EN 15085-3-2007 中文版 铁路上的应用-铁路车辆及其部件的焊接-第3部分 设计要求.pdf

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1、 BS EN 15085-3:2007 英 国 标 准 铁路上的应用 铁路车辆及其部件的焊接 第3部分：设计要求 Railway applications Welding of railway vehicles and components Part 3: Design requirements 欧洲标准EN 15085-3:2007与英国标准具有同等的效力 ICS 25.160.10:45.060.01 除版权法许可，否则未经英国标准协会（BSI）允许不得复制。 BSI 英国标准 国家前言 本英国标准是英国施行的EN 15085-3:2007标准。 英国将其在筹备工作中承担的任务委托给技术委

2、员会RAE/1，铁路应用，专门小组RAE/1/-/2，结构要求和焊接。 附属委员会代表机构的列表可向其秘书处索取。 “规范性” A（强制性）要求定义为文件内容中关于宣称符合该文件必须满足且不允许有任何违背的标准的表述。CEN/CENELEC 内部法规， 第3部分：关于欧洲标准的结构和起草的规定（PNE -规定）。 “说明性”信息（非强制性）用以帮助使用者理解和使用文件。说明性附录中不得包含要求，除非是可选要求。（例如，某种可选检测方法可以包含特定要求，但宣称符合该文件并不要求必须符合这些要求。） 本标准未声明包含合同中所有必要的条款。使用者有责任正确使用本英国标准。 符合英国标准并不代表可以免

3、于法律责任。 出版后的修订 修订号码 日期 备注 欧洲标准 EN 15085-3 2007年10月 ICS 25.160.10;45.060.01 英文译本 铁路上的应用 铁路车辆及其部件的焊接 第3部分：设计要求 本欧洲标准由CEN于2007年8月26日批准。 CEN成员必须遵循CEN/CENELEC的内部规则，该规则规定了本欧洲标准在未改动情况下可以作为国家标准的条件。有关这类国家标准的最新列表和参考书目可向中央秘书处或任何CEN成员索取。 本欧洲标准有三种语言的正式版本（英文、法文、德文）。本标准的其它语言版本由CENELEC成员国负责译为本国语言，并通报给中央秘书处，其与正式版本有同等

4、效力。 CEN成员是奥地利、比利时、保加利亚、塞浦路斯、捷克共和国、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国的国家电工委员会。 CEN 欧洲电工标准化委员会 管理中心：rue de Stassart，36 B-1050 布鲁塞尔 2007 CEN 世界范围内任何形式以及任何方式的利用都归CEN成员国所有 Ref.No. EN 15085:2007 E 目录 前言. . 8 介绍. . 9 1. 范围. 10 2. 信息性参考文件. 10 3. 术语和

5、定义. 12 4. 设计要求. 12 4.1 概述. 12 4.2 接头静态尺寸的确定. 12 4.3 接头疲劳尺寸的确定. 12 4.4 应力等级和应力因数. 12 4.5 安全等级. 13 4.6 焊接性能等级. 13 4.7 焊接检查等级. 15 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. . 15 5. 缺陷质量等级. 16 5.1 概述. 16 5.2 缺陷质量等级. 16 6. 基本金属和焊接消耗材料的选择. 18 6.1 基本金属的选择. 18 6.2 焊接消耗材料的选择. 18 7. 焊接接头的设计. 18 7.1 概述. 18 7.2

6、冷压成型部位的焊接. 19 7.3 制造规定. 20 7.4 接头的准备. 32 附录A（信息性）焊接接头清单. 33 附录B（信息性）焊缝的接头准备. 34 附录C（信息性）塞焊的接头准备. 44 附录D（信息性）有关应力和检查等级的接头类型. 46 附录E（信息性）焊接接头的种类图表. 47 附录F（信息性）电阻点焊. 49 F.1 概述. 49 F.2 最低剪切拉力. 53 附录G（信息性）焊接接头安全等级的确定. 55 附件H（信息性）6000系列铝合金凸出件的焊接 Aljoin项目有关改进了的耐撞击性的建议. . 56 参考文件. . 57 图形目录 图1 受拉梁翼内应力级高的箱形梁

7、举例. 20 图2 零件厚度不同的对接接头. 21 图3 接近塞焊和槽焊焊点的可焊接性. 22 图4 塞焊和槽焊的尺寸. 22 图5 熔化区的最小距离. 23 图6 垂直固定到纵向焊缝上的加强衬板. 23 图7 填料和排泄口. 23 图8 角撑板端和加强衬板端的设计 24 图9 角撑板的形状. 24 图10 焊缝返回到起点. 25 图11 角焊时到边缘的距离. 26 图12 交叠焊缝的最大交叠距离. 26 图13 对接焊缝使用的引弧板和引出板举例. 27 图14 夹紧的接头. 28 图15 混合组件. 29 图16 腐蚀部位. 29 图17 焊趾的改善. 30 图18 间断焊缝. 32 图D.

8、1 有关应力和检查等级的接头类型. 46 图F.1 有角度型面与板材的电阻点焊. 50 图F.2 板材的单列电阻点焊. 50 图F.3 板材的双列电阻点焊. 51 图F.4 板材的双列偏移电阻点焊. 51 表格目录 表1 应力等级. 13 表2 焊接性能等级. 14 表3 焊接性能等级与检查等级之间的对应关系.15 表4 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. . 15 表5 有关焊接性能等级的钢材缺陷质量等级. 16 表6 有关焊接性能等级的铝及铝合金缺陷质量等级.16 表7 有关焊接性能等级的钢材激光束和电子束焊接缺陷质量等级. 17 表8 有关焊接性能

9、等级的铝及铝合金激光和电子束焊接的缺陷质量等级.17 表9 （钢材）冷压成型部位的焊接. 19 表B.1 焊缝的接头准备和焊缝厚度. 34 表C.1 塞焊的接头准备和焊缝厚度. 44 表F.1 焊点间距和到边缘的距离. 49 表F.2 质量要求. 51 表F.3 表面质量. 53 表F.4 焊接性能等级为CP C1、CP C2和CP C3的电阻点焊钢接头的最低剪切拉力. 53表F.5 焊接性能等级为CP C1、CP C2和CP C3的电阻点焊铝及铝合金接头的最低剪切拉力. 53 前言 文件（EN 15085-3:2007）由技术委员会CEN/TC 256“铁路应用”编写，其秘书处由DIN管辖。

10、 最迟于2008年4月，本欧洲标准应赋予与正文相同的国家标准出版物或通报以同等的效力。最迟于2008年4月，与之相冲突的国家标准应被撤销。 欧洲标准EN 15085“铁路应用铁路车辆及其部件的焊接”系列包含以下部分： 第 1 部分：概述 第 2 部分：焊接制造商的质量要求和鉴定证明 第 3 部分：设计要求 第 4 部分：生产要求 第 5 部分：检查、试验和证明文件 应注意，本文件中的部分内容可能具有专利权。CEN和/或CENELEC不负责识别任何或所有类似的专利权。 根据CEN/CENELEC的内部规则，以下国家的国家标准组织需要执行本欧洲标准：奥地利、比利时、保加利亚、塞浦路斯、捷克共和国、

11、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国。 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。 1. 范围 本标准系列适用于铁路车辆及其零件的制造和维护中金属材料

12、的焊接。 本标准系列的这一部分规定了制造和维护铁路车辆及其零件适用的设计和分类规则。根据与客户达成的协议，在本欧洲标准出版前发行的图纸可能也需要使用本欧洲标准的规定。 本欧洲标准不对确定尺寸的参数进行定义（有关定义参见其他标准，例如疲劳试验部分）。 2. 信息性参考文件 下列参考文件是使用本文件不可或缺的部分。注明日期的参考文件只有引用的版本适用，没有注明日期的参考文件，只有参考文件的最新版本（及其修改）适用： EN 1011-2，焊接 关于焊接金属材料的建议 第2部分：铁素体钢的电弧焊。 EN 1708-2，焊接 钢材基本焊接接头的详细说明 第2部分：非内部加压部件。 EN 10025-2，

13、结构钢热轧产品 第2部分：非合金结构钢的技术性交货条件。 EN 12663，铁路上的应用 铁路车辆车体的结构要求。 EN 13749，铁路上的应用 车轮组及转向车 说明转向构架结构要求的方法。 EN 15085-1：2007，铁路上的应用 铁路车辆及其部件的焊接 第1部分：概述。 EN 15085-2：2007，铁路上的应用 铁路车辆及其部件的焊接 第2部分：焊接制造商的质量要求和鉴定证明。 EN 15085-4：2007，铁路上的应用 铁路车辆及其部件的焊接 第4部分：生产要求。 EN 15085-5：2007，铁路上的应用 铁路车辆及其部件的焊接 第5部分：试验和证明文件。 EN 2255

14、3，焊接接头、钎焊接头和点焊接头 图纸上的符号表示法（ISO 2553：1992）。 EN ISO 4063，焊接及有关工序 工序名称和参考号（ISO 4063：1998）。 EN ISO 5817，焊接 钢、镍、钛及其合金的熔焊接头（电子束和激光束焊接除外） 缺陷的质量标准（ISO 5817：2003）。 EN ISO 6520-1，焊接及有关工序 金属材料几何形状缺陷的分类 第1部分：熔焊（ISO 6520-1：2007）。 EN ISO 6520-2，焊接及有关工序 金属材料几何形状缺陷的分类 第2部分：加压焊接（ISO 6520-2：2001）。 EN ISO 9692-1，焊接及有关

15、工序 有关接头准备的建议 第1部分：钢材的手工金属电弧焊、气体保护技术电弧焊、气焊、钨极惰性气体保护电弧焊以及电子束和激光束焊接（ISO 9692-1：2003）。 EN ISO 9692-2，焊接及有关工序 接头的准备 第2部分：钢材的潜弧焊（ISO 9692-2：1998）。 EN ISO 9692-3，焊接及有关工序 有关接头准备的建议 第3部分：铝及铝合金的金属极惰性气体保护焊和钨极惰性气体保护电弧焊（ISO 9692-3：2000）。 EN ISO 10042，焊接 铝及铝合金的弧焊接头 缺陷的质量标准（ISO 10042：2005）。 EN ISO 13919-1，焊接 电子束和激

16、光束焊接接头 缺陷质量标准指导准则 第1部分：钢（ISO 13919-1：1996）。 EN ISO 13919-2，焊接 电子束和激光束焊接接头 缺陷质量标准指导准则 第2部分：铝及其可焊接合金（ISO 13919-2：2001）。 EN ISO 14555，焊接 金属材料的电弧螺柱焊接（ISO 14555：2006）。 EN ISO 15614-1，金属材料焊接工艺规格及合格标准 焊接工艺试验 第1部分：钢材的电弧焊和气焊以及镍和镍合金的电弧焊（ISO 15614-1：2004）。 EN ISO 15614-12, ，金属材料焊接工艺规格和合格标准 焊接工艺试验 第12部分：点焊、缝焊和多

17、点凸焊（ISO 15614-12：2004）。 EN ISO 17653，金属材料焊缝的破坏性试验 电阻点焊焊缝的抗扭试验（ISO 17653：2003）。 ISO 10447，电阻焊接 电阻点焊、多点凸焊和缝焊焊缝的剥离试验以及抗凿试验。 CEN ISO/TR 15608，焊接 金属材料分组系统准则（ISO/TR 15608：2005）。 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

18、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，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

19、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。在本文件中，应采用有关铁路车辆制造的欧洲标准，例如EN 12663、EN 13749。另外，也可以采用国家标准。 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。 表1 应力等级 应力因数（S） 典型接头试样的疲劳试验值 应力等级 来自计算标准

20、的疲劳强度值选项1 选项2 a高 0,9 0,8 0,9 中 0,75 S （3至4）t2或 槽宽应为：c 3t2。 图3 接近塞焊和槽焊焊点的可焊接性 尺寸：毫米 孔内角焊 槽内角焊 d 最小为12 c 最小为12 v d 3d e 4d L 2 c 图4 塞焊和槽焊的尺寸 7.3.4 两个接头的相近性 焊缝的位置应当使热影响区相互保持不交叠的距离。只有在设计中已经考虑到了热处理或硬化处理效应（例如剩余应力、强度下降、硬度降低）的时候，才允许在热影响区内出现交叠现象。 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的夹紧装置来确定。 厚度小于20毫米时，尤其是铝

21、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，见图5。 尺寸：毫米 图5 熔化区的最小距离 7.3.5 焊接到纵向焊缝上的加强衬板 部件上应当避免出现穿过角焊对接焊缝的开口。这些部位上的多余焊接材料应当进行打磨，使焊接穿过焊缝而无断焊。 图6 垂直固定到纵向焊缝上的加强衬板 7.3.6 填料和排泄口 因此，应当避免出现排放切口。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形成应力。 r 符合EN 1708-2要求，但最小为30毫米 d 20毫米 图7 填料和排泄口 7.3.7 角撑板端和加强衬板端 图8和图9所示是角撑板端和加强衬板端的设计举

22、例。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。 尺寸：毫米 r 符合EN 1708-2的要求，但最小为30毫米 图8 角撑板端和加强衬板端的设计 在承受高应力的组件上，应对角撑板进行连续焊接。 7.3.8 角撑板的形状 影响受应力零件（动态加载零件）的最多故障都是因与形状有关的问题引起的，这些问题不但不能很好地引导应力，还能引发应力的形成。 图9 角撑板的形状 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）

23、如果焊接为CP C3或CP D，则不一定要求焊缝返回到起点。 l 2 t 式中 最小长度10毫米 图注： t 板的厚度 l 连续长度 如果不出现断焊现象是可能的，那么焊缝应当返回到起点。 图10 焊缝返回到起点 7.3.10 角焊 设计角焊时，应当考虑到下列要求： 角焊通常应是二等边角焊。如果因结构上的原因或需要更好的作用力焊剂，图中也应在焊缝厚度a处附加一条长度为z的角焊焊脚。 角焊的焊缝厚度a不应大于计算值。不过，为了技术或焊接工程目的，这一值也可以增大。 到边缘的距离v应为：v 1.5at 图11 角焊时到边缘的距离 厚度小于20毫米时，尤其是铝材或高强度钢材，建议相互之间至少保留50毫米的熔化区，见图12。 t2 t1 lmin（最小长度）3t2（5毫米 5最大厚度，但至少为：钢20毫米，铝合金30毫米； 最大厚度 10毫米时：最小长度 3最大厚度，但至少为50毫米，见图18。 e 3L v 0.5L 图18 间断焊缝 7.4 接头的准备 接头的准备应通过起草EN ISO 9692-1、EN ISO 9692-2、EN ISO 9692-3的制造商作出规定。 有关信息，见附录