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摘要：某型车架横梁与吊架之间采用板管连接结构，连接形式为全焊透双面焊。 由于焊接空间和变形，焊缝的合格率低。 本文通过结合不同熔滴过渡方式、不同焊接接头准备和不同焊道分布，通过正交试验方法找出最优焊接工艺，并将最优工艺应用于生产，提高了焊接质量。产品焊接率保证了生产的顺利进行。

关键词：框架； 全熔透双面焊； 液滴转移； 联合准备； 焊接工艺

某型城际动车组车架横梁与吊架之间采用板管连接结构，连接焊缝为全熔透双面焊，焊缝质量高。 在生产过程中，发现容易出现未熔合、未焊透的现象。 为了解决这个问题，笔者选取了几个未熔合和未焊透缺陷的关键影响因素，通过正交试验的方法进行研究实验，对每个缺陷的关键影响因素进行分析，找出最佳工艺，以保证提高焊接质量。质量，提高产品合格率。

1、梁、吊架节点设计

某型车架横梁与吊架的焊接接头设计如图1所示，其中图1中Part 1为圆管，材质为SMA490BW，厚度为13mm。 Part 2为板材，材质为S355J2W，厚度为12mm。 其中板的上平面与圆管的最高点齐平。 整个焊缝长度约500mm，一个车架上有4个这种设计的接头焊缝。

图 1 接头设计截面示意图

焊缝形式为HV型全熔透焊缝，背面采用角焊缝焊接。 焊缝质量检验等级为CT1级，质量需达到ISO5817-B级。 焊接后需要进行 100% 超声波探伤 (UT)。 超声波探伤时主要的焊接缺陷是未熔合和未焊透缺陷。 经过分析测试发现，焊接缺陷主要集中在底焊层，因此对双面底焊进行了焊接工艺方案的优化。

2.焊接工艺设计及试验过程

通过理论分析，找出影响焊接质量缺陷的关键因素：坡口面和背焊顺序、焊接间隙、焊滴过渡形式、根部清理。 焊接顺序有两种：一种是先焊坡口面，一种是先焊背面； 焊接间隙从实际来看分为1mm、2mm、3mm、4mm四种情况； 液滴转移主要有三种形式：短弧转移、射流转移和脉冲转移； 清根主要分为清背根和清背根两种情况。 对以上因素进行编号后，设计出正交表，排除正交表中明显不合理的基于焊接理论的方案后，得到以下可能的焊接工艺方案。

焊接工艺方案1：先焊坡口面，间隙1mm，坡口面采用射流过渡，焊接过程中不清根，背面也采用射流过渡。 焊接层实现示意图如图2所示，焊接参数如表1所示。

图2 焊接准备与实施示意图

注：1~2为焊接顺序。

焊接工艺方案2：先焊背面，采用脉冲过渡，间隙2mm，清理坡口表面的根部，然后采用脉冲过渡对坡口进行焊接。 焊接准备如图3所示，焊接参数见表2。

焊接工艺方案三： 先焊背面，采用短弧过渡，间隙4mmt型焊接接头，清洗背面，再焊坡口面，坡口面采用脉冲过渡。 焊接准备如图4所示，焊接参数见表3。

焊接工艺方案四： 先焊背面，采用脉冲过渡，间隙为3mm，焊接时在坡口表面加铜垫板，清洁坡口表面，然后采用脉冲过渡对坡口进行焊接。 焊接准备如图5所示，焊接参数见表4。

焊接工艺方案五：先焊坡口面，用短弧过渡，间隙4mm，背面不清晰，再用脉冲过渡焊背面。 焊接准备如图6所示，焊接参数见表5。

焊接工艺方案六：先焊背面，采用射流过渡，间隙3mm，焊接时在坡口面加铜垫板，清理坡口面，然后采用脉冲过渡焊坡口面。 焊接准备见图7，焊接参数见表6。

按照确定的六种焊接工艺试验方案和参数表对多组试样进行焊接，选取各方案中的典型试验作为焊接工艺试验方案的结果。

图3 焊接准备与实施示意图

注：1~2为焊接顺序。

表1 焊接工艺方案1的焊接参数

图4 焊接准备与实施示意图

注：1~2为焊接顺序。

图5 焊接准备与实施示意图

注：1~2为焊接顺序。

表2 焊接工艺方案二焊接参数

表3 焊接工艺方案3焊接参数

图6 焊接准备与实施示意图

注：1~2为焊接顺序。

图7 焊接准备与实施示意图

注：1~2为焊接顺序。

表4 焊接工艺方案4焊接参数

表5 焊接工艺方案5焊接参数

表6 焊接工艺方案6焊接参数

三、测试结果及分析

各焊接工艺方案焊接完成后，对各焊接试件进行宏观金相检验。 各试验方案的宏观金相结果如图8所示。

对焊接试样进行宏观金相分析，按照ISO5817-B级检验标准进行评定，可以看出在图8a和图8e的宏观金相中存在标准不允许的根部未熔合缺陷，并且在图8c的宏观金相中存在标准不允许的缺陷。 如果侧壁未熔合，则三个试验方案结果不合格，焊接工艺方案结论不合理。 分析原因，方案1采用射流过渡，但由于间隙较小，背面未清根，无法保证两侧完全穿透，故未熔合根部； ，背面采用脉冲过渡方式，不能保证两面全透； 而方案三是先焊背面，由于结构原因，背面焊缝有尖角，采用短弧过渡方式焊接时，即使在坡口边清根，也不能保证有效熔深，难以去除未穿透的部分。

图8 焊接工艺试件宏观金相照片

采用第二、第四、第六试验方案进行焊接，焊接试样满足ISO5817-B级要求。 从宏观金相观察可以发现，由于组织受限，需要先焊回角焊缝，然后在坡口表面进行根部处理，根部清理后进行渗透试验。 PT结果合格后，焊接工艺满足质量要求。 与焊接工艺方案2、4、6相比，2号方案在角焊缝打底焊时坡口面无垫板，极易焊透，对焊工操作技能要求高。 与4号和6号相比，6号的生产效率高于4号。因此，在三种方案中进行选择时，选择顺序为先选择6号，再选择3号。 4，最后是2号。最后将6号焊接工艺方案应用到实际生产中，既保证了焊接质量，又提高了生产效率。

4。结论

分析了影响梁、吊架焊接接头质量的关键因素，采用正交试验法进行试验，优化了梁、吊架焊接接头的焊接工艺，优化了焊接工艺。工艺流程如下：接头准备间隙3mm，先采用射流过渡方式焊接回角焊缝，焊接时在坡口边使用铜垫板t型焊接接头，清理坡口边后采用脉冲过渡方式进行焊接. 该工艺已在生产中得到实际应用，不仅提高了焊后焊缝检验的合格率，而且降低了操作人员的操作难度，保证了生产进度。