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1、,EN15085-3轨道应用轨道车辆和车辆部件的焊接 第3 部分：设计要求,介绍 在铁路车辆及其部件的制造过程中，焊接是一项特殊工艺。对于该工艺所要求的条款列于EN ISO 3834标准系列中。这些条款的原理是轨道车辆工程特殊要求中基本的技术焊接标准。 本欧洲标准旨在规定欧洲标准强制执行的期限；但并不能作为这些标准的替代品、 本欧洲可用于内部或外部团体，包含评估机构的能力是否达到客户、规章和机构自身要求的认证主体。,3. 术语和定义 EN 15085-1：2007 中的术语和定义适用于本文件。,4. 设计要求 4.1 概述 关于将铁路车辆零部件形成一个整体的焊接问题，除项目框架范围内和产品 规
2、格中制订的特定规定外，设计和要求的定义如下：,4.2 接头静态尺寸的确定 测量应力应小于或等于规格中或制造商建议并经验收部门验收合格的所指 组件的容许强度。 焊道静态尺寸的确定举例：在附录B和附录C中列出的“有效截面aR”。 局部面积的计算要求既能保证焊缝截面是承受静态应力所要求的，也能保证 足以能够承受静态应力。,4.3 接头疲劳尺寸的确定 接头应根据应力等级和安全等级进行设计。 根据标准、规范、方法、指导准则或根据应力/周期图定义的容许疲劳强度 是在规格中规定的或由制造商提出的，应当经过验收部门或负责的国家安全部门验收合格后使用。 参考曲线图不论是规格中规定的，还是制造商提出、客户同意的，
3、通常都适用于一定类型的接头（对接焊缝、角焊焊缝等）。,4.4 应力等级和应力因数 应力等级是根据表 1 由应力因数确定的。应力因数是接头类型的计算疲劳应力与经过适当安全因数调节的容许疲劳应力之比。容许应力的数据标准和数据源 应在客户与制造商，必要时还应与国家安全部门协商达成一致。 此外，容许疲劳应力可以通过典型接头试样的疲劳试验得出。可以根据与国 家安全部门达成一致的标准或准则进行疲劳试验的统计学评定。关于铁路车辆结 构要求的欧洲标准，例如 EN 12663 也可以采用。除此之外，也可以采用国家标 准。,4.5 安全等级 安全等级定义单个焊接接头因疲劳对个人、设备和环境的影响造成的后果。 安全
4、等级的区分如下： 低：焊接接头的疲劳不会对综合功能造成任何直接的损害。不可能造成人身伤害的重大事件。 中：焊接接头故障导致总功能的减弱，或者可能造成人身伤害事件。 高：焊接接头故障导致人身伤害和总功能下降的重大事件。 如果合同中有要求，设计人员对每个焊缝安全等级的验收应经过客户和/或国家安全部门的批准。 为了确定安全等级，还应考虑到附录 G。,表 3焊接性能等级与检查等级之间的对应关系,4.8 应力等级、安全等级、焊接性能等级、缺陷质量等级、检查等级和试验之间的关系,5.2.3有关焊接性能等级的螺柱焊接缺陷质量等级 螺柱焊接的接头只允许采用焊接性能等级 CP C3 和 CP D，并应满足 EN
5、 ISO 14555 的要求。 如果不能达到焊接性能等级，设计人员应当降低应力等级或改变设计。,5.2.4电阻点焊、多点凸焊和电阻缝焊的质量要求 电阻点焊、多点凸焊和电阻缝焊的质量要求在表 2 中定义。有关表面质量，适用表 T.3。 电阻点焊、多点凸焊和电阻缝焊不允许用于焊接性能等级 CP A 和 CP B。,5.2.5定义其他焊接工序的质量要求 其他焊接工序的质量要求可以由客户与制造商协商并达成一致。如果需要，还应与国家安全部门达成一致。,6. 基本金属和焊接消耗材料的选择 6.1 基本金属的选择 根据 CEN ISO/TR 15608，基本金属应符合材料的分组类型并具有确定的可焊接性。如果
6、材料与合适的 EN 标准一致并被视为可焊接材料，那么便可认为具有符合 ISO/TR 581 的可焊接性。 如果一种基本材料没有确定的可焊接性，制造商应当利用焊接工艺评定记录（WPQR）向客户或操作人员证明通过基本材料符合设计办公室或工程部门制订的要求所实现的接头特性（见 EN 15085-4：2007，5.4）。 要求有中、高安全等级焊接接头的铁路车辆零件，只能使用具有或符合动态负载疲劳强度值的基本材料。 6.2 焊接消耗材料的选择 如果对选定的焊接消耗材料的特性存在怀疑，制造商应当利用焊接工艺评定 记录（WPQR）向客户或操作人员证明通过消耗材料符合设计办室或工程部门制订的要求所实现的接头特
7、性（见 EN 15085-4：2007，5.3.1）。,7. 焊接接头的设计 7.1 概述 焊接接头应当避免截面上有锐边和陡面。应当尽量不要妨碍作用力的走向。 如果可能，各焊接件的中心线应当重合在一个点上。焊缝也应避免处在应力高的部位。如果做不到这一点，应计划采用更高一级的检查要求。必要时，应决定在开发过程中通过生产焊接试验提供焊缝计算厚度的证明。 在基本材料和焊接消耗材料的可焊接性方面，应当遵守制造商提出的要求和 建议。 对于应力在厚度方向的钢部件，应根据EN 1011-2 采取合适的设计措施，,为了减少变形，焊接接头应沿组件中心线或对称于这一中心线放置。 组件的设计应当为焊接或检查提供尽可
8、能最好的接近条件。 应当避免接头的堆积。如果需要，可以使用锻件或铸件。 应当避免在受拉梁翼上利用横向焊缝焊接附属零件。 应当避免一个组件上既有焊接接头又有螺栓或铆钉固定接头。 在冷异型钢或铝及铝合金材料的受热区，计算时应当考虑到强度的下降,7.2 冷压成型部位的焊接,7.3.3 塞焊和槽焊 塞焊和槽焊只能用于焊接性能等级为CP C2、CP C3 或CP D 的焊缝以及只有剪切应力的焊缝。,对孔或槽进行角焊时，应遵守下列原则： 孔径应为：d （3 至4）t2或 槽宽应为：c 3t2。,7.3.6 填料和排泄口 如果需要有排泄口，那么开口应当足够大，周围能由密封焊缝环绕而不会在连接焊缝的热影响区内
9、形成应力。,r 符合EN 1708-2 要求，但最小为30 毫米，d 20 毫米。,7.3.7 角撑板端和加强衬板端,为了使焊缝返回到起点的正常条件下，角撑板端和加强衬板端的设计应如图8 所示,7.3.9 焊缝返回起点 焊缝的走向应当环绕着角撑板端。如果可能，在长度L 上应没有断焊现象，也就是至少等于2 t 的厚度。 a）通常可以避免独立于焊接性能等级的板端出现腐蚀问题； b）在高应力的边缘； c）如果焊接为CP C3 或CP D，则不一定要求焊缝返回到起点。,7.3.10 角焊,到边缘的距离v 应为：v 1.5at,为了减少角变形和应力的形成，两个接头之间的最小距离应根据连接的零件厚度和组件
10、的夹紧装置来确定。厚度小于20 毫米时，尤其是铝材或高强度钢材，建议相互之间至少应保留50 毫米的熔化区，,t2 t1 lmin（最小长度）3t2（5 毫米 t2 20 毫米时，最小为50 毫米）,7.3.11 对接焊缝,如果是焊接性能等级为CP A 和CP B 的焊缝，应当在焊缝开始处和结束处使用引弧板和引出板，,7.3.13 混合组件 这种组件即使其中只有一个部件是受应力部件也应当避免。 焊接与螺栓固定的组合件不能补充传递应力，也不能减小焊接收缩产生的应力。 在这种情况下，只有焊缝承受应力。所以，焊缝可能是承受周期性应力的混合组件上出现疲劳裂纹的原因。因此，计算值适用于独立的焊缝。,e 3
11、L但至少为：钢20 毫米，铝合金30 毫米；,7.3.17 间断焊缝,v 0.5L,小结 按照EN15085图纸上必须标注的内容信息如下： 1）企业认证等级；如：CL1； 2）焊接缺欠的验收等级如ISO5817-C、ISO10042-C；或者焊缝性能等级和检查等级。 3）未注焊接公差ISO13920； 4）焊接接头明细表（包含：接头形式、焊缝厚度（高度）、焊接性能等级、焊缝长度、焊接材 料） 5）此外，如果有电阻点焊还要另外标注电阻点焊表面质量等级按EN15085表F3选择验收等级。,技术要求1）企业人证等级：CL1；2）未注焊接公差：ISO13920-B/F；3）焊接性能等级：CP C2；4
12、）焊缝符号：ISO2553；,ISO9013-热切割热切割分类产品尺寸规格及品质公差 1 范围 本国际标准适用于采用氧火焰切割等离子切割以及激光切割的材料使 用范围分别为火焰切割自3mm 至300mm,等离子切割自1mm 至150mm, 激光切割0.5 至40mm 该国际标准包括几何产品规格及品质公差,1 喷灯 2 喷嘴 3 火焰束 4 切缝 5 切削起点 6 切削终点,a 被加工件厚度 b 喷嘴距离 c 进给方向 d 顶缝宽度 e 切削厚度 f 切削长度 g 底缝宽度 h 切削方向,有关产品工件的术语,1 切割的上边缘 a 加工件厚度 2 切割面 b 切割厚度(可能性最大) 3 切割的下边缘
13、 c 榫头深度/切割厚度可能性最大 d 切割厚度第二可能性 e 切割长度,3.2.3 切削类型,1 垂直切割 2 倾斜式切割 3 倾斜式切割2 次切割,3.3切削速度 是指在工具例如火焰喷管与工件之间的相对速度 3.4 切缝宽度 由切割射流产生的切割顶边缘或存在的顶边缘融化切割面的距离 3.5 拖拽n 沿切削方向在拖绳两点之间的投影距离,3.6 垂直度与倾斜度公差u 两个平行直线切线之间的距离表面轮廓内切两线并位于设定角度范围内例如在垂直切割情况下的90 注释：垂直度与倾斜度公差不仅表示垂直度偏差同时也表示平整度偏差,3.7 轮廓单元高度Zt 是指轮廓峰高与谷深的总和 3.8 轮廓平均高度Rz
14、5 每个轮廓元素5 边界单一测量距离的算术平均,注释：Rz5 中的数字5 用于区别5 边界单轮廓元素的算术平均与最大高度,3.9 顶部边缘溶解r 测量上部边缘切割形成特性 注释：上部边缘可以是陡沿熔化边缘或者突出切削边缘 3.10 刨削槽 对不规则的宽度深度以及形状进行冲刷或掏槽最好是沿着切削厚度方 向这样可以其他形式的切削面,A 切削方向 B 进给方向,4 符号 为了本国际标准下列尺寸标注符号有效 符号术语 a 切割厚度 a 厚度减小 Bz 机械加工余量 c 坡口深度 f 拖绳跨比 G0 偏差上限 Gu 偏差下限 Ln 估算长度 Lr 单一采样长度 N 拖拽 R 顶部溶解 Rz5 轮廓平均高
15、度 T 加工件厚度 tG 平直度公差 tP 平行度公差 tW 垂直度公差 u 垂直度或倾斜度公差 Zt 轮廓单元高度 切割斜面角度 喷嘴设定角度,5 外形与位置公差 图10 说明了公差区内的最大偏差,u 切削方向的垂直公差见ISO 1101 1983 标准的14.8 条款描述 tw 与A 相关的切割宽度的垂直公差见ISO 1101 1983 标准的14.8 条款 描述 tp 钢板层与A 相关的切割宽度的平行公差见ISO 1101 1983 标准的14.7 条款描述 tG1 切割长度的平直公差见ISO 1101 1983 标准的14.1 条款描述 tG2 切割宽度的平直公差见ISO 1101 1
16、983 标准的14.1 条款描述,6 切割面质量的确定 6.1 概述 此类要求用来指出测量程序及测量仪器并利用它们来确定及评价切割面 的特性值 在选择测量仪器时应慎重地保证误差限制范围不超过待测量特性数据的 25% 表1 与表2 指出了特性数据用精确测量与近似测量仪器,6.2 测量 6.2.1 测量条件 测量应在包含有缺陷的经毛刷处理的无氧化物的外侧面进行 取热切割工件的上侧面与下侧面作为基准元件此类元件应平整干净 为了方便对平直度的定义基准元件与测量直线应互相对准以保证平直 测量线与实际表面之间的最大距离等于最小值最小值条件细节如ISO 1101 1983 标准的3.7 条款中描述,6.2.2 测量点 6.2.2.1 概述 测量点的个数与位置取决于工件的形状与尺寸有时候也与预定的用途有 关下列指示可作为指南 切割面在公差范围内的分类依据最
