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摘要：铁路货车车辆由于长期受大气、酸雨、散装货物等媒介的腐蚀，其内外表面出现锈蚀而附着氧化物；车辆运用过程中，受重物、外力作用的影响，车体发生部分变形；受机械碰撞或划伤等情况，车体内外部出现部分损坏。为了不影响车辆的正常使用，需要对锈蚀、变形或刮伤严重的部位进行焊接修复。
关键词：铁路货车车体焊接修复；焊缝开裂；
为了克服大气、酸雨的腐蚀性破坏环境，铁路货车车体均采用耐候钢制造，其焊接性能和普通低合金热轧钢之间没有根本区别，焊接效果区的最大硬度不超过350 HV，P、C元素的含量控制在0.25%以下，使其仍保有优良焊接性，焊后不易出现冷脆性开裂。但焊接过程工艺控制不当，导致焊接部位金属中的扩散氢总量增加，热影响区的脆性组织在焊接处集中应力，焊缝的接合处易产生裂纹，在后期车辆运用过程中延伸而影响车体结构可靠性，造成车辆回修率升高，甚至危及车辆运用安全。为了延长车体的使用寿命并降低车辆运用回修率，应合理制定车体检修过程中的焊接工艺，严格执行每一修理规程。
一、铁路货车车体焊修工艺
铁路货车长期运用过程中，车体原有基础的防腐层被逐渐破坏，车体内外表面出现锈蚀而附着大量氧化层。在对车体破损部位进行焊修时，如不彻底清除焊接区域内的异物，会影响电弧在焊接过程中的稳定性，导致焊缝出现气孔、夹渣、开裂等缺陷。因此，在施焊前，采用抛丸或打磨的方式彻底清除车体表面的各类锈蚀、油污、水分及原有防腐层等杂质，为车体的焊修提供良好条件。
为了有效克服焊接结构上的应力集中，满足车体结构强度和耐久性要求，需要匹配高于车体母材强度的焊接材料。在车体焊修量较小或气体保护焊接使用受限条件下，需要采用手工电弧焊接作业方式。使用高强度碱性焊条（如J506、J556焊条）时，需在使用前烘干1-2小时，并装在专用的焊条保温筒内，随用随取，且焊条重复烘干的次数不超过三次。车体母材严重受损进行挖补修复时，需考虑焊接接头形式和焊接顺序，尽量避免焊缝在拐角部位接头、交叉，以减轻焊接结构应力。
二、铁路货车车体焊接修复时焊缝开裂分析与防治
1.防止封闭焊缝应力。在部分回修铁路车辆自然开裂焊缝部位，焊缝结构通常采用封闭或半封闭形式。焊接过程中产生的局部变形作用应力导致焊缝局部开裂，焊缝裂纹和焊接的残留应力对焊接结构的强度和尺寸的稳定性产生不利影响，特别是在起、收弧部位和接头处，降低了焊接部位的强度及车辆使用可靠性。施焊时，必须采用正确的焊接顺序，抵消或减小焊接应力造成的局部变形。在封闭或半封闭焊缝焊接时，采用风铲或锤击焊道的方法释放焊接应力；对于焊接量较大的焊接部位，采用焊前预热、焊后回火的方式，减缓焊缝冷却速度，减小焊接残留应力。
2.控制焊缝接头形式。铁路货车车体受损原因较多，大致可分为货物装卸过程中的机械损坏、长期装载货物导致的变形和裂损、受大气、酸雨及散装货物的腐蚀等。针对不同形式的车体钢结构损坏情况，在焊接修理过程中也相应采取不同的方式。
原有车体焊缝裂损时，用角磨机完全去除裂损焊缝后施焊，保证焊缝接头与车体原有焊缝平滑过渡。如果车体存在较大面积的破损，需要采用挖补方式进行修复，严格控制拼装部位材料与车体母材组装间隙；平对接形式时，根据材料厚度适当开取破口，增加焊缝根部的熔深；在结构条件允许情况下，保证在焊缝圆弧区域及弯角部位连续焊接，焊缝的起收弧和接头应距圆弧及弯角部位50mm以上，以减少焊接应力集中。当焊缝不可避免相交、拐角、重叠时，应避免在相交、拐角、重叠部位处起弧和收弧，三段焊缝相交位置，只允许存在1处接头，并确保接头部位圆滑过渡。焊接部位填充量大采用多层多道焊时，各层焊道的起、收弧点应相互错开20mm以上，以避免起收弧部位重叠，出现局部缺陷。此外，采用翻转装备，尽量将各焊缝调整到平位置焊接，也是确保焊缝熔深、保证焊接质量的重要措施。
3.控制焊缝扩散氢总量。铁路货车车体通常采用优质钢制造，焊接过程中在焊缝及周围组织中形成扩散氢，在应力作用下导致焊缝敏感部位出现开裂，影响焊接部位的力学性能，对焊接结构造成潜在危害。因此，在铁路车辆的焊接和修理中，必须严格控制焊接中的扩散氢总量。在焊修条件允许的情况下，首选采用富氩气体保护焊接，可以在焊接过程中隔绝空气中的水蒸气和氢元素，降低焊接部位氢含量。当焊修条件受限，无法采用气体保护焊接时，应选择低氢型焊接材料（如J506、J556焊条），使用前在350℃条件下烘干1-2小时，然后随烘干箱降温至100-150℃保温以待使用。焊条保温筒在盛装焊条前，须提前接通电源加热30分钟以上，以驱除筒内的潮气，并在使用过程中始终接电，以保证温度的恒定；施焊过程中焊条应随用取，避免焊条二次受潮，以控制焊缝扩散氢总量。
4.确保焊修部位干净无杂质。在铁路货运车辆修理时，如果不能完全清理车辆焊接修理部位，其表面原有的防腐涂层、锈蚀、油污及挖补过程中产生的挂渣等，焊接时在接合区存在氧化物等杂质，可能在焊接电路中形成新回路，导致实际焊接区的电流减少。特别是在冬季环境温度较低的情况下，焊缝冷却速度和温度的敏感性都会提高，易出现焊接质量不稳定、焊缝开裂的现象。在焊接过程中因高温导致Fe3O4和H2O的分解，容易造成夹渣和气孔等缺陷，降低焊缝质量。因此，采用整车抛丸方式清除车体原有防腐层材料，用气刨、砂轮打磨等方式清除局部原有的焊缝裂纹缺陷，可为车体焊缝修补创造良好条件；进行车体挖补焊修时，在气割材料后清除边缘的挂渣和氧化皮，加工坡口后去除毛刺飞边，并在焊接前彻底清除待焊区域及其两侧20mm范围内的油污、铁锈、水等影响焊接质量的有害杂质，以获得良好的焊接基础条件，有效控制车体焊修后的焊缝开裂情况。
结尾
在铁路货车车体焊接修复过程中，必须充分考虑到工作环境对焊接质量的影响，严格执行焊接修理工艺规程，合理设计焊接结构，正确排布焊接顺序，有效释放焊接应力，控制焊接区域氢总量，保证车体焊修质量可靠，降低车体回修率，从而减少车体维护费用，保障车辆运用安全。
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