JPH06270810A - 鉄道車両用台車枠溶接部の疲労強度向上方法 - Google Patents

鉄道車両用台車枠溶接部の疲労強度向上方法

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JPH06270810A
JPH06270810A JP8528993A JP8528993A JPH06270810A JP H06270810 A JPH06270810 A JP H06270810A JP 8528993 A JP8528993 A JP 8528993A JP 8528993 A JP8528993 A JP 8528993A JP H06270810 A JPH06270810 A JP H06270810A
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JP
Japan
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welding
fatigue strength
bogie frame
shot peening
welded
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Pending
Application number
JP8528993A
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English (en)
Inventor
Hideki Uchida
英樹 内田
Shunichi Hagiwara
俊一 萩原
Hiroki Waki
博喜 脇
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 グラインダによる手入れを必要としない鉄道
車両用台車枠溶接部の疲労強度向上方法を提供する。 【構成】 鉄道車両用台車枠の溶接接合部をMAG溶接
した後、TIG溶接して溶接止端部の形状を改善し、さ
らにショットピーニング加工を施して圧縮残留応力を付
加させることを特徴とする。 【効果】 グラインダ手入れによる改善法に比べ、さら
に高い疲労強度向上が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄道車両用台車枠溶
接部の疲労強度を向上させるための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶接構造物の溶接継手の溶接部近傍に
は、一般に引張り残留応力が発生する。そのため、溶接
継手部に繰り返し応力が長期にわたり作用すると、溶接
構造物は疲労破壊する危険がある。このような溶接継手
の疲労強度を改善するための機械的処理として一般には
ハンマピーニング法が行なわれていた(特開平4−21
717号公報等)。
【0003】一方、鉄道車両用台車枠は、例えば図1
A、Bに示すように、左右の側梁1、2とその間の中央
部に横設した横梁3とを隅肉溶接4して構成されてお
り、その溶接接合部は、JIS E 4207によれば
11Kgf/mm2の基準応力が要求されている。従来
は図2に示すように、MAG溶接法により隅肉溶接して
形成された溶着金属5の表面部分をグラインダにより手
入れして形状を改善すると同時に疲労強度を向上させて
いた。なお、図中に2点鎖線で示すMAG溶接表面6と
実線で示すグラインダ仕上げ表面7との間の溶着金属は
グラインダにより削りとられる。
【0004】しかし、グラインダによる手入れ作業は、
3K作業の最たる例であって、自動化、機械化が急務と
なっている。ところが、グラインダ作業を自動化、機械
化しても、処理速度が遅く生産性が悪いため不適であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとく、鉄道車
両用台車枠溶接部の疲労強度を向上させるのに、グライ
ンダによる手入れ作業を行なうのは生産上望ましくな
い。
【0006】この発明は、上記従来法に見られる欠点を
除くため、グラインダによる手入れ作業を必要としない
鉄道車両用台車枠溶接部の疲労強度向上方法を提供する
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の鉄道車両用台車枠溶接部の疲労強度向上
方法は、鉄道車両用台車枠の溶接接合部をMAG溶接し
た後、TIG溶接して溶接止端部の形状を改善し、更に
ショットピーニング加工を施して圧縮残留応力を付加さ
せる。
【0008】
【作用】一般に、疲労強度を向上させるには、TIG
溶接より形状を改善する方法、ショット投射により圧
縮残留応力を付与する方法などが知られている。しか
し、のTIG溶接より形状を改善する方法は、作業者
の技量や下地ビード形状による疲労強度向上のバラツキ
が多いため、この方法だけではグラインダ手入れ作業に
よる疲労強度値より低くなる場合がある。また、のシ
ョットピーニングにより圧縮残留応力を付与する方法
は、溶接止端部が鋭角な肉盛り形状をしており、溶接止
端部にショットを均一に当てることが困難なため、この
方法だけでは十分な効果が得られない。
【0009】そこで、図3に示すように、この発明の実
施により、鉄道車両用台車枠の溶接接合部をMAG溶接
して溶着金属5を形成した後、溶接止端部の表面形状を
TIG溶接により改善し、更に溶着金属5の表面全体に
ショツトピーニングを行なうことにより、溶接接合部の
疲労強度向上が安定して達成できる。
【0010】
【実施例】図1A、Bに示すように、左右の側梁1、2
とその間の中央部に横設した横梁3とを隅肉溶接4して
構成された鉄道車両用台車枠を作る際に、図3に示すよ
うに、溶接接合部をMAG溶接して溶着金属5を形成し
た後、溶接止端部の表面形状をTIG溶接により改善
し、更に溶着金属5の表面全体にショツトトピーニング
を行なった。
【0011】この発明の実施による溶接接合部の疲労強
度向上の効果を確認するため、図4A、Bに示すように
四隅を隅肉溶接4したリブ十字溶接継手のテストピース
8を作成した。そして、TIG溶接による溶接止端部の
形状改善を調べた。その結果を図5A、Bに示す。Aは
MAG溶接したままの状態を示したものであるが、その
溶接止端部の半径R1は1.5mmである。これに対
し、Bに示す溶接止端部をTIG溶接したものは、溶接
止端部の半径R2は14mmであり、溶接止端部の形状
が改善されていることが分かる。しかし、下地ビードの
溶け込み不良のため、R3として半径1.5mmの部分
が残る場合がある。したがって、ショットピーニングに
より残留応力を付与する必要がある。
【0012】次に、溶接接合部の処理条件の違いによる
残留応力の差異を調べた。その結果を次の表1に示す。
この表1の結果から、TIG溶接だけでは、溶接ままの
+4.1Kgf/mm2に対し、−4.2Kgf/mm2
の残留応力が発生している。しかし、この発明の実施に
よるTIG溶接とショットピーニングを行なった場合に
は−22.1Kgf/mm2の残留応力が発生してい
る。この結果より、この発明は、溶接接合部の疲労強度
向上に効果のあることがわかる。
【0013】
【表1】
【0014】さらに、疲労強度を測定した結果を、図6
に溶接接合部の各処理条件でのS−N線図として示す。
この図より、この発明の実施によるTIG溶接とショッ
トピーニングを行なった場合の疲労強度は32Kgf/
mm2であり、グラインダ手入れによる29Kgf/m
2より高いことがわかる。
【0015】
【発明の効果】グラインダによる手入れ作業を必要とせ
ず、高い生産性をもって溶接接合部の疲労強度をさらに
向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施により構成された鉄道車両用台
車枠の一例を示す説明図で、Aは平面図、Bは正面図で
ある。
【図2】従来法により鉄道車両用台車枠の溶接接合部を
グラインダ手入れにより仕上げる場合の説明図である。
【図3】この発明法により鉄道車両用台車枠の溶接接合
部をTIG溶接とショットピーニングで仕上げる場合の
説明図である。
【図4】この発明法の実施によるリブ十字継手のテスト
ピースで、Aは平面図、Bは正面図である。
【図5】処理の相違による溶接止端部の形状を比較して
示す説明図で、AはMAG溶接のままの状態、BはMA
G溶接した後TIG溶接により形状を改善した状態を示
す。
【図6】図4に示すリブ十字継手のテストピースのN−
S線図である。
【符号の説明】
1、2 側梁 3 横梁 4 隅肉溶接 5 溶着金属 6 MAG溶接表面 7 グラインダ仕上表面 8 テストピース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B61D 17/00 C C21D 7/06 Z 7412−4K

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄道車両用台車枠の溶接接合部をMAG
    溶接した後、TIG溶接して溶接止端部の形状を改善
    し、さらにショットピーニング加工を施して圧縮残留応
    力を付加させることを特徴とする鉄道車両用台車枠溶接
    部の疲労強度向上方法。
JP8528993A 1993-03-19 1993-03-19 鉄道車両用台車枠溶接部の疲労強度向上方法 Pending JPH06270810A (ja)

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