Q690高強(qiáng)鋼在模塊車的應(yīng)用

張衛(wèi)華 劉鑫培 陶燕

摘 要：為有效降低模塊車車體高度，擬使用高強(qiáng)鋼Q690，根據(jù)Q690的主要成分和力學(xué)性能，借鑒Q345和Q460的焊接工藝，試驗出Q690高強(qiáng)鋼實際可行的焊接工藝，在焊接試驗部件上進(jìn)行夏比缺口沖擊試驗，試驗結(jié)果顯示焊接達(dá)到力學(xué)性能要求。雖然在成本驗算中實際成本比使用Q345有所增加，但能大幅度降低總體高度，達(dá)到客戶的要求，同時也為Q690高強(qiáng)鋼在其他行業(yè)的使用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：Q690 焊接 模塊車 超大運(yùn)輸

中圖分類號：TG42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-00-02

隨著我國核電工業(yè)、大型化工設(shè)備的更新改造以及千噸級以上軋機(jī)設(shè)備需求量的持續(xù)上升，國內(nèi)對大件特種運(yùn)輸?shù)男枨笤诓粩嗵岣摺４蠹\(yùn)輸指超限、超重物品的商品運(yùn)輸，超限貨物是指裝載輪廓尺寸超過車輛限界標(biāo)準(zhǔn)；超重貨物是指車輛總重量超過一定數(shù)值。大件運(yùn)輸由于其不可拆解性，超限問題一直以來難以解決，尤其是超高。模塊車在輪式大件特種運(yùn)輸設(shè)備中占有相當(dāng)?shù)匚?，盡可能降低模塊車自身高度來解決超高成為課題。

一直以來，在以模塊車為典型的重型輪式運(yùn)載工程設(shè)備中，由于Q235和Q345高強(qiáng)鋼良好的焊接性能和成熟的焊接工藝，底盤承載部件主要使用Q235和Q345。隨著國家體育館“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)中成功的使用了Q460高強(qiáng)鋼，使得Q460的使用逐漸廣泛，在模塊車中也日益增多，經(jīng)過試驗和實踐檢驗，取得了良好的效果，有效的減輕了車體自重，并明顯的降低了總車高度。

在有些特殊用處模塊車中，對總車高度有嚴(yán)格限制，在總結(jié)以前結(jié)構(gòu)鋼的設(shè)計參數(shù)和焊接工藝的基礎(chǔ)上，在模塊車的生產(chǎn)設(shè)計制造中嘗試使用Q690高強(qiáng)鋼。目前國內(nèi)尚無Q690高強(qiáng)鋼在模塊車中的使用先例，該文通過理論分析及部件試驗相結(jié)合的方法研究Q690高強(qiáng)鋼在模塊中得使用。

1 Q690高強(qiáng)鋼在設(shè)計中得實用性分析

該文結(jié)合模塊車，選取4軸線單元為例，分析比較用Q690代替Q345的變化情況，受力分析見圖1，結(jié)果見表1。由表1可知，使用Q690結(jié)構(gòu)鋼，承載車體較重量節(jié)省了15%～22%；雖然使用后整體造價有所升高，升高了1%～8%，但使用Q690后，簡化了車體結(jié)構(gòu)，減小了重量，最重要的是明顯降低了有效高度，達(dá)20%～25%，完全滿足了客戶對總體高度的要求。

2 Q690高強(qiáng)鋼的焊接主要事項

2.1 Q69O高強(qiáng)鋼主要成分及力學(xué)性能

見表2。

2.2 Q690在試驗中的焊接要點(diǎn)

為確保結(jié)構(gòu)件焊接質(zhì)量和減小結(jié)構(gòu)件的焊接變形，采用MAG焊（富氬混合氣體保護(hù)焊）。當(dāng)焊角高度大于10 mm和焊接坡口深度大于12 mm時應(yīng)采用多層多道壓焊的焊接方法，焊層數(shù)與焊角高度相關(guān)，焊角K=10 mm-14 mm，推薦焊二層3道；焊角K=16 mm，焊二層4道；焊角K=18 mm，焊三層7道；焊角K≥20 mm，焊四層

10道。

在選用焊接材料時，為保證焊縫的強(qiáng)度和機(jī)械性能，焊絲材料要有一定的含碳量和較高的合金含量，焊絲要求焊絲表面鍍銅，不允許有生銹受潮現(xiàn)象。

圖1 4軸線承載車體受力分析

為保證焊接質(zhì)量，根據(jù)Q690高強(qiáng)鋼板，在模塊上的部位和結(jié)構(gòu)，質(zhì)量要求，材質(zhì)特點(diǎn)和氣體保護(hù)焊焊接工藝特點(diǎn)，綜合考慮后進(jìn)行設(shè)計，焊接的坡口設(shè)計較好的方法是采用單面V型坡口和T型對接。

在焊前一定要預(yù)熱到一定溫度，在焊接過程中，溫降也要嚴(yán)格控制一定范圍。

鉚工點(diǎn)組的時侯，因為Q690板材焊后不允許用壓力機(jī)和火焰矯正，所以構(gòu)件在點(diǎn)組時應(yīng)盡可能采用反變形法和加支撐焊接，為防止工件變形，允許加支撐焊接，但焊后必須鏟磨平整。定位焊縫出現(xiàn)裂紋時，必須清除，要重新定位焊縫。

為了保證焊縫的焊接質(zhì)量，始焊、終焊處最易產(chǎn)生焊接缺陷，如焊瘤、弧坑及焊接裂紋，故采用指定的引、收弧位置，不采用與母材同種材料的板做引、收弧板。應(yīng)力集中處不允許引弧和收弧。

2.3 焊處夏比沖擊試驗

略。

3 結(jié)語

為滿足客戶對總體高度的嚴(yán)格要求，使用傳統(tǒng)使用的Q345高強(qiáng)鋼焊接的車體結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能達(dá)到要求，經(jīng)過計算，采用Q690高強(qiáng)鋼可以達(dá)到模塊車的承載能力和貨物的要求高度，這是使用Q690高強(qiáng)鋼最關(guān)健的，雖然經(jīng)過比較，成本會有所增高。在借鑒Q345和Q460高強(qiáng)鋼的焊接工藝和主要事項，根據(jù)試驗結(jié)果，能達(dá)到Q690的力學(xué)性能和模塊車的使用要求。但在試驗過程中，焊前預(yù)熱溫度和焊接過程中溫度降對焊接質(zhì)量影響大，今后還得不斷總結(jié)經(jīng)驗，不斷改進(jìn)工藝，使Q690焊接工藝得到更加完善并能有效降低焊接成本。

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