于静 陶佳 乔岩

摘要：本文阐述了A型电力机车牵引杆的焊接修复工艺、步骤要求和应用具体标准，对牵引杆焊接修复中产生的焊接缺陷进行了分析。

关键词：牵引杆；焊接缺陷；预热温度；异种钢

1.引言

A型电力机车是为满足铁路运输对高速客运的市场需求而制造的大功率电力机车。牵引杆作为A型电力机车钢结构的主要承载构件，是机车牵引制造的关键工序、特殊工序，是连接车体与转向架的唯一载件，承受着纵向载荷，包括牵引力、制动力和冲击力的变载荷作用，因此对牵引杆的质量要求极高。

2.焊接性分析

2.1牵引杆法兰选用14NiCrM010-6V低合金高强度钢，杆体为Q345E低合金钢作为母材，其中Q345E属于低合金高强度结构钢，具有较好的焊接性和低温冲击性能；14NiCoM010-6V也属于低合金高强度钢，但由于合金元素含量较高，焊接性能较差，焊接前需预热240-260℃，焊后要求缓冷保温。

2.2法兰14NiCoM010-6V为低合金高强度钢其焊接性较差，在焊接过程中容易出现淬硬倾向组织，使焊接接头产生冷裂纹倾向较大，必须焊前预热、焊后保温缓冷，可以有效地减少焊接应力，降低冷裂纹倾向，焊后经磁粉和超声波检测合格后，再送至x光检验合格后，还需加工处理。

2.3因牵引杆属于异种钢焊接，在一般情况下，选用的焊材是焊缝金属中力学性能及其它性能不低于母材中性能较低一侧的指标，即可认为是满足了技术要求，但在某些情况下还应从焊接工艺性能（如抗裂性）方面来考虑。因此我们选用具有优良焊接工艺性的ER50-6焊丝。

2.4焊修时应注意的要点：

2.4.1由于牵引杆是异种钢焊接在焊修时易形成的缺陷，主要是未熔合与气孔和裂纹。裂纹可通过工艺方法解决，未熔合是需要焊工实际操作来完成的，气孔的形成主要是因保护气体不纯、预热气体装置运行不良，电弧长度过长、保护气体压力过小导致保护不当和气体压力过大形成紊流而引起的。

2.4.2热输入的影响：在牵引杆焊接过程中要尽可能保证焊缝的适当热输入，也就是在层间温度240-260℃之间。调节好适当的焊接电流，但一定要保证母材与填充金属的完全熔合以及焊接时熔池的铁水不可外溢。

3.焊修前准备

3.1焊工在施焊前要仔细检查焊接设备是否可正常使用；焊丝牌号是否符合焊接工艺指导书所规定的的焊材；了解好焊缝的接头形式；要求焊工必须有符合焊接牵引杆的资质；掌握好牵引杆焊接接头的焊接工艺参数。

3.2首先要确定焊接缺陷的部位，以x光射片为准来确定。其次要检测缺陷的深度，可以根据坡口的形状及熔深大的大小来确定焊接缺陷的深度。在返修时，一般只能用角磨砂轮一点一点的打磨，再打磨返修过程中会遇到焊接缺陷的重叠现象，虽然己打磨到缺陷，但为防止下方还会有缺陷的存在，这就需要继续打磨，打磨无缺陷产生时方可进行焊修，这样就有效的保证了根据工艺文件规定的焊接返修不准超过两次的规定。

3.3清除焊接缺陷凹处部位的两端时一定要打磨成缓坡，缓坡的角度一定要小于30，以防止焊接时焊接熔池溢出，同时也保证了焊枪摆动角度的可达性。

3.4焊接前预热和层间温度：采用氧乙炔烤枪在待修焊缝处进行整体加热，加热温度为240-260℃，工件加热好后要在焊修处及附近30mm范围仔细用钢丝刷进行打磨，不能留下有任何杂物。

3.5用角磨机彻底打磨牵引杆焊接时产生缺陷。在迎风处设置挡风板。通过工艺试验选择焊接电流、焊接速度、气体流量、焊丝直径。焊接时采用从右往左焊。焊接时眼睛的视角要完全看到熔池的全部。焊枪与垂直面方向呈15-30？的夹角，采用短弧施焊，以保证焊接时熔池的铁水不溢出。焊修每一道焊缝前都需打磨并预热。引弧要在缺陷的凹陷外10mm处引弧。焊接过程中要适当的通过很小的摆动来搅动熔池，使熔池里的杂质全部浮出熔池表面。

4.焊修工艺参数的选择

焊接电流与熔滴的过渡、熔深都有很大的关系，可直接影响到焊缝内部的质量与焊缝外表的成型。如果焊接电流太小，熔深较浅就不能更好的保证所需要的强度，也不利于层间温度的保持，更不能保证层间焊缝的相互熔合。电流过大，熔深较深易导致焊缝金属过热易焊穿，特别是在焊打底焊时。因此就要选择焊接电流大小适中，与焊接速度相互配合才能保证焊接质量；如果焊接速度过快焊缝的熔宽与熔深都将减小，焊缝的强度也将减弱，焊接速度过慢，熔池的铁水溢出易造成熔池骑在溢出的铁水上而形成的层间未熔合。因此焊接速度一定要与焊接电流相适宜。如表1所示。

5.焊修操作工艺

A型电力机车的牵引杆焊修是采用三层三道的焊接方法焊接成型的。焊枪与垂直面夹角为15-30？，采用從右往左焊，这样头部位置就便于观察熔池，在保证完全熔合的情况下进行焊修，焊修时应注意五点：

5.1焊修每道焊缝前一定要将缺陷部位预热至240-260℃温度之间在进行施焊，防止裂纹的产生。

5.2起弧时一定要在焊缝凹处边缘以外进行引弧，因起弧处极易出现未熔合。

5.3焊修完每一道焊缝后，一定要打磨，特别是引弧处，以确保引弧处出现未熔合。焊接收尾时弧坑一定要快速点焊填满，以清除弧坑裂纹。

5.4当打磨好的焊接缺陷最深处与背面垫板厚度较薄时，可将电流调小，加快转速，以防电流过大或转速过慢导致根部焊缝焊穿。

5.5当焊缝缺陷坡口宽度达17mm时，应将三层三道焊改为多层多道焊，其目的是防止焊缝两侧产生未熔合。

5.6修补完缺陷后，一定要将工件放入保温箱内进行20小时以上的保温缓冷，主要是防止裂纹的产生。

6.结束语

A型电力机车的牵引杆焊修，经x光室技术检验一次探伤合格率达99%以上。焊缝金属的强度和韧性良好，综合性能达到了牵引杆所要求的的使用性能，有效的解决了A型电力机车的牵引杆在焊修过程中出现的诸多焊接缺陷，经实验证明，取得了优良的质量控制成果。