Q690高强钢在模块车的应用

摘 要：为有效降低模块车车体高度，拟使用高强钢Q690，根据Q690的主要成分和力学性能，借鉴Q345和Q460的焊接工艺，试验出Q690高强钢实际可行的焊接工艺，在焊接试验部件上进行夏比缺口冲击试验，试验结果显示焊接达到力学性能要求。虽然在成本验算中实际成本比使用Q345有所增加，但能大幅度降低总体高度，达到客户的要求，同时也为Q690高强钢在其他行业的使用提供借鉴。

关键词：Q690 焊接 模块车 超大运输

中图分类号：TG42 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-00-02

随着我国核电工业、大型化工设备的更新改造以及千吨级以上轧机设备需求量的持续上升，国内对大件特种运输的需求在不断提高。大件运输指超限、超重物品的商品运输，超限货物是指装载轮廓尺寸超过车辆限界标准；超重货物是指车辆总重量超过一定数值。大件运输由于其不可拆解性，超限问题一直以来难以解决，尤其是超高。模块车在轮式大件特种运输设备中占有相当地位，尽可能降低模块车自身高度来解决超高成为课题。

一直以来，在以模块车为典型的重型轮式运载工程设备中，由于Q235和Q345高强钢良好的焊接性能和成熟的焊接工艺，底盘承载部件主要使用Q235和Q345。随着国家体育馆“鸟巢”钢结构中成功的使用了Q460高强钢，使得Q460的使用逐渐广泛，在模块车中也日益增多，经过试验和实践检验，取得了良好的效果，有效的减轻了车体自重，并明显的降低了总车高度。

在有些特殊用处模块车中，对总车高度有严格限制，在总结以前结构钢的设计参数和焊接工艺的基础上，在模块车的生产设计制造中尝试使用Q690高强钢。目前国内尚无Q690高强钢在模块车中的使用先例，该文通过理论分析及部件试验相结合的方法研究Q690高强钢在模块中得使用。

1 Q690高强钢在设计中得实用性分析

该文结合模块车，选取4轴线单元为例，分析比较用Q690代替Q345的变化情况，受力分析见图1，结果见表1。由表1可知，使用Q690结构钢，承载车体较重量节省了15%～22%；虽然使用后整体造价有所升高，升高了1%～8%，但使用Q690后，简化了车体结构，减小了重量，最重要的是明显降低了有效高度，达20%～25%，完全满足了客户对总体高度的要求。

2 Q690高强钢的焊接主要事项

2.1 Q69O高强钢主要成分及力学性能

见表2。

2.2 Q690在试验中的焊接要点

为确保结构件焊接质量和减小结构件的焊接变形，采用MAG焊（富氩混合气体保护焊）。当焊角高度大于10 mm和焊接坡口深度大于12 mm时应采用多层多道压焊的焊接方法，焊层数与焊角高度相关，焊角K=10 mm-14 mm，推荐焊二层3道；焊角K=16 mm，焊二层4道；焊角K=18 mm，焊三层7道；焊角K≥20 mm，焊四层

10道。

在选用焊接材料时，为保证焊缝的强度和机械性能，焊丝材料要有一定的含碳量和较高的合金含量，焊丝要求焊丝表面镀铜，不允许有生锈受潮现象。

图1 4轴线承载车体受力分析

为保证焊接质量，根据Q690高强钢板，在模块上的部位和结构，质量要求，材质特点和气体保护焊焊接工艺特点，综合考虑后进行设计，焊接的坡口设计较好的方法是采用单面V型坡口和T型对接。

在焊前一定要预热到一定温度，在焊接过程中，温降也要严格控制一定范围。

铆工点组的时侯，因为Q690板材焊后不允许用压力机和火焰矫正，所以构件在点组时应尽可能采用反变形法和加支撑焊接，为防止工件变形，允许加支撑焊接，但焊后必须铲磨平整。定位焊缝出现裂纹时，必须清除，要重新定位焊缝。

为了保证焊缝的焊接质量，始焊、终焊处最易产生焊接缺陷，如焊瘤、弧坑及焊接裂纹，故采用指定的引、收弧位置，不采用与母材同种材料的板做引、收弧板。应力集中处不允许引弧和收弧。

2.3 焊处夏比冲击试验

略。

3 结语

为满足客户对总体高度的严格要求，使用传统使用的Q345高强钢焊接的车体结构已经不能达到要求，经过计算，采用Q690高强钢可以达到模块车的承载能力和货物的要求高度，这是使用Q690高强钢最关健的，虽然经过比较，成本会有所增高。在借鉴Q345和Q460高强钢的焊接工艺和主要事项，根据试验结果，能达到Q690的力学性能和模块车的使用要求。但在试验过程中，焊前预热温度和焊接过程中温度降对焊接质量影响大，今后还得不断总结经验，不断改进工艺，使Q690焊接工艺得到更加完善并能有效降低焊接成本。

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