动车组转向架检修螺纹修复方法浅析

于孟+李广明+端木伟

（中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000）

摘要：螺栓联接因其结构简单、成本低廉、制造拆装方便，具有多次重复使用的特点，在动车组转向架中得到了普遍的应用。文章阐述了动车组转向架检修中螺纹修复的重要性，介绍了几种工程上常用的螺纹修复方法，并通过试验验证分析，得到一种适用于动车组转向架检修的螺纹修复方法。

关键词：动车组；转向架检修；螺纹修复方法；螺栓联接

中图分类号：U279文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）22-0049-02随着动车组运营里程的增加，由于受持续载荷、振动、频繁拆装，或偶然因素下的紧固不当、局部受力等因素，螺纹的状态也不可避免地受到损坏。因此，在动车组转向架检修中，螺纹的状态检测也是一项重要内容。日常检修中，就经常发现螺纹断丝、脱扣、乱丝等问题，在一般情况下，我们会使用丝攻进行溜丝处理。而在螺纹破坏较严重的情况下，就需要考虑其他修复方法。本文通过对螺纹修复的几种常用方法进行比较分析，最终选用了一种更适合转向架检修的修复方法，并对其工艺过程进行了简要概述。

1常用螺纹修复方法

1.1改用异径螺栓

是指将损伤螺纹的内孔加大，重新攻钻螺径更大的螺孔，并配以配套螺栓的方法。这种方法工艺较为简单，适用于各种零件螺纹孔的修复。但由于需要重新配套其他规格的螺栓，对于动车组这种标准较为严格的行业来说，显然不太符合。

1.2扩孔镶套修复

是指将损伤螺纹的内孔加大，重新攻钻螺孔，并配以钢丝螺套的方法。这是一种新型的连接紧固技术，在螺栓连接时可有效的改善连接条件，有助于提高螺栓连接的可靠性。而且，钢丝螺套拆卸方便，可有效杜绝因工件螺纹损伤造成的修复复杂、工件报废等问题，因此，在飞机制造、电力机车等行业均可到了普遍应用，公司生产的青藏发电车转向架检修中就广泛应用了钢丝螺套连接。由于其诸多优点，转向架上的许多部件如轴箱体、齿轮箱等均应用了钢丝螺套，但由于缺少试验验证，转向架构架上还未引入该种连接方法。不过，随着动车组制造技术的深入研究，笔者认为将来钢丝螺套连接在转向架组装及检修工艺上定有一席之地。

1.3镶块修复

是指将损伤螺纹所在部位整体切除，焊接同样的样块加以修复的方法。该种方法适用于对于安装尺寸要求较低、可焊性好的部件修复，但操作复杂、耗时较多，工艺难度较大，且修复后因为焊接热应力导致的样块强度、结构变形等因素无法估量，不适用于安装定位精度较高的动车组转向架上。

1.4焊补螺纹孔并重新攻钻

是指使用焊补的方法，将原螺纹孔填满，重新攻钻螺纹的修复方法。该种方法较镶块修复法来说，同样只适用于可焊性好的部件修复，工艺较为复杂，但不会对样块的结构尺寸造成影响。经试验验证，该种方法适用于转向架检修中螺纹的修复。

2试验验证

为验证1.4条方法的可行性，选用了某车型动车组转向架螺纹产生损伤的牵引拉杆安装座进行试验验证，见图1。

图1牵引拉杆座螺纹损伤情况

2.1工艺流程

样件准备→扩孔→焊补及焊后处理→加工攻钻→切割试验

2.2工艺过程

2.2.1准备试验用牵引拉杆。准备牵引拉杆锻打件4块（试验用），使用日本五面铣加工设备将牵引拉杆座体原Φ32mm扩至Φ40mm。

2.2.2焊补及焊后处理。

（1）焊接参数选择。焊修设备选用松下500A气保焊机；焊丝选用CHW-50C6，直径Φ1.2mm；选用350A焊枪（焊嘴直径Φ20）或500A焊枪（自制锥形喷嘴）。

焊接电流：190～210A；电压：23～25V；气体流量：18～22L/min。

（2）焊接要求：一是焊堵孔结束后，需在孔端面、锻件表面堆焊，堆焊层在3～5mm之间；二是每次均从φ40mm圆弧中心从内向外依次引弧，具体见图2；每次补焊的深度不超过15mm，层与层之间须清除氧化皮；三是焊接时需注意焊接、摆动角度合适，确保侧壁熔合，因需要采用多层多道焊接，为减小焊接变形，要严格控制层间温度，层间温度应该控制在150℃～200℃之间；四是每层焊接后需去除氧化皮和熔渣等，然后进行第二层的焊接，清除后的氧化皮熔渣、焊豆等杂物，使用压缩风吹出；每层焊接后使用风铲冲击焊补部位3～5分钟，进行去应力；五是焊堵完成后需进行焊后处理，对补焊部位进行打磨，打磨需恢复原尺寸轮廓及加工粗糙度，然后进行MT探伤检查，保证Φ32～Φ40mm之间没有缺陷；进行局部退火处理，对座体使用火焰加热，颜色到褐红色（550℃～650℃左右），空气冷却。

图2螺纹孔焊堵方式

（3）加工攻钻。重新使用日本五面铣进行螺纹攻钻，攻钻M36螺纹孔，完成后手工溜丝处理。

（4）切割试验。为验证试验效果，分别沿M32螺纹孔横向中心、纵向中心将工件切断，然后对断面进行UT探伤检查，要求Φ32～Φ40mm之间无缺陷存在。

经观察验证，焊堆与原工件结合部位结合紧密，未发现缺陷存在，证明该种修复方法是可行的。

3修复工艺改进

经多次试验比对，发现采用特定方法可以在一定程度上改进修复质量，具体如下：

3.1适当的扩充孔径

样件试验过程中，扩孔孔径较小时，焊堆融合性不太理想，适当加大扩孔孔径后能明显提升焊堆的融合质量。

3.2改变扩孔形状

对于孔径较小而孔深较大的螺纹孔，如单纯采用直上直下的扩孔方式，扩孔后的焊接操作难度较大，易发生焊堆未完全融合、MT探伤不合格的现象。适当地将扩孔形状加以修改，将原来的直上直下的扩孔方式改为锥形加工扩孔，更能降低焊接操作难度，提升焊接质量。见图3。

图3直孔改为锥形孔扩孔

3.3加用焊接垫板

为提高焊堵质量，可在焊堵前增加焊接垫板，焊接示意图如图4所示。因扩孔后为通孔，焊补前需在底部增加焊接垫板，焊接垫板使用φ40mm板（可使用下料废料，根据现场情况选择使用），焊接垫板在里侧点固，点固长度约10～30mm，需控制点固焊质量，避免有弧坑、裂纹、焊瘤等缺陷。

图4加用焊接垫板

4结语

通过验证分析，证明采用焊补螺纹孔并重新攻钻的方式是可行的，在牵引拉杆座焊修后装车并运用至下次高级检修时，经对焊修螺纹孔检查发现，螺纹孔状态良好，验证了该工艺的可靠性。

随着运营里程的逐年加大，受各种因素的影响，动车组转向架螺纹损伤的事例逐年增多，如牵引电机吊座螺纹孔、制动卡钳吊座螺纹孔等均发现了螺纹损坏的现象。在实际检修中，均采用了上述方法对螺纹孔进行了修复，并取得了不错的效果。

随着工艺技术的提升，我们将着力探索更多的新方法、新工艺，以使螺纹修复工艺更完善、可靠，从而为人们提供更为舒适、安全的动车组产品。

参考文献

[1] 原晓滨，李波．螺纹孔修复新方法[J]．机械工程师，

 2003，（6）．

作者简介：于孟（1985—），男，山东潍坊人，中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师，研究方向：高速动车组转向架检修。

（中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000）

摘要：螺栓联接因其结构简单、成本低廉、制造拆装方便，具有多次重复使用的特点，在动车组转向架中得到了普遍的应用。文章阐述了动车组转向架检修中螺纹修复的重要性，介绍了几种工程上常用的螺纹修复方法，并通过试验验证分析，得到一种适用于动车组转向架检修的螺纹修复方法。

关键词：动车组；转向架检修；螺纹修复方法；螺栓联接

中图分类号：U279文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）22-0049-02随着动车组运营里程的增加，由于受持续载荷、振动、频繁拆装，或偶然因素下的紧固不当、局部受力等因素，螺纹的状态也不可避免地受到损坏。因此，在动车组转向架检修中，螺纹的状态检测也是一项重要内容。日常检修中，就经常发现螺纹断丝、脱扣、乱丝等问题，在一般情况下，我们会使用丝攻进行溜丝处理。而在螺纹破坏较严重的情况下，就需要考虑其他修复方法。本文通过对螺纹修复的几种常用方法进行比较分析，最终选用了一种更适合转向架检修的修复方法，并对其工艺过程进行了简要概述。

1常用螺纹修复方法

1.1改用异径螺栓

是指将损伤螺纹的内孔加大，重新攻钻螺径更大的螺孔，并配以配套螺栓的方法。这种方法工艺较为简单，适用于各种零件螺纹孔的修复。但由于需要重新配套其他规格的螺栓，对于动车组这种标准较为严格的行业来说，显然不太符合。

1.2扩孔镶套修复

是指将损伤螺纹的内孔加大，重新攻钻螺孔，并配以钢丝螺套的方法。这是一种新型的连接紧固技术，在螺栓连接时可有效的改善连接条件，有助于提高螺栓连接的可靠性。而且，钢丝螺套拆卸方便，可有效杜绝因工件螺纹损伤造成的修复复杂、工件报废等问题，因此，在飞机制造、电力机车等行业均可到了普遍应用，公司生产的青藏发电车转向架检修中就广泛应用了钢丝螺套连接。由于其诸多优点，转向架上的许多部件如轴箱体、齿轮箱等均应用了钢丝螺套，但由于缺少试验验证，转向架构架上还未引入该种连接方法。不过，随着动车组制造技术的深入研究，笔者认为将来钢丝螺套连接在转向架组装及检修工艺上定有一席之地。

1.3镶块修复

是指将损伤螺纹所在部位整体切除，焊接同样的样块加以修复的方法。该种方法适用于对于安装尺寸要求较低、可焊性好的部件修复，但操作复杂、耗时较多，工艺难度较大，且修复后因为焊接热应力导致的样块强度、结构变形等因素无法估量，不适用于安装定位精度较高的动车组转向架上。

1.4焊补螺纹孔并重新攻钻

是指使用焊补的方法，将原螺纹孔填满，重新攻钻螺纹的修复方法。该种方法较镶块修复法来说，同样只适用于可焊性好的部件修复，工艺较为复杂，但不会对样块的结构尺寸造成影响。经试验验证，该种方法适用于转向架检修中螺纹的修复。

2试验验证

为验证1.4条方法的可行性，选用了某车型动车组转向架螺纹产生损伤的牵引拉杆安装座进行试验验证，见图1。

图1牵引拉杆座螺纹损伤情况

2.1工艺流程

样件准备→扩孔→焊补及焊后处理→加工攻钻→切割试验

2.2工艺过程

2.2.1准备试验用牵引拉杆。准备牵引拉杆锻打件4块（试验用），使用日本五面铣加工设备将牵引拉杆座体原Φ32mm扩至Φ40mm。

2.2.2焊补及焊后处理。

（1）焊接参数选择。焊修设备选用松下500A气保焊机；焊丝选用CHW-50C6，直径Φ1.2mm；选用350A焊枪（焊嘴直径Φ20）或500A焊枪（自制锥形喷嘴）。

焊接电流：190～210A；电压：23～25V；气体流量：18～22L/min。

（2）焊接要求：一是焊堵孔结束后，需在孔端面、锻件表面堆焊，堆焊层在3～5mm之间；二是每次均从φ40mm圆弧中心从内向外依次引弧，具体见图2；每次补焊的深度不超过15mm，层与层之间须清除氧化皮；三是焊接时需注意焊接、摆动角度合适，确保侧壁熔合，因需要采用多层多道焊接，为减小焊接变形，要严格控制层间温度，层间温度应该控制在150℃～200℃之间；四是每层焊接后需去除氧化皮和熔渣等，然后进行第二层的焊接，清除后的氧化皮熔渣、焊豆等杂物，使用压缩风吹出；每层焊接后使用风铲冲击焊补部位3～5分钟，进行去应力；五是焊堵完成后需进行焊后处理，对补焊部位进行打磨，打磨需恢复原尺寸轮廓及加工粗糙度，然后进行MT探伤检查，保证Φ32～Φ40mm之间没有缺陷；进行局部退火处理，对座体使用火焰加热，颜色到褐红色（550℃～650℃左右），空气冷却。

图2螺纹孔焊堵方式

（3）加工攻钻。重新使用日本五面铣进行螺纹攻钻，攻钻M36螺纹孔，完成后手工溜丝处理。

（4）切割试验。为验证试验效果，分别沿M32螺纹孔横向中心、纵向中心将工件切断，然后对断面进行UT探伤检查，要求Φ32～Φ40mm之间无缺陷存在。

经观察验证，焊堆与原工件结合部位结合紧密，未发现缺陷存在，证明该种修复方法是可行的。

3修复工艺改进

经多次试验比对，发现采用特定方法可以在一定程度上改进修复质量，具体如下：

3.1适当的扩充孔径

样件试验过程中，扩孔孔径较小时，焊堆融合性不太理想，适当加大扩孔孔径后能明显提升焊堆的融合质量。

3.2改变扩孔形状

对于孔径较小而孔深较大的螺纹孔，如单纯采用直上直下的扩孔方式，扩孔后的焊接操作难度较大，易发生焊堆未完全融合、MT探伤不合格的现象。适当地将扩孔形状加以修改，将原来的直上直下的扩孔方式改为锥形加工扩孔，更能降低焊接操作难度，提升焊接质量。见图3。

图3直孔改为锥形孔扩孔

3.3加用焊接垫板

为提高焊堵质量，可在焊堵前增加焊接垫板，焊接示意图如图4所示。因扩孔后为通孔，焊补前需在底部增加焊接垫板，焊接垫板使用φ40mm板（可使用下料废料，根据现场情况选择使用），焊接垫板在里侧点固，点固长度约10～30mm，需控制点固焊质量，避免有弧坑、裂纹、焊瘤等缺陷。

图4加用焊接垫板

4结语

通过验证分析，证明采用焊补螺纹孔并重新攻钻的方式是可行的，在牵引拉杆座焊修后装车并运用至下次高级检修时，经对焊修螺纹孔检查发现，螺纹孔状态良好，验证了该工艺的可靠性。

随着运营里程的逐年加大，受各种因素的影响，动车组转向架螺纹损伤的事例逐年增多，如牵引电机吊座螺纹孔、制动卡钳吊座螺纹孔等均发现了螺纹损坏的现象。在实际检修中，均采用了上述方法对螺纹孔进行了修复，并取得了不错的效果。

随着工艺技术的提升，我们将着力探索更多的新方法、新工艺，以使螺纹修复工艺更完善、可靠，从而为人们提供更为舒适、安全的动车组产品。

参考文献

[1] 原晓滨，李波．螺纹孔修复新方法[J]．机械工程师，

 2003，（6）．

作者简介：于孟（1985—），男，山东潍坊人，中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师，研究方向：高速动车组转向架检修。

（中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000）

摘要：螺栓联接因其结构简单、成本低廉、制造拆装方便，具有多次重复使用的特点，在动车组转向架中得到了普遍的应用。文章阐述了动车组转向架检修中螺纹修复的重要性，介绍了几种工程上常用的螺纹修复方法，并通过试验验证分析，得到一种适用于动车组转向架检修的螺纹修复方法。

关键词：动车组；转向架检修；螺纹修复方法；螺栓联接

中图分类号：U279文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）22-0049-02随着动车组运营里程的增加，由于受持续载荷、振动、频繁拆装，或偶然因素下的紧固不当、局部受力等因素，螺纹的状态也不可避免地受到损坏。因此，在动车组转向架检修中，螺纹的状态检测也是一项重要内容。日常检修中，就经常发现螺纹断丝、脱扣、乱丝等问题，在一般情况下，我们会使用丝攻进行溜丝处理。而在螺纹破坏较严重的情况下，就需要考虑其他修复方法。本文通过对螺纹修复的几种常用方法进行比较分析，最终选用了一种更适合转向架检修的修复方法，并对其工艺过程进行了简要概述。

1常用螺纹修复方法

1.1改用异径螺栓

是指将损伤螺纹的内孔加大，重新攻钻螺径更大的螺孔，并配以配套螺栓的方法。这种方法工艺较为简单，适用于各种零件螺纹孔的修复。但由于需要重新配套其他规格的螺栓，对于动车组这种标准较为严格的行业来说，显然不太符合。

1.2扩孔镶套修复

是指将损伤螺纹的内孔加大，重新攻钻螺孔，并配以钢丝螺套的方法。这是一种新型的连接紧固技术，在螺栓连接时可有效的改善连接条件，有助于提高螺栓连接的可靠性。而且，钢丝螺套拆卸方便，可有效杜绝因工件螺纹损伤造成的修复复杂、工件报废等问题，因此，在飞机制造、电力机车等行业均可到了普遍应用，公司生产的青藏发电车转向架检修中就广泛应用了钢丝螺套连接。由于其诸多优点，转向架上的许多部件如轴箱体、齿轮箱等均应用了钢丝螺套，但由于缺少试验验证，转向架构架上还未引入该种连接方法。不过，随着动车组制造技术的深入研究，笔者认为将来钢丝螺套连接在转向架组装及检修工艺上定有一席之地。

1.3镶块修复

是指将损伤螺纹所在部位整体切除，焊接同样的样块加以修复的方法。该种方法适用于对于安装尺寸要求较低、可焊性好的部件修复，但操作复杂、耗时较多，工艺难度较大，且修复后因为焊接热应力导致的样块强度、结构变形等因素无法估量，不适用于安装定位精度较高的动车组转向架上。

1.4焊补螺纹孔并重新攻钻

是指使用焊补的方法，将原螺纹孔填满，重新攻钻螺纹的修复方法。该种方法较镶块修复法来说，同样只适用于可焊性好的部件修复，工艺较为复杂，但不会对样块的结构尺寸造成影响。经试验验证，该种方法适用于转向架检修中螺纹的修复。

2试验验证

为验证1.4条方法的可行性，选用了某车型动车组转向架螺纹产生损伤的牵引拉杆安装座进行试验验证，见图1。

图1牵引拉杆座螺纹损伤情况

2.1工艺流程

样件准备→扩孔→焊补及焊后处理→加工攻钻→切割试验

2.2工艺过程

2.2.1准备试验用牵引拉杆。准备牵引拉杆锻打件4块（试验用），使用日本五面铣加工设备将牵引拉杆座体原Φ32mm扩至Φ40mm。

2.2.2焊补及焊后处理。

（1）焊接参数选择。焊修设备选用松下500A气保焊机；焊丝选用CHW-50C6，直径Φ1.2mm；选用350A焊枪（焊嘴直径Φ20）或500A焊枪（自制锥形喷嘴）。

焊接电流：190～210A；电压：23～25V；气体流量：18～22L/min。

（2）焊接要求：一是焊堵孔结束后，需在孔端面、锻件表面堆焊，堆焊层在3～5mm之间；二是每次均从φ40mm圆弧中心从内向外依次引弧，具体见图2；每次补焊的深度不超过15mm，层与层之间须清除氧化皮；三是焊接时需注意焊接、摆动角度合适，确保侧壁熔合，因需要采用多层多道焊接，为减小焊接变形，要严格控制层间温度，层间温度应该控制在150℃～200℃之间；四是每层焊接后需去除氧化皮和熔渣等，然后进行第二层的焊接，清除后的氧化皮熔渣、焊豆等杂物，使用压缩风吹出；每层焊接后使用风铲冲击焊补部位3～5分钟，进行去应力；五是焊堵完成后需进行焊后处理，对补焊部位进行打磨，打磨需恢复原尺寸轮廓及加工粗糙度，然后进行MT探伤检查，保证Φ32～Φ40mm之间没有缺陷；进行局部退火处理，对座体使用火焰加热，颜色到褐红色（550℃～650℃左右），空气冷却。

图2螺纹孔焊堵方式

（3）加工攻钻。重新使用日本五面铣进行螺纹攻钻，攻钻M36螺纹孔，完成后手工溜丝处理。

（4）切割试验。为验证试验效果，分别沿M32螺纹孔横向中心、纵向中心将工件切断，然后对断面进行UT探伤检查，要求Φ32～Φ40mm之间无缺陷存在。

经观察验证，焊堆与原工件结合部位结合紧密，未发现缺陷存在，证明该种修复方法是可行的。

3修复工艺改进

经多次试验比对，发现采用特定方法可以在一定程度上改进修复质量，具体如下：

3.1适当的扩充孔径

样件试验过程中，扩孔孔径较小时，焊堆融合性不太理想，适当加大扩孔孔径后能明显提升焊堆的融合质量。

3.2改变扩孔形状

对于孔径较小而孔深较大的螺纹孔，如单纯采用直上直下的扩孔方式，扩孔后的焊接操作难度较大，易发生焊堆未完全融合、MT探伤不合格的现象。适当地将扩孔形状加以修改，将原来的直上直下的扩孔方式改为锥形加工扩孔，更能降低焊接操作难度，提升焊接质量。见图3。

图3直孔改为锥形孔扩孔

3.3加用焊接垫板

为提高焊堵质量，可在焊堵前增加焊接垫板，焊接示意图如图4所示。因扩孔后为通孔，焊补前需在底部增加焊接垫板，焊接垫板使用φ40mm板（可使用下料废料，根据现场情况选择使用），焊接垫板在里侧点固，点固长度约10～30mm，需控制点固焊质量，避免有弧坑、裂纹、焊瘤等缺陷。

图4加用焊接垫板

4结语

通过验证分析，证明采用焊补螺纹孔并重新攻钻的方式是可行的，在牵引拉杆座焊修后装车并运用至下次高级检修时，经对焊修螺纹孔检查发现，螺纹孔状态良好，验证了该工艺的可靠性。

随着运营里程的逐年加大，受各种因素的影响，动车组转向架螺纹损伤的事例逐年增多，如牵引电机吊座螺纹孔、制动卡钳吊座螺纹孔等均发现了螺纹损坏的现象。在实际检修中，均采用了上述方法对螺纹孔进行了修复，并取得了不错的效果。

随着工艺技术的提升，我们将着力探索更多的新方法、新工艺，以使螺纹修复工艺更完善、可靠，从而为人们提供更为舒适、安全的动车组产品。

参考文献

[1] 原晓滨，李波．螺纹孔修复新方法[J]．机械工程师，

 2003，（6）．

作者简介：于孟（1985—），男，山东潍坊人，中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师，研究方向：高速动车组转向架检修。