CN114131140A - 一种焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接方法，属于焊接技术领域，用于铁路货车中梁的下盖板和上心盘之间的环缝进行焊接，所述方法包括：对所述下盖板和上心盘之间的环缝按照对称焊接的方式进行第一层焊接，所述第一层焊接过程中，预留两个沿所述中梁的长度方向相对设置的环缝不焊，形成两段第一层焊缝；在两段所述第一层焊缝的中部均采用第一分段退焊法进行第二层焊接，形成两段第二层焊缝；对具有所述第二层焊缝和打底焊缝的环缝采用第二分段退焊法进行盖面层焊接。采用该方法焊接后焊缝表面平整，与母材两侧合良好，平滑无凸起，内应力小，成形效果好。

Description

一种焊接方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种焊接方法。

背景技术

焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料的工艺。焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。

中梁是铁路货车车厢车体的核心部件，具有载重和牵引作用，中梁包括上心盘、下盖板、心盘座、上盖板以及两个腹板，上心盘、下盖板和上盖板从下到上依次设置，心盘座固定在两个腹板之间，且心盘座设置于上心盘和上盖板之间，下盖板通过焊接与上心盘连接。下盖板与上心盘属于两种化学成分和力学性能悬殊的异种材料焊接，下盖板的材质可以为Q450NQR1，上心盘可以为B级钢铸造件(铁路货车用钢)，作为车体连接转向架且承受冲击载荷的关键部位，其焊接质量直接影响到铁路货车的运行安全，显得尤为重要。

目前中梁与上心盘的焊接方法为沿着环缝焊接，内应力大，存在成形不良的焊接缺陷，焊缝一次合格率不足50％。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种焊接方法，焊接后焊缝余高小，内应力小，成形效果好。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种焊接方法，用于铁路货车中梁的下盖板和上心盘之间的环缝进行焊接，所述方法包括：

对所述下盖板和上心盘之间的环缝按照对称焊接的方式进行第一层焊接，所述第一层焊接过程中，预留两个沿所述中梁的长度方向相对设置的环缝不焊，形成两段第一层焊缝；两段所述第一层焊缝相靠近的两个端部之间的距离≥50mm；

在两段所述第一层焊缝的中部均采用第一分段退焊法进行第二层焊接，形成两段第二层焊缝；每段所述第二层焊缝的端部与对应的所述第一层焊缝的端部的距离≥10mm；

对具有所述第二层焊缝和打底焊缝的环缝采用第二分段退焊法进行盖面层焊接，所述盖面层焊接的每段起焊点均与所述第二层焊接中的每段起焊点错开至少10mm。

进一步地，两段所述第一层焊缝相靠近的两个端部之间的距离为50-70mm环缝，每段所述第二层焊缝的端部与对应的所述第一层焊缝的端部的距离为10-20mm；所述盖面层焊接的每段起焊点均与所述第二层焊接中的每段起焊点错开10-20mm。

进一步地，所述第一层焊缝的宽度为5-7mm，所述第一层焊缝的厚度为3-5mm，所述第二层焊缝的宽度为10-12mm，所述第二层焊缝的厚度为4-6mm，所述盖面层的焊缝的宽度为6-8mm，所述盖面层的焊缝的厚度为3-4mm。

进一步地，所述第一层焊接速率为320-350mm/min，所述第二层焊接速率为180-210mm/min，所述盖面层焊接速率为350-380mm/min。

进一步地，所述第一层焊接速率为330-340mm/min，所述第二层焊接速率为190-200mm/min，所述盖面层焊接速率为360-370mm/min。

进一步地，所述第二层焊缝覆盖所述第一层焊缝靠近所述下盖板的一侧，所述第二层焊缝覆盖所述第一层焊缝宽度的0.6-0.7倍。

进一步地，所述第一层焊接中，焊枪与环缝的焊接方向的角度为70-80°，所述焊枪与所述下盖板以及所述上心盘的外周面之间的夹角均为40-50°。

进一步地，所述第二层焊接中，焊枪与环缝的焊接方向的角度为75-85°，所述焊枪与所述下盖板的夹角为60-70°，所述焊枪与所述上心盘的外周面之间的夹角均为20-30°。

进一步地，所述盖面层焊接中，焊枪与焊接方向的角度为65-75°，所述焊枪与所述下盖板的夹角为20-30°，所述焊枪与所述上心盘的外周面之间的夹角均为60-70°。

进一步地，所述打底层焊接前，所述下盖板上预留有坡口面，所述坡口面的宽度为1-2mm。

本发明的有益效果至少包括：

本发明所提供的一种焊接方法，用于铁路货车中梁的下盖板和上心盘之间的环缝进行焊接，所述方法包括：对所述下盖板和上心盘之间的环缝按照对称焊接的方式进行第一层焊接，所述第一层焊接过程中，预留两个沿所述中梁的长度方向相对设置的环缝不焊，形成两段第一层焊缝；两段所述第一层焊缝相靠近的两个端部之间的距离≥50mm；在两段所述第一层焊缝的中部均采用第一分段退焊法进行第二层焊接，形成两段第二层焊缝；每段所述第二层焊缝的端部与对应的所述第一层焊缝的端部的距离≥10mm；对具有所述第二层焊缝和打底焊缝的环缝采用第二分段退焊法进行盖面层焊接，所述盖面层焊接的每段起焊点均与所述第二层焊接中的每段起焊点错开至少10mm。控制每一层和第二层焊接过程中，在中梁的长度方向预留环缝不进行焊接，用于释放焊接过程中产的应力；同时，后一层的焊接均匀前一层的错开焊接，放置产生应力集中，这样在层层焊接中产生的应力就从预留不焊的区域释放，采用该方法焊接后焊缝表面平整，与母材两侧合良好，平滑无凸起，内应力小，成形效果良好。

附图说明

图1为一种中梁的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种焊接方法的工艺图。

图3为本发明实施例提供的焊接方法的焊缝的截面图。

图4为焊接过程的方向和顺序的示意图。

附图标记说明：5-上心盘，6-下盖板，7-心盘座，8-腹板，9-上盖板，10-第一侧焊缝，11-第二层焊缝，12-盖面层焊缝。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

本发明实施例提供了一种焊接方法，用于铁路货车中梁的下盖板和上心盘之间的环缝进行焊接，图1为本发明实施例提供的焊接方法的工艺图，结合图1，所述方法包括：

S1，对所述下盖板和上心盘之间的环缝按照对称焊接的方式进行第一层焊接，所述第一层焊接过程中，预留两个沿所述中梁的长度方向相对设置环缝不焊，形成两段第一层焊缝；两段所述第一层焊缝相靠近的两个端部之间的距离≥50mm；

下盖板与上心盘之间的焊缝为环缝，采用对称焊接，可以释放焊接过程中产生的应力，在中梁的长度方向也就是货车的长度方向预留两个长度≥50mm的环缝不焊，预留的区域是应力释放区，每焊完一层后，在焊缝靠下盖板周围用小锤子均匀地锤击一圈，使心盘座内的焊接残余应力通过预留区域释放出来，避免产生内应力。当预留不焊的区域长度过长时，会造成第二层和盖面层焊接过程中产生的残余应力过大，堆积在心盘座内无法释放。

对称焊接时，相对的两个焊接段可以采用同时焊还可以采用依次焊接，优选同时焊接，在此不作限定。另外，对称焊接中，所分段数可以为4段，也可以是6段，在此不作限定；每一段的焊接方向可以相同，也可以不同。不同层之间的焊接方向可以相同，也可以不同。

上心盘可以为B级钢铸造件，其化学成分可为C≤0.28％，Si≤0.40％，Mn≤1.00％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cu≤0.30％，Ni≥0.30％，其余为杂质及不可避免的杂质。

进一步地，两段所述第一层焊缝相靠近的两个端部之间的距离为50-70mm

当预留区域的长度过短时，应力释放区域受限，短时间内不能有效释放，同时造成焊缝起弧和收尾处重合，不利错开。

进一步地，所述第一层焊缝的宽度为5-7mm，所述第一层焊缝的厚度为3-5mm，

控制第一层焊缝的宽度和厚度，一是使焊缝有足够的熔深，保证焊透；二是能将坡口得到有效地填充；三是将上心盘的坡口棱边完整留出，可作为第三层焊缝的参照线。

第一层焊缝的宽度过宽时，会使第二层和盖面层的焊缝也随之变宽，导致焊角增大、偏焊，同时将上心盘坡口棱边熔化，不利于盖面层焊接；第一层焊缝宽度过窄时，熔池不能很好的过渡，易造成焊缝宽度方向中间凸起，两边熔合不良，同时也增大第二层和第三层焊缝的填充量，降低整体美观度。

第一层焊缝的厚度过小时，熔深不够，无法保证根部焊透，同时增大第二层和盖面层焊缝的填充量，易造成盖面层焊角小、咬边严重；第一层焊缝的厚度过大，将上心盘坡口填满，使熔池铁水产生堆积，形成冷焊，同时也影响第二层和第三层的焊接，易导致焊角增大，焊缝熔合不良。

进一步地，所述第一层焊接速率为320-350mm/min。

第一层焊接速度过大，焊缝厚度减小，易造成根部未焊透、坡口填充量不够；第一层焊接速度过小，焊缝厚度增加，易造成铁水堆积形成冷焊。

进一步地，所述第一层焊接中，焊枪与环缝的焊接方向的角度为60-70°，所述焊枪与所述下盖板以及所述上心盘的外周面之间的夹角均为40-50°。

进一步地，所述下盖板上预留有坡口面，所述坡口面的宽度为1-2mm。

S2，在两段所述第一层焊缝的中部均采用第一分段退焊法进行第二层焊接，形成两段第二层焊缝；每段所述第二层焊缝的端部与对应的所述第一层焊缝的端部的距离≥10mm；

由于第一层焊缝所预留的区域是未焊的，所以在第一层预留区未焊的情况下，第二层焊接过程中不能大于第一层预留的长度，也不能预留同等长，≥10mm的目的是错开焊接接头，防止产生应力集中。第一层和第二层焊缝端部距离过短，易造成两第一层和第二层焊接接头处缺陷叠加、产生应力集中、焊缝不美观。

进一步地，每段所述第二层焊缝的端部与对应的所述第一层焊缝的端部的距离为10-20mm；

每段的第二层焊缝的端部与对应的第一层焊缝的端部的距离过长，会增加焊接接头的数量，增大焊后打磨接头时间，增强了劳动强度。

进一步地，所述第二层焊缝的宽度为10-12mm，所述第二层焊缝的厚度为4-6mm。

控制第二层焊缝的宽度和厚度，能使焊缝成型均匀、圆滑过渡，保证盖面层能顺利进行。

由于盖面层焊接时是以第二层焊缝为基准的，同时也要盖住第二层焊缝的三分之二，如果第二层焊缝的宽度过宽，盖面层焊缝也跟着变宽，否则会在第二层和盖面层焊缝之间产生一条很深的凹槽，并使焊角增大，造成焊材浪费；第二层焊缝的宽度过窄，易造成焊角尺寸不足，当盖面层完成后，焊缝形状呈上大下小、上厚下薄的不对称现象。

第二层焊缝的厚度过小，将会给盖面层带来很大困难，容易造成焊缝咬边、坡口未填满，第二层焊缝与盖面层焊缝因厚度不足引起的内凹等；第二层焊缝的厚度过大，熔池铁水会在靠下盖板处产生堆积，导致未熔合。

进一步地，所述第二层焊接速率为180mm-210mm/min。

第二层焊接速度过大，焊缝宽度和厚度减小，焊角尺寸也随之减小，导致焊缝脱节，达不到盖面要求；第二层焊接速度过小，焊缝宽度和厚度增加，焊角尺寸也随之增大，熔池铁水会在靠下盖板处产生堆积，导致未熔合。

进一步地，所述第二层焊缝覆盖所述第一层焊缝靠近所述下盖板一侧，所述第二层焊缝覆盖所述第一层焊缝宽度的0.6-0.7倍。

进一步地，所述第二层焊接中，焊枪与环缝的焊接方向的角度为75-85°，所述焊枪与所述下盖板的夹角为60-70°，所述焊枪与所述上心盘的外周面之间的夹角均为20-30°。

S3，对具有所述第二层焊缝和打底焊缝的环缝采用第二分段退焊法进行盖面层焊接，所述盖面层焊接的每段起焊点均与所述第二层焊接中的每段起焊点错开至少10mm。

因为起焊点和收尾处是最易产生焊接缺陷和应力集中的区域，所以盖面层焊接中每段的起焊点均与第二层焊接中的每段起焊点错开至少10mm。如果错开距离过少，会使盖面层焊接和第二层焊接的起焊点处焊接缺陷和应力集中叠加。

盖面层焊接过程中，宽度方向将裸露的第一层焊缝覆盖。

进一步地，环缝所述盖面层焊接的每段起焊点均与所述第二层焊接中的每段起焊点错开10-20mm。

错开距离过长，会增加焊接接头的数量，增大焊后打磨接头时间，增强了劳动强度。

进一步地，所述盖面层的焊缝的宽度为6-8mm，所述盖面层的焊缝的厚度为3-4mm。

进一步地，所述盖面层焊接速率为350mm-380mm/min。

盖面层焊接速度过大，易造成坡口未填满、焊缝脱节、内凹等缺陷；盖面层焊接速度过小，易造成咬边、焊缝下垂、铁水堆积引起的熔合不良、与第二层焊缝的结合处产生沟槽等缺陷。

进一步地，所述第一层焊接速率为330-340mm/min，所述第二层焊接速率为190-200mm/min，所述盖面层焊接速率为360-370mm/min。

进一步地，所述盖面层焊接中，焊枪与焊接方向的角度为65-75°，所述焊枪与所述下盖板的夹角为20-30°，所述焊枪与所述上心盘的外周面之间的夹角均为60-70°。

另外，在进行焊接前，先对环缝50mm范围内进行预热，预热温度为150-250℃。

因为上心盘的材质是B级铸造件，含碳量为0.49％，属于中碳钢，预热可以提高工件整体温度，减小焊接接头的冷却速度，避免产生淬硬倾向和减小焊接应力，促使焊缝中氢的逸出，防止产生气孔和裂纹，清除待焊部位的油污和水分。预热温度过高，造成能源损耗，不利于操作工在高温下焊接。

图3为本发明实施例提供的焊接方法的焊缝的截面图，由图3可知，本发明提供的焊接方法形成的焊缝的结构为：最内层是第一层焊缝10，第一侧焊缝10外靠近下盖板6部分为第二层焊缝11，第一侧焊缝10外靠近上心盘5部分为盖面层12。

下面将结合具体的实施例，对本发明提供的一种焊接方法做进一步地详细说明。

实施例1

实施例1提供一种中梁的下盖板与上心盘之间的环缝的焊接方法，下盖板的材质为Q450NQR1，上心盘的材质为B级铸造件。焊丝牌号为TH550-NQ-I1，实芯，直径为1.2mm，焊接过程采用80％Ar+20％CO2体积比例的混合气体为保护气体，保护气流量为：15ml/min，焊接机型号为松下KRII-500型，焊接电流为270A，电弧电压为30V。包括如下步骤：

1、焊前清理：将上心盘表面以及下盖板与上心盘结合面上的铁锈、油污清理干净，露出金属光泽。

2、焊前预热：将上心盘待焊部位50mm区域内预热一周，预热温度为150℃。

3、上心盘开30°单边坡口，焊角尺寸为10mm，故采用两层三道焊接。

4、第一层焊接：焊枪与焊接方向成75°倾角，与上心盘和下盖板分别呈45°夹角，焊接速率为350mm/min。为避免应力集中，打底层焊接时，在中梁的长度方向对称预留两段长约60mm的环缝不焊。环缝分4段圆弧按照对称焊接的顺序进行焊缝，图4为本实施例焊接过程的顺序结构示意图，结合图4，按照1→2→3→4的顺序进行焊接。采用以上焊接顺序及方法，可使焊接过程中焊接应力得到有效释放，第一层完成后用圆头小锤轻轻锤击焊缝周围，消除焊接残余应力。第一层焊接时，焊枪喷嘴靠在中梁下盖板上，焊丝对准坡口根部作直线往返运条，焊枪向前移动的同时，手腕也要相应的调整，使焊枪始终保持在正确的角度中，焊缝厚度为5mm，宽度为-7mm，预留坡口面1-2mm，焊至收弧处时回焊3mm，并将弧坑填满，防止产生弧坑裂纹。

5、第二层焊接：焊枪与焊接方向成75°倾角，与上心盘成25°、与中梁下盖板成75°夹角，焊接速率为180mm/min。第二层焊接时，与第一层接头处错开15mm起弧，采用分段退焊法，即先焊半个圆弧的末端焊缝，再焊前端焊缝，用第二段焊缝的收弧盖住第一段焊缝的起头处，使接头平整美观，焊接顺序及方向如图4所示。按照1’→2’→3’→4’的顺序进行焊接。采用斜圆圈运条法，盖住第一层焊缝靠近上心盘处的三分之二，焊接速度稍慢，焊缝厚度为3mm。第二层焊完后同样使用锤击法消除焊接残余应力。按照上述第一层焊接时预留的60mm长的环缝两端延伸20mm不进行第二层焊接。第二层焊缝的宽度为12mm，厚度为6mm。

6、盖面层焊接：焊枪与焊接方向成65°倾角，与上心盘成75°、与中梁下盖板成25°夹角，焊接速率为350mm/min。盖面层焊接时，与第二层接头处错开15mm起弧，同样采用分段退焊法，焊接顺序及方向如图4所示。按照1”→2”→3”→4”的顺序进行焊接。盖面层焊接时，使用直线往返“回压”法运条，即焊枪喷嘴靠在中梁下盖板上，焊丝对着第二层焊缝的三分之二处作直线往返运条，每前进5mm向后回压2mm，将熔池压扁后使焊缝上、下侧更好地圆滑过渡，从而形成优质焊缝。焊接过程中特别注意随着焊枪的向前移动，手也要跟着向前移动，保持焊枪角度不变。盖面层完成后使用锤击法，待残余应力消除后把预留的两段用上述相同方法焊完。

7、焊缝清理：将焊缝接头、上心盘立面飞溅用砂轮机打磨平整干净，焊接结束。

实施例2

实施例2提供一种中梁的下盖板与上心盘之间的环缝的焊接方法，下盖板的材质为Q450NQR1，上心盘的材质为B级铸造件。焊丝牌号为TH550-NQ-I1，实芯，直径为1.2mm，焊接过程采用80％Ar+20％CO2体积比例的混合气体为保护气体，保护气流量为：15ml/min，焊接机型号为松下KRII-500型，焊接电流为270A，电弧电压为30V。包括如下步骤：

1、焊前清理：将上心盘表面以及下盖板与上心盘结合面上的铁锈、油污清理干净，露出金属光泽。

2、焊前预热：将上心盘待焊部位50mm区域内预热一周，预热温度为180℃。

3、上心盘开30°单边坡口，焊角尺寸为10mm，故采用两层三道焊接。

4、第一层焊接：焊枪与焊接方向成78°倾角，与上心盘呈40°角，和下盖板分别呈50°夹角，焊接速率为320mm/min。为避免应力集中，打底层焊接时，在中梁的长度方向对称预留两段长约58mm的环缝不焊。环缝分4段圆弧按照对称焊接的顺序进行焊缝，图4为本实施例焊接过程的顺序结构示意图，结合图4，按照1→2→3→4的顺序进行焊接。采用以上焊接顺序及方法，可使焊接过程中焊接应力得到有效释放，第一层完成后用圆头小锤轻轻锤击焊缝周围，消除焊接残余应力。第一层焊接时，焊枪喷嘴靠在中梁下盖板上，焊丝对准坡口根部作直线往返运条，焊枪向前移动的同时，手腕也要相应的调整，使焊枪始终保持在正确的角度中，焊缝厚度为4mm，宽度为5mm，预留坡口面1-2mm，焊至收弧处时回焊3mm，并将弧坑填满，防止产生弧坑裂纹。

5、第二层焊接：焊枪与焊接方向成78°倾角，与上心盘成25°、与中梁下盖板成65°夹角，焊接速率为190mm/min。第二层焊接时，与第一层接头处错开18mm起弧，采用分段退焊法，即先焊半个圆弧的末端焊缝，再焊前端焊缝，用第二段焊缝的收弧盖住第一段焊缝的起头处，使接头平整美观，焊接顺序及方向如图4所示。按照1’→2’→3’→4’的顺序进行焊接。采用斜圆圈运条法，盖住第一层焊缝靠近上心盘处的三分之二，焊接速度稍慢，焊缝厚度为4mm。按照上述第一层焊接时预留的60mm长的环缝两端各延伸10mm不进行第二层焊接。第二层焊缝的宽度为10mm，厚度为4mm。

6、盖面层焊接：焊枪与焊接方向成70°倾角，与上心盘成65°、与中梁下盖板成25°夹角，焊接速率为370mm/min。盖面层焊接时，与第二层接头处错开15mm起弧，同样采用分段退焊法，焊接顺序及方向如图4所示。按照1”→2”→3”→4”的顺序进行焊接。盖面层焊接时，使用直线往返“回压”法运条，即焊枪喷嘴靠在中梁下盖板上，焊丝对着第二层焊缝的宽度方向靠近下盖板的三分之二处作直线往返运条，每前进5mm向后回压2mm，将熔池压扁后使焊缝上、下侧更好地圆滑过渡，从而形成优质焊缝。焊接过程中特别注意随着焊枪的向前移动，手也要跟着向前移动，保持焊枪角度不变。盖面层完成后使用锤击法，待残余应力消除后把预留的两段用上述相同方法焊完。

7、焊缝清理：将焊缝接头、上心盘立面飞溅用砂轮机打磨平整干净，焊接结束。

实施例3

实施例3提供一种中梁的下盖板与上心盘之间的环缝的焊接方法，下盖板的材质为Q450NQR1，上心盘的材质为B级铸造件。焊丝牌号为TH550-NQ-I1，实芯，直径为1.2mm，焊接过程采用80％Ar+20％CO2体积比例的混合气体为保护气体，保护气流量为：15ml/min，焊接机型号为松下KRII-500型，焊接电流为270A，电弧电压为30V。包括如下步骤：

1、焊前清理：将上心盘表面以及下盖板与上心盘结合面上的铁锈、油污清理干净，露出金属光泽。

2、焊前预热：将上心盘待焊部位50mm区域内预热一周，预热温度为220℃。

3、上心盘开30°单边坡口，焊角尺寸为10mm，故采用两层三道焊接。

4、第一层焊接：焊枪与焊接方向成72°倾角，与上心盘呈42°角，和下盖板分别呈48°夹角，焊接速率为330mm/min。为避免应力集中，打底层(第一层)焊接时，在中梁的长度方向对称预留两段长约55mm的环缝不焊。环缝分4段圆弧按照对称焊接的顺序进行焊缝，图4为本实施例焊接过程的顺序结构示意图，结合图4，按照1→2→3→4的顺序进行焊接。采用以上焊接顺序及方法，可使焊接过程中焊接应力得到有效释放，第一层完成后用圆头小锤轻轻锤击焊缝周围，消除焊接残余应力。第一层焊接时，焊枪喷嘴靠在中梁下盖板上，焊丝对准坡口根部作直线往返运条，焊枪向前移动的同时，手腕也要相应的调整，使焊枪始终保持在正确的角度中，焊缝厚度为3mm，宽度为6mm，预留坡口面1-2mm，焊至收弧处时回焊3mm，并将弧坑填满，防止产生弧坑裂纹。

5、第二层焊接：焊枪与焊接方向成82°倾角，与上心盘成28°、与中梁下盖板成62°夹角，焊接速率为200mm/min。第二层焊接时，与第一层接头处错开16mm起弧，采用分段退焊法，即先焊半个圆弧的末端焊缝，再焊前端焊缝，用第二段焊缝的收弧盖住第一段焊缝的起头处，使接头平整美观，焊接顺序及方向如图4所示。按照1’→2’→3’→4’的顺序进行焊接。采用斜圆圈运条法，盖住第一层焊缝靠近上心盘处的三分之二，焊接速度稍慢，焊缝厚度为4mm。按照上述第一层焊接时预留的55mm长的环缝两端各延伸8mm不进行第二层焊接。第二层焊缝的宽度为11mm，厚度为4mm。

6、盖面层焊接：焊枪与焊接方向成66°倾角，与上心盘成69°、与中梁下盖板成21°夹角，焊接速率为380mm/min。盖面层焊接时，与第二层接头处错开18mm起弧，同样采用分段退焊法，焊接顺序及方向如图4所示。按照1”→2”→3”→4”的顺序进行焊接。盖面层焊接时，使用直线往返“回压”法运条，即焊枪喷嘴靠在中梁下盖板上，焊丝对着第二层焊缝的宽度方向靠近下盖板的三分之二处作直线往返运条，每前进5mm向后回压2mm，将熔池压扁后使焊缝上、下侧更好地圆滑过渡，从而形成优质焊缝。焊接过程中特别注意随着焊枪的向前移动，手也要跟着向前移动，保持焊枪角度不变。盖面层完成后使用锤击法，待残余应力消除后把预留的两段用上述相同方法焊完。

7、焊缝清理：将焊缝接头、上心盘立面飞溅用砂轮机打磨平整干净，焊接结束。

实施例4

实施例4提供一种中梁的下盖板与上心盘之间的环缝的焊接方法，下盖板的材质为Q450NQR1，上心盘的材质为B级铸造件。焊丝牌号为TH550-NQ-I1，实芯，直径为1.2mm，焊接过程采用80％Ar+20％CO₂体积比例的混合气体为保护气体，保护气流量为：15ml/min，焊接机型号为松下KRII-500型，焊接电流为270A，电弧电压为30V。包括如下步骤：

1、焊前清理：将上心盘表面以及下盖板与上心盘结合面上的铁锈、油污清理干净，露出金属光泽。

2、焊前预热：将上心盘待焊部位50mm区域内预热一周，预热温度为235℃。

3、上心盘开30°单边坡口，焊角尺寸为10mm，故采用两层三道焊接。

4、第一层焊接：焊枪与焊接方向成77°倾角，与上心盘呈48°角，和下盖板分别呈42°夹角，焊接速率为340mm/min。为避免应力集中，打底层(第一层)焊接时，在中梁的长度方向对称预留两段长约62mm的环缝不焊。环缝分4段圆弧按照对称焊接的顺序进行焊缝，图4为本实施例焊接过程的顺序结构示意图，结合图4，按照1→2→3→4的顺序进行焊接。采用以上焊接顺序及方法，可使焊接过程中焊接应力得到有效释放，第一层完成后用圆头小锤轻轻锤击焊缝周围，消除焊接残余应力。第一层焊接时，焊枪喷嘴靠在中梁下盖板上，焊丝对准坡口根部作直线往返运条，焊枪向前移动的同时，手腕也要相应的调整，使焊枪始终保持在正确的角度中，焊缝厚度为3mm，宽度为7mm，预留坡口面1-2mm，焊至收弧处时回焊4mm，并将弧坑填满，防止产生弧坑裂纹。

5、第二层焊接：焊枪与焊接方向成84°倾角，与上心盘成29°、与中梁下盖板成61°夹角，焊接速率为195mm/min。第二层焊接时，与第一层接头处错开17mm起弧，采用分段退焊法，即先焊半个圆弧的末端焊缝，再焊前端焊缝，用第二段焊缝的收弧盖住第一段焊缝的起头处，使接头平整美观，焊接顺序及方向如图4所示。按照1’→2’→3’→4’的顺序进行焊接。采用斜圆圈运条法，盖住第一层焊缝靠近上心盘处的三分之二，焊接速度稍慢，焊缝厚度为4mm。按照上述第一层焊接时预留的62mm长的环缝两端各延伸10mm不进行第二层焊接。第二层焊缝的宽度为12mm，厚度为5mm。

6、盖面层焊接：焊枪与焊接方向成72°倾角，与上心盘成61°、与中梁下盖板成29°夹角，焊接速率为360mm/min。盖面层焊接时，与第二层接头处错开18mm起弧，同样采用分段退焊法，焊接顺序及方向如图4所示。按照1”→2”→3”→4”的顺序进行焊接。盖面层焊接时，使用直线往返“回压”法运条，即焊枪喷嘴靠在中梁下盖板上，焊丝对着第二层焊缝的宽度方向靠近下盖板的三分之二处作直线往返运条，每前进5mm向后回压2mm，将熔池压扁后使焊缝上、下侧更好地圆滑过渡，从而形成优质焊缝。焊接过程中特别注意随着焊枪的向前移动，手也要跟着向前移动，保持焊枪角度不变。盖面层完成后使用锤击法，待残余应力消除后把预留的两段用上述相同方法焊完。

7、焊缝清理：将焊缝接头、上心盘立面飞溅用砂轮机打磨平整干净，焊接结束。

对比例1

对比例1提供一种焊接方法，该焊接方法以实施例1为参照，对比例1与实施例1不同的是：步骤4中，第一层焊接中，不预留环缝不焊。步骤5中，第二焊接为全焊。步骤6中，盖面层焊接时，与第二层接头处错开3mm起弧，其余与实施例1相同。

对比例2

对比例2提供了一种焊接方法，该焊接方法以实施例1为参照，对比例2与实施例2不同的是：步骤4中，第一层焊接中，在中梁的长度方向对称预留两段长约90mm的环缝不焊。步骤5中，第二层焊接时，按照第一层焊接时预留的90mm长的环缝两端延伸30mm不进行第二层焊接。步骤6中，盖面层焊接时，与第二层接头处错开30mm起弧，其余与实施例1相同。

表1

表1中，平滑是指焊缝与焊件间的夹角为钝角，内应力最小，凸起是指焊缝与焊件间的夹角为锐角，有很大的内应力，焊缝过渡不良是指同一层的不同焊道之间有沟壑。

焊缝质量合格率是焊缝外观为平滑的产品数量与产品总数量的比值。

由表1可知，本发明实施例1至实施例4提供的焊接方法，观察焊缝外观，平滑过渡，无凸起，无焊缝过渡不良，焊缝质量合格率为80-90％。对比例1提供的焊接方法，焊缝外观有凸起，凸起的高度为2mm，有焊缝过渡不良问题，焊缝质量合格率为48％；对比例2提供的焊接方法，焊接外观有凸起，凸起的高度为2mm，有焊缝过渡不良问题，过不良处的沟壑深度为1mm，焊缝质量的合格率为35％。

本发明控制每一层和第二层焊接过程中，在中梁的长度方向预留环缝不进行焊接，用于释放焊接过程中产的应力；同时，后一层的焊接均匀前一层的错开焊接，放置产生应力集中，这样在层层焊接中产生的应力就从预留不焊的区域释放，采用该方法焊接后焊缝平滑无凸起，内应力小，成形效果良好。同时通过第二层焊接采用较慢的速率，第三次焊接采用较快的速率，同时控制焊接的角度，来解决高发咬边的问题。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种焊接方法，用于铁路货车中梁的下盖板和上心盘之间的环缝进行焊接，其特征在于，所述方法包括：

对所述下盖板和上心盘之间的环缝按照对称焊接的方式进行第一层焊接，所述第一层焊接过程中，预留两个沿所述中梁的长度方向相对设置的环缝不焊，形成两段第一层焊缝；两段所述第一层焊缝相靠近的两个端部之间的距离≥50mm；

在两段所述第一层焊缝的中部均采用第一分段退焊法进行第二层焊接，形成两段第二层焊缝；每段所述第二层焊缝的端部与对应的所述第一层焊缝的端部的距离≥10mm；

对具有所述第二层焊缝和打底焊缝的环缝采用第二分段退焊法进行盖面层焊接，所述盖面层焊接的每段起焊点均与所述第二层焊接中的每段起焊点错开至少10mm。

2.根据权利要求1所述的一种焊接方法，其特征在于，两段所述第一层焊缝相靠近的两个端部之间的距离为50-70mm环缝，每段所述第二层焊缝的端部与对应的所述第一层焊缝的端部的距离为10-20mm；所述盖面层焊接的每段起焊点均与所述第二层焊接中的每段起焊点错开10-20mm。

3.根据权利要求1所述的一种焊接方法，其特征在于，所述第一层焊缝的宽度为5-7mm，所述第一层焊缝的厚度为3-5mm，所述第二层焊缝的宽度为10-12mm，所述第二层焊缝的厚度为4-6mm，所述盖面层的焊缝的宽度为6-8mm，所述盖面层的焊缝的厚度为3-4mm。

4.根据权利要求1所述的一种焊接方法，其特征在于，所述第一层焊接速率为320-350mm/min，所述第二层焊接速率为180-210mm/min，所述盖面层焊接速率为350-380mm/min。

5.根据权利要求4所述的一种焊接方法，其特征在于，所述第一层焊接速率为330-340mm/min，所述第二层焊接速率为190-200mm/min，所述盖面层焊接速率为360-370mm/min。

6.根据权利要求1所述的一种焊接方法，其特征在于，所述第二层焊缝覆盖所述第一层焊缝靠近所述下盖板的一侧，所述第二层焊缝覆盖所述第一层焊缝宽度的0.6-0.7倍。

7.根据权利要求1所述的一种焊接方法，其特征在于，所述第一层焊接中，焊枪与环缝的焊接方向的角度为70-80°，所述焊枪与所述下盖板以及所述上心盘的外周面之间的夹角均为40-50°。

8.根据权利要求1所述的一种焊接方法，其特征在于，所述第二层焊接中，焊枪与环缝的焊接方向的角度为75-85°，所述焊枪与所述下盖板的夹角为60-70°，所述焊枪与所述上心盘的外周面之间的夹角均为20-30°。

9.根据权利要求1所述的一种焊接方法，其特征在于，所述盖面层焊接中，焊枪与焊接方向的角度为65-75°，所述焊枪与所述下盖板的夹角为20-30°，所述焊枪与所述上心盘的外周面之间的夹角均为60-70°。

10.根据权利要求1所述的一种焊接方法，其特征在于，所述打底层焊接前，所述下盖板上预留有坡口面，所述坡口面的宽度为1-2mm。

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