试析焊接构架制造中焊接变形的矫正

试析焊接构架制造中焊接变形的矫正

朱建军,刘彬

（中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111）

摘  要：

焊接构架焊接过程中会产生一定的焊接变形，如果不能及时进行合理矫正，就会对焊接构架产生一定的影响。因此非常有必要针对焊接构架制造中容易发生的各种变形问题，做出总结、归纳，并依据变形结果，合理选择变形矫正方式、工具。通常使用的矫正方法包括机械矫正以及火焰矫正两种形式。在进行矫正的过程中，合理考虑各种影响因素，确保选择的矫正方法，适应变形种类，从而提高变形矫正效率。

关键词：焊接构架；焊接变形；矫正

1前言

焊接构架是轨道车辆转向架应用过程中最为关键的零部件，其生产制造质量与车辆运行安全有直接关联，为车辆的稳定运行提供了基础性条件。焊接构架在制造的过程中，由于受到多重因素影响，而会形成一定的焊接变形问题，当没有及时对焊接部位的变形做出矫正，就会严重威胁到车辆正常运行。在这样的情况下，非常有必要采取恰当的矫正措施和手段，从而提升转向架产品质量和生产效率。

2焊接构架制造中焊接变形影响

焊接构架制造中焊接变形会影响到焊接部位的性能发挥，因为当物体发生了变形之后，那么部件原有的尺寸、形位等会受到一定的影响。其中焊接构架制造中焊接变形破坏性最大的要数脆性断裂变形以及失稳变形等。如不及时对变形做出调整而直接使用的话，就会引发功能安全问题[1]。

3焊接构架制造中焊接变形种类

焊接构架制造中焊接变形与自身结构、材料使用、形状以及选用的焊接方式都有直接的关联，发生变形之后，原本的外观形态就会改变，其尺寸受到一定影响。依据焊接构架制造中焊接变形特征对其进行划分，主要包括角变形、收缩变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。这五种变形种类，并不一定是单独存在的，可能是一种或者几种同时出现，所以在焊接构架制造焊接过程中，应该给予高度重视，依据变形发生的原因，避免此类现象的产生。

4焊接构架制造中焊接变形的矫正措施及注意事项

4.1机械矫正方式

机械矫正方式主要就是利用一定的机械力，对已经发生焊接变形部位，实现拉伸变形，在拉伸塑性变形之后，恢复到原来的需求，与要求形状之间相符合。这种矫正模式通常需要在常温之下才能实现，主要应用于变形量相对较小，且构件厚度不大的情况。在选用机械矫正方式之前，要对变形种类做出一定的预判，分析变形原因，选择矫正方式，如钢板角度变形，一般可以使用手锤捶打形式，对于箱型构件，那么可以利用千斤顶形式矫正。在进行矫正过程中，需要利用到一定的设备以及工具。常使用的工具如油压机、千斤顶、涡轮泵等，对于一些变形种类相对较大的，还需要借助一定的辅助设施。机械矫正过程中，需要合理确定支点距离，加压点以及加压量，就一端加压、中间支撑、一端限制向上的矫正类型，其加压点和支点之间为矫正的部位，只要支点和限位点保持一定的刚度，就可以保证矫正水平。而对于两端支撑、中间加压机械矫正类型，在选择加压点时，需要在支点间距一半的地方。而矫正的范围保持在支点之间的部分就可以。

在进行矫正的过程中，要保证压头和构件金属之间形成的接触面积，当整体的接触面积相对较小的情况，可以保证材料具有良好的延展水平，相反如果接触面积不是很大时，那么就可能会形成永久性压痕，严重降低产品质量。此外在矫正时还要充分保证构件失稳问题。在使用手锤或者是涡轮泵的时候，为避免出现变形缺欠问题，就不在使用支点，但是在捶打时，应注意构件中焊缝距离，在适中的水平，才能保证矫正水平[2]。

4.2火焰矫正方式

火焰矫正方式，就是利用局部加热收缩焊件伸长位置，利用热量，形成压缩塑性变形，这样才能保证焊件外形达到规定的要求。这种矫正模式，主要就是应用于材料质量、横断面过大等问题，常见的如构架等位置出现的角变形、扭曲变形等问题，在进行火焰矫正时，要注意构件摆放、位置确定、火焰加热种类等等，才能够有效保证矫正效果。构件在进行摆放时，需要保证位置的平整，避免构件出现倾斜、侧滑等问题，其在摆放时在底部需要使用衬垫，这样不会出现构件悬空的问题。对于支撑点间距来说，要在合理的范围内，尽量覆盖变形区域。不同的变形位置也需要不同的摆放形式，例如对于弯曲变形的构件，需要将弯曲位置向上，而对于凹下去的部件，就要将其放过来，将凹下位置向上凸起。

在确定加热位置时，也要根据产生形变的种类以及截面形状确定，例如横梁钢管结构形成的弯曲变形，在进行加热矫正的时候，就要保证加热的位置和已经发生形变的位置是相反的。矫正必须要遵循杠杆原理，只有当选择加热位置与中心轴之间形成必要的距离，这样产生的矫正力也就更大。因此在选择加热位置的时候，需要根据焊接变形形式以及方向，确定加热位置。在进行加热的时候，还需要选择与形变相应的方式，常见的如点状、线状（波浪形加热见图1所示）、面状加热形式（三角形加热见图2所示）。

图1 波浪形加热方式

图2 三角形加热方式

4.3注意事项

焊接构架制造中对于焊接变形的调整，要注意以下的事项：首先，在整个矫正的时候，要避免表面形成缺陷，如使用机械矫正方法时，应该保证支点位置以及形状满足矫正要求，合理运用支撑垫以及加压垫，矫正时部件处于稳定状态。在使用火焰矫正方法时，还应该合理控制加热温度，避免出现裂纹等问题。其次对于一个部件中需要矫正多处时，应该先矫正刚性较大的部位，再矫正刚性相对较小的部位。再次，在使用火焰矫正方法时，需要重复加热，才能逐渐满足矫正需要的热量，但加热次数不应该超过三次，每一次加热都需要上一次冷却之后再进行。最后，对于不同的矫正部位，需分析其影响因素，对于一些相对复杂的变形，可以配合使用两种矫正方式，从而提升矫正效果

[3]。

5结论

综上所述，本文围绕焊接构架制造中焊接变形矫正方式进行了论述，在对变形进行矫正之前，应该全面分析其变形性质，依据性质选择恰当的焊接变形矫正方法，对症施治，保证矫正效果的完善，从而提升焊接构架的产品质量安全水平。

参考文献

[1]邵晴,于庆斌,尹华,等.焊接热输入对高速动车组转向架侧梁焊接变形的影响及优化[J].焊接学报,2020,41(12):10.

[2]魏志欣.高速动车组转向架构架的焊接变形控制措施研究[J].内燃机与配件,2020(10):2.

[3]毕越宽,崔岩,王超,等.随行工装在高速车转向架侧梁焊接生产中的应用[J].金属加工：热加工,2020(1):3.