轨道车辆转向架构架的制作方法

本实用新型涉及转向架构架焊接技术领域，尤其涉及轨道车辆转向架构架。

背景技术：

构架是转向架重要部件之一，是转向架各部分组成的安装平台，用以连接转向架各部分组成，传递各个方向的力，保持车轴在转向架的位置。

现有的高速动车组的转向架，对结构强度和设备布局要求较高，若设备布置和结构强度不合理，会严重影响车辆行驶安全和服役寿命。因此设计出设备布置、紧凑合理并符合动车组行车性能要求的转向架显得非常重要。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种轨道车辆转向架构架，该转向架构架焊接质量好，结构强度高。

根据本实用新型实施例的一种轨道车辆转向架构架，包括一对箱型侧梁和连接于一对所述箱型侧梁之间的箱型横梁，所述箱型侧梁的待焊接处、所述箱型横梁的待焊接处，以及所述箱型侧梁与所述箱型横梁之间的待焊接处均通过高频脉冲mag焊形成焊缝。

根据本实用新型的一个实施例，所述焊缝包括打底焊道层和填充、盖面焊道层。

根据本实用新型的一个实施例，所述箱型侧梁与所述箱型横梁均包括多块钢板，待焊接的相邻所述钢板对接坡口角度为30度～40度。

根据本实用新型的一个实施例，所述箱型侧梁与所述箱型横梁均包括多块钢板，待焊接的相邻所述钢板之间的间隙为0～1mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述高频脉冲mag焊的电弧为由igbt逆变焊机输出的电弧形成。

根据本实用新型的一个实施例，所述高频脉冲mag焊的频率为200～300hz。

根据本实用新型的一个实施例，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述打底焊道层的焊接电流为160～180a，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述填充、盖面焊道层的焊接电流为180～200a。

根据本实用新型的一个实施例，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述打底焊道层的焊接电流为17～19v，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述填充、盖面焊道层的焊接电流为18～20v；所述高频脉冲mag焊焊接形成所述打底焊道层的焊接速度为30～35cm/min，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述填充、盖面焊道层的焊接速度为30～35cm/min。

根据本实用新型的一个实施例，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述打底焊道层的焊接热输入为4.4～4.7kj/cm，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述填充、盖面焊道层的焊接热输入为5.2～5.5kj/cm。

根据本实用新型的一个实施例，所述箱型横梁的两侧分别设有一根与所述箱型横梁平行且与一对箱型侧梁分别连接的辅助横梁，所述辅助横梁与所述箱型侧梁之间的待焊接处通过所述高频脉冲mag焊形成焊缝。

本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本实用新型实施例的轨道车辆转向架构架，采用在箱型侧梁的待焊接处、箱型横梁的待焊接处，以及箱型侧梁与箱型横梁之间的待焊接处均通过高频脉冲mag焊形成焊缝，焊接热量小，变形小，焊接速度更快，焊接效率相比于普通焊接可提高约30-40％；高频脉冲mag焊弧柱收窄，具有压缩电弧特性，增加了焊接熔深及电弧的穿透力，焊缝质量好，焊后结构强度高。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的轨道车辆转向架构架的俯视结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的轨道车辆转向架构架的侧视结构示意图。

附图标记：

100：转向架构架；10：箱型侧梁；10-1：旁承座；20：箱型横梁；30：辅助横梁；30-1：制动吊座；40：焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1至图2所示，根据本实用新型实施例的一种轨道车辆转向架构架，简称转向架构架100包括一对箱型侧梁10和连接于一对所述箱型侧梁10之间的一个箱型横梁20，整体呈“h”形结构并设计有设备悬挂位置，本实施例所说的“箱型”是由多块钢板拼焊形成的带有空腔的结构，所述箱型侧梁10的待焊接处、所述箱型横梁20的待焊接处，以及所述箱型侧梁10与所述箱型横梁20之间的待焊接处均通过高频脉冲mag焊(metalactivegasarcwelding，熔化极活性气体保护电弧焊)形成焊缝40。

本实施例的转向架构架100，各待焊接处均通过高频脉冲mag焊形成焊缝40，焊接热输入小(即焊接热量小)，焊接变形小，焊接质量好，焊接强度高，转向架构架100成型后整体性好，焊后工艺好，强度高。

与普通脉冲mig(metalinert-gaswelding，熔化极惰性气体保护焊)/mag焊相比，普通脉冲mig/mag焊下的电弧过渡脉冲频率是“一脉一滴”过渡，而高频脉冲mag焊电弧过渡脉冲频率可增加30-50％，形成“不间断”脉冲电弧即“一脉多滴”的过渡形式。高频脉冲mag焊具有焊接速度更快，相比于普通脉冲mag焊可提高约30-40％；弧柱收窄，具有压缩电弧特性，增加了焊接熔深及电弧的穿透力；焊接时仅需小电流，更稳定，更适合立向下打底焊；基本无焊接飞溅。

利用高频脉冲mag焊焊接熔深及电弧的穿透力强的特性，箱型侧梁10采用单面焊双面成形工艺，也就是说，仅从箱型侧梁10的钢板的一面焊接便能够穿透到另一面，无需再对另一面焊接，极大地提高了焊接效率。

根据本实用新型的一个实施例，所述焊缝40包括打底焊道层和填充、盖面焊道层。以往转向架构架上的钢板整个焊缝金属有三层(三道)：第一层为打底焊道，第二层为填充焊道，第三层为盖面焊道。焊接热输入大，焊接变形大，焊缝层数多，焊接效率低。本实施例的转向架构架100的焊缝40仅需两层，减小了焊接热输入，由于热量少，焊接中的热胀冷缩变形小，因此焊接变形小，焊后的组织性能好。本实施例可以减少焊道数量来节省焊接时间和生产成本。

采用普通焊接的对接焊工艺坡口角度为60°，所需焊丝填充量大，由此带来焊接所需热量大，焊接变形大。

根据本实用新型的一个实施例，所述箱型侧梁10与所述箱型横梁20均包括多块钢板，例如12mm厚钢板，待焊接的相邻所述钢板对接坡口角度为30度～40度，利用高频脉冲mag焊具有弧柱收窄以及压缩电弧特性，在钢板预留对接坡口时可以留有较小的对接坡口便能够满足要求，本实施例的对接坡口角度为30度～40度，便能够满足要求，所需焊丝填充量少，焊接变形小，金属组织性能好。

根据本实用新型的一个实施例，所述箱型侧梁10与所述箱型横梁20均包括多块钢板，待焊接的相邻所述钢板之间的间隙为0～1mm，利用高频脉冲mag焊焊接熔深及电弧的穿透力强，焊接热量小，所需焊丝少，焊接前对钢板之间可设置微小间隙甚至零间隙，对于12mm以下厚度的钢板。现有的焊接方式所需焊丝填充量大，所需焊接间隙为2-3mm，可见，本实施例的构架钢板对焊接间隙要求小，甚至要求无间隙，设置更加便捷，焊接更加方便。

本实用新型的一个实施例，所述高频脉冲mag焊的电弧为由igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)逆变焊机输出的电弧形成。精确控制igbt逆变焊机输出电弧，使焊机输出“不间断”脉冲电弧即高频脉冲弧，增加了电弧的线能量，增加了电弧的挺度，有利于各种金属材料的焊接。通过模拟斩波输出焊接波形，使熔滴过渡频率提高，焊接电流越大频率提升越大。

本实用新型的一个实施例，所述高频脉冲mag焊的频率为200～300hz。

根据本实用新型的一个实施例，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述打底焊道层的焊接电流为160～180a，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述填充、盖面焊道层的焊接电流为180～200a。所述高频脉冲mag焊焊接形成所述打底焊道层的焊接电流为17～19v，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述填充、盖面焊道层的焊接电流为18～20v；所述高频脉冲mag焊焊接形成所述打底焊道层的焊接速度为30～35cm/min，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述填充、盖面焊道层的焊接速度为30～35cm/min。一个实施例，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述打底焊道层的焊接热输入为4.4～4.7kj/cm，所述高频脉冲mag焊焊接形成所述填充、盖面焊道层的焊接热输入为5.2～5.5kj/cm。表1为所示的高频脉冲mag焊与普通脉冲mag焊焊接工艺参数对比表，表中，mag-o(传统脉冲mag焊)；mag-n(高频脉冲mag焊)，与mag-o相比，mag-n的焊接热输入减少约为49％。见表1：

本实施例选用高频脉冲mag焊(mag-n)施焊的接头，焊缝40金属与母材金属熔合良好，焊接接头的焊趾处的残余应力值见表2所示的高频脉冲mag焊与普通脉冲mag焊焊接接头焊趾处的焊接残余应力值对比表。与普通脉冲需选择60°对接坡口相比，选用高频脉冲mag焊仅需选择30°左右的对接坡口，可明显降低焊接接头焊趾处的残余应力。对于横向残余应力(σy)，开始端、中间端、结束端降低约为30％；对于纵向残余应力(σx)，开始端、中间端、结束端降低约为8-10％。见表2：

根据本实用新型的一个实施例，所述箱型横梁20的两侧分别设有一根与所述箱型横梁20平行且与一对箱型侧梁10分别连接的辅助横梁30，所述辅助横梁30与所述箱型侧梁10之间的待焊接处通过所述高频脉冲mag焊形成焊缝40。转向架构架100整体材料主要采用q345e钢板，设计轴箱装配接口、牵引装置接口以及二系悬挂组成及基础制动装置结构，并预留可悬挂设备接口。结构设计合理，可悬挂设备布局紧凑。当然，对于设于构架上的吊挂设备与构架之间也可以采用高频脉冲mag焊形成焊缝40。箱型横梁20内部的空腔设计多个纵向加强筋板，并规避了应力集中，牵引装置接口设计于箱型横梁20的中心处，并焊有两块磨耗板；设计两根辅助横梁30，每根辅助横梁30悬挂2个制动吊座30-1；箱型侧梁10的中心位置根据二系簧的直径设计旁承座10-1；并设计有横向减震器与垂向减震器安装座，各分两组。

本实施例采用高频脉冲mag焊焊接转向架构架100，变形小，焊接速度快，成型美观，达到省时省工省料的效果，从而带来较大的经济效益；高频脉冲mag焊集中而稳定的电弧可进行窄间隙焊接；高频脉冲mag焊与普通脉冲mag焊熔深对比具有更深的熔深；高频脉冲mag焊用于打底焊接，可以代替tig焊打底，焊接速度是tig的4-5倍；高频脉冲mag焊焊接使立向上焊接工艺变得更简单。通过双脉冲控制使焊接过程分解为“热阶段”和“冷阶段”两种不同焊接过程的组合，从而实现对焊接能量输入的控制，形成较为完美的焊缝40。此外，高频脉冲mag焊与普通mag焊在工艺性能和焊接的适应性方面的主要区别见对比表3。

高频脉冲mag焊可较完美地焊接铁基、镍基、钴基、铜基合金、铝及其合金。

本实施例的转向架构架100采用高频脉冲mag焊后的焊缝40残余应力降低较为明显，可降低10-30％；焊接热输入较小，对接焊缝40以及hv型焊缝40，至少可减少一层焊道，焊接热输入可降低30-50％；节省焊接材料及焊接工时，可节省材料和工时近40％；打底焊的根部熔合性得以显著的提高。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

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