焊修过程中，均指派专人负责该部位的焊修作业。

结语

焊接构架是车辆转向架的主体承载结构部分，是车辆运行中涉及行车安全的最重要部件之一。当在动车组检修过程中发现构架组成定位臂出现损伤故障时，我们一方面积极开展定位臂损伤的检修技术研究，以保证发生损伤现象的转向架的正常检修；另一方面深入分析研究定位臂损伤形成的原因，制定相应的预防措施，以从根本上避免该损伤的发生。

定位臂损伤现象存在偶然性，而这偶然性又与作业人员的作业习惯有着一定的关联。对于定位臂损伤部位的原因与预防措施在相关作业班组进行了重点宣贯，加强了转向架组装前及分解后对轴箱定位节点芯轴装配表面质量的确认，以利于分析定位臂梯形槽损伤形成的原因分析。随着预防措施的宣贯、实施及有效监控，有效降低了定位臂损伤现象的发生。

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