张雪红 高志波 姚丹丹 刘秋菊 于双 邹作臣
中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130062
摘 要：本文主要对S500MC 与P355NL1两种材质钢板的角焊缝进行MAG焊与TIG重熔后退火的工艺研究，并将TIG重熔用于构架及其部件的修补上，为轨道车辆构架焊缝的修补提供一些参考。
关键词： TIG重熔 退火 构架焊接
0前言
目前轨道车辆构架多为中、低碳钢的焊接结构，主要焊接方法为MAG焊,构架及其部件结构复杂焊缝较多，生产中因焊接位置原因会出现局部缺陷不易处理的状况。而TIG重熔技术是利用钨极氩弧焊钨极与工件间产生的电弧热量为热源，将焊趾重新熔化使咬边、小夹渣等缺陷被清除，同时形成了过渡均匀的重熔区，使焊缝横截面状态显著改善，减小应力集中，改善焊缝接头疲劳强度[1]。在构架生产中有对重熔后部件整体焊后退火的要求，本文章是经试验出符合工艺评定要求的工艺参数，并将全位置重熔应用于构架重要焊缝的焊趾处，满足了设计和生产要求。
1试验材料及方法
1.1.焊材选取
中车长客股份多个城铁车项目的构架钢板为S500MC及P355NL1，两种材质化学成分见表1，S500MC与 P355NL1最小屈服强度分别为500MPa/N·mm及355MPa/N·mm。选用?1.2mm的ISO14341-A G 42 4 M 21 4Si1焊丝对两种钢板角焊缝焊接，MAG焊机OTC-CPVM500，TIG重熔焊机OTC-AVP300、电极?2.4mm的铈钨极。
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1.3 TIG重熔后检测及退火处理
对试件进行外观及磁粉探伤表面检测合格后进行热处理。退火热处理升温速度：60℃/h~150℃/h；恒温温度590℃± 15℃保温3小时；冷却速度：≤120℃/h，随炉冷却到200℃以下进行空冷。
2试验结果及分析
2.1试件检测结果
焊接后的试件经外观、磁粉探伤检测均符合ISO5817 B级的标准要求，按ISO9015-1的标准选取HV10的母材、热影响区、焊缝处选取点进行检测。
材质 BM HAZ WM HAZ BM
P355NL1 129,129,130 207,149,153 226,220,221 142,212,228 130,131,127
S500MC 191,197,195 243,235,248 236,234,238 253,231,204 201,195,198
表3 硬度检测结果
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图1 P355NL1角接接头宏观试样 图2 S500MC角接接头宏观试样
2.3焊接工艺性
TIG重熔可实现全位置操作，操作者有TIG焊接或重熔证书的同时也要熟练掌握焊趾处的清理要求、重熔尺寸以及稳定的操作手法。
2.4应用试验
城铁车构架上横梁管与电机吊座焊缝修磨难度较大，对焊趾处进行表面重熔。
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焊修前效果 焊修后效果
通过焊修前后的试验照片对比看，在焊趾不打磨的情况下可采用TIG重熔工艺。
3结论
实验证明S500MC 与P355NL1两种材质钢板的角焊缝MIG和TIG重熔的试件均符合焊接工艺评定的标准要求，TIG重熔的工艺参数可应用于焊后退火构架及部件的焊补上。
参考文献
1 赵静彬，曲金光，卢静 TIG重熔工艺对焊缝区残余应力的影响 焊接技术 2003年12月 第32卷16期
2 张伟忠 TIG焊表面重熔技术在构架焊接工艺中的应用 现代商贸工业 2019第01期
3 陈祝年．焊接工程师手册 ．北京：机械工业出版社，2004
4 ISO15614-1-2004，金属材料焊接工艺规程及评定-焊接工艺评定试验-第一部分：钢的弧焊和气焊、镍及镍合金的弧焊[s]
5 张晓鸿，陈静青，张康，马朋。不同电流密度下的TIG焊电弧行为分析[J]。焊接学报2017,38（12）：78-80