出口日本TC90型铁水车车体制作工艺简介

蔡晓军 董双才

摘 要：根据出口日本TC90型铁水车车体的主要结构特点，制定制作工艺方案，对主要制作工艺难点进行分析，并提出改进措施，保证工作顺利进行。

关键词：铁水车；车体；压型；全熔透焊接；探伤

1 概述

铁水车是国内外钢铁企业用来将高炉熔炼出来的铁水，运到炼钢厂进行炼钢，或铸铁机前浇铸铁块的专用冶金车辆。该车无动力，走行由机车牵引。其主要由车体、转向架、润滑系统、车钩缓冲装置等组成。

车体为钢板及少数槽钢焊接结构，由主梁、枕梁、罐座及连接梁等组成（图1）。钢板材质为Q345B，所有主要焊缝要求全熔透焊接，且进行超声波及磁粉探伤检查，合格后整体退火再整体机加工。

1主梁 2枕梁 3罐座 4 连接梁

2 制定制作工艺方案

所有钢板、槽钢经过预处理后制成主梁、枕梁、罐座、连接梁等部件，检验合格后在平台上将各部件组对成车体（罐座最后组对），焊接成型，修整，交验检查，整体退火，整体加工。具体工艺流程为：

下料→压（卷）型→铆工组对→焊接→检验→整体组对→焊接→翻转焊接→整体修整→检验→退火→加工

2.1 下料工艺

板材下料采用数控切割机、剪板机进行，坡口采用刨边机、半自动切割机等进行。

2.2 铆工组对工艺

制作压型工装，在油压机上用胎型将80mm厚度钢板压制成型，25mm厚度钢板由卷板机预弯成型。

2.3 焊接工艺

主要采用CO2半自动保护焊接，焊丝采用ER50-60实芯焊丝及YJ502药芯焊丝。组对焊接时采用必要的工装定位、固定，采用反变形和对称施焊方式，控制焊接变形，减少焊后残余应力，确保焊接质量。

3 制作难点

3.1 主梁上翼板成型困难，薄厚板焊接防变形困难

主梁是车体的关键性部件，为封闭型箱型梁结构，且形状复杂（图2）。上下翼板为80mm及25mm厚度的Q345B钢板拼接而成，且上翼板（图3）形状复杂，压型困难，极易出现扭曲变形；腹板为16mm厚度的钢板，一件腹板上就存在四处折弯，且尺寸大，刚度不好，组对困难。而且翼板与翼板、翼板与腹板的厚度相差较大，要满足薄厚板全熔透焊接，并通过超声波及磁粉探伤的检查，故很难保证质量。

3.2 枕梁窄箱型梁全熔透焊接实现困难，难控制焊接变形

枕梁是罐座的支撑部位，是车体非常关键的部件之一。为窄型封闭式的箱型梁与部分工字钢组成的。且所有钢板均为12～20mm厚的钢板组成，并要求各班间实现全熔透焊接。故按正常的组对方式很难实现，给铆工组对、焊工焊接均带了很大困难。

3.3 各部件整体组对困难

由于车体要整体退火，并且退火后需整体加工，故要求车体组对的整体尺寸必须严格符合图样要求，不能存在超差的现象，否则很难保证整体加工；且各部件间的连接板间需保证全熔透焊接，超声波及磁粉探伤必须满足要求，故很难满足技术要求。

4 解决措施

（1）主梁上翼板加热700°C后在800t以上的油压机上压型，压型时不完全到位，在考虑反弹量的情况下预留30～60mm的修正量，可有效防止扭曲变形。通过在平台上放样的方式由火焰矫正成型。腹板上预留焊工进出的入孔（入孔处焊接补强法兰板，便于入孔的封焊），箱型梁里面的隔板为回型板，便于焊工操作，以此满足腹板、翼板的全熔透焊接，并达到100%超声波探伤检查及磁粉探伤检查。检验合格后将腹板上的人孔封焊即可。（2）薄厚板的焊接变形由焊接顺序及控制焊接电流来解决。先将下厚翼板与两腹板及内部的回型隔板组对并将内部焊接2道焊缝后再组对下部的两侧薄翼板，最后组对上翼板。采用φ1.2焊丝焊接，电流控制在300～320A，并控制层间温度。（3）枕梁上的封闭的窄形箱型梁全熔透焊接取決于钢板的焊接顺序。先组对大的底板、立板及内部筋板，组对前在与小盖板连接的立板上焊接5×50mm（厚×宽）的钢板作为背板，在小盖板上与各筋板相接触的部位钻塞焊孔，以保证小盖板与各筋板的焊接。组对后，将5mm后的背板用碳棒刨掉2～3mm，打磨光滑后施焊。采用此方法完全能满足100%超声波探伤检查及磁粉探伤检查。（4）枕梁的焊接变形控制取决于焊接顺序及焊接电流，采用先焊接中间部位，后焊接两端，先焊接短的焊缝，后焊接长焊缝来处理，焊接电流控制在280～300A。（5）车体的整体组对在大平台上进行，组对时严格控制各部位的尺寸，各加工部位需用水准仪测量，如偏差大于5mm以上，则需矫正合格后再组对。各相关部位的连接处同枕梁箱型梁的焊接，增加相应的背板，以满足全熔透焊接的要求。并且在相应的部位用工装固定，采用反变形法，对称施焊，以控制变形。待焊接冷却后去掉工装。

5 结束语

通过对车体制作难点的改进，车体整体退火后顺利完成机加工，满足了该车的技术要求，并得到用户的好评。截止到目前，该车运行状态良好，满足了客户的使用要求。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册（第五版）[M].北京：化学工业出版社，2008.

[2]陆秋生.冷作钣金工[M].中国劳动社会保障出版社，2004.