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1、TCS不锈钢车组装焊接重点工艺介绍,中国北车集团齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司 CNR,QIQIHAR RAILWAY ROLLING STOCK (GROUP) CO.,LTD,目 录,总体工艺要求 重点组装焊接工艺介绍 焊接方法 焊接质量检查 焊接缺陷处理 几点建议,70t级通用敞车,80t级运煤敞车,70t级、80t级不锈钢车照片车,1.总体工艺要求,TCS不锈钢是新开发的用于铁路车辆的铁素体型不锈钢。焊接操作工艺难度较大,生产前必须对相关人员进行严格培训,彻底改变原耐候钢焊接工艺的传统观念,对该钢材性能特点及其特殊焊接工艺要求进行全面掌握,确保焊接人员完全具备铁素体不锈钢焊接的操
2、作技能,充分认识铁素体型不锈钢焊接可靠性的重要性, 重点控制组对间隙、焊接缺陷和焊接热输入,重视焊缝细节处理,从而确保不锈钢车的焊接质量。 1.1 焊接设备 根据铁路货车车体用不锈钢焊接技术条件(暂行)中对热输入控制的要求,采用气体保护自动焊设备、气体保护半自动焊设备或脉冲焊接电源实现对热输入的控制。新造车辆长直和重要承载焊缝不允许采用手工焊条电弧焊。,1.总体要求,1.2 焊接材料 1.2.1不锈钢气体保护焊焊丝的化学成分和力学性能应符合铁路 货车车体用不锈钢气体保护焊丝技术条件(暂行)的规定。 1.2.2 不锈钢与不锈钢焊接采用E308L-G 焊丝或E309L-G焊丝。 1.2.3 不锈钢
3、与耐大气腐蚀钢焊接采用E309L-G焊丝。 1.3 焊接培训 1.3.1 必须对TCS345不锈钢焊接操作者按照TCS不锈钢焊接工艺培训大纲的要求,严格进行焊接工艺理论和实作培训、考试,合格后持证上岗。,1.总体工艺要求,1.3.2 对铆工和其它相关工种进行不锈钢焊接工艺相关知识的培训,要求其对组对间隙、待焊焊缝处油污处理等工序严格按照焊接技术条件操作。 1.3.3 对焊接质量检验人员进行相关知识的培训,要求其严格控制产生焊接缺陷的各环节质量(包括下料质量、装配精度、焊接质量等)。 1.4 焊接工艺评定 按TCS不锈钢焊接工艺评定办法(暂行)进行焊接工艺评定。 1.5 焊接工艺参数 根据研究结
4、果,气体保护焊对接焊缝的焊接热输入应控制在0.7 kJ/mm以下,角焊缝的焊接热输入应控制在0.8 kJ/mm以下,推荐以下焊接工艺参数匹配。,1.总体工艺要求,表1:气体保护自动焊及半自动焊焊接工艺参数表:,注:1)在保证良好焊缝成型的前提下,尽可能提高焊接速度,减小焊接热输入。 2)混合保护气体推荐采用Ar+(1-5%)CO2。 3)电压为参考参数,与设备及电缆长度有关。 4)焊接设备可采用脉冲或普通气体保护焊接电源,工艺方法可采用半自动焊和自动焊接。 5)当混合气体气瓶压力小于1MPa停止使用。 6)当采用气体保护焊进行焊接修复时,推荐采用1.0mm的焊丝,并适当减小焊接工艺参数。,返回
5、,1.总体工艺要求,表2:半自动脉冲气体保护焊焊接工艺参数表,注:1)在保证良好焊缝成型的前提下,尽可能提高焊接速度,减小焊接热输入。 2)推荐混合保护气体为Ar+(1-5%)CO2。 3)电压为参考参数,与设备及电缆长度有关。 4)当混合气体气瓶压力小于1MPa停止使用。,1.总体工艺要求,1.6 焊接环境 1.6.1 不锈钢焊接的环境温度应不低于5。 1.6.2 焊接区域风速应不超过1M/s。 1.7 焊前准备 1.7.1 焊接材料在储存和使用过程中应避免粘上油污等污物。 1.7.2 不允许采用火焰切割不锈钢。当采用等离子切割方法切割不锈钢焊接坡口时,切割边缘应采用机械方法去除1毫米以上厚
6、度的热影响区。 1.7.3 确保焊接前清理干净焊缝区域的油污和锈蚀,防止焊缝产生未熔合和气孔、保证焊缝成型良好。补焊前需将焊接缺陷清除干净。 1.7.4 不锈钢与耐候钢焊接时,要将耐候钢侧焊缝区域的防锈底漆打磨干净。,1.总体工艺要求,1.8 焊接操作 1.8.1 一般要求 1)保证每一条焊缝起收弧处填满,不允许出现弧坑裂纹;不要在焊接区域外引弧及调试焊接规范,避免电弧擦伤不锈钢板表面。 2)所有不锈钢部件,在定位焊后要将焊烟清理干净,确保焊缝的成型,避免焊缝未熔合。 3)所有自动焊焊缝与自动焊焊缝、自动焊焊缝与半自动焊焊缝的相接处,应使焊缝接头圆滑过渡,避免接头不良形成应力集中和疲劳裂纹源。
7、,1.总体工艺要求,1.8.2 特殊焊缝的要求 1) 相交焊缝:要求避免在钢结构的交点处起弧和收弧, 2道焊缝交接时应首先用自动焊装置焊接,在钢结构的交点处留出50-70mm不焊,再用手工气体保护焊连续焊接,使焊缝的交接处避开钢结构的交点。焊缝接头要圆滑过渡,无明显突起,拐角处焊缝要填满。质量不良焊缝应进行修磨处理。,相交焊缝连接方法示意图,2) 大尺寸角焊缝:要求进行多层焊接,且每层焊道厚度不超过4mm;多层焊时采用脉冲焊机进行焊接,并要求控制层间温度低于100;同一层的各焊道之间及焊缝与母材之间要圆滑过渡;焊脚尺寸为6mm时,最少焊接2层,同时要保证根部熔合良好。,上侧梁,侧柱,侧板,1.
8、9 组装工艺要求 1.9.1 底架、端墙、侧墙等主要大部件的组装采用生产线或专用组对夹具进行组对。 1.9.2 组装时采用必备的量具对大部件的主要尺寸进行检测,保证部件的相关尺寸。 1.10 有关部文、技术条件 运装货车2005478号文件,科技装2006124号文件,即将下发的C70B部文.,1.总体工艺要求,2.重点组装焊接工艺介绍,2.1侧墙组装焊接工艺要求,图1 侧墙焊接顺序,2.1.1侧墙挠度定位基准的选定:侧板组对挠度以下侧板下面定位,侧柱以下端定位,上侧梁以上面定位,组装后的挠度应与底架挠度匹配,从而保证车体组装间隙。2.1.2侧墙组对间隙不得大于1mm,局部不得大于2mm。组对
9、间隙应采用压缝车或专用顶具消除。 2.1.3侧墙焊接方法及焊接顺序 1 按工步序号进行顺序焊接。 2 正面序号1、3、4、6焊缝,背面序号9、10、11焊缝要求采用气体保护自动焊焊接,其余焊缝采用半自动气体保护焊进行焊接。 3 序号1、9、10、11焊缝从中间向两端焊接;序号3焊缝从上向下进行焊接;序号4焊缝采用同一方向焊接;序号6焊缝采用两侧同时从上向下焊接。 4 气体保护自动焊接的焊接规范参数参照“气体保护自动焊及半自动气体保护焊焊接工艺参数表”。 2.1.4操作要求 1)柱端头与上侧梁等3面焊的连续焊缝,应使侧柱端头与上侧梁焊缝的起弧点和收弧点避开侧柱与上侧梁及侧板焊缝转弯处5mm以上。
10、 2)侧板与侧柱的定位焊不能在焊缝相交处,起弧点和收弧点距离交点50mm以上。 3)气体保护自动焊焊缝的收弧点应用砂轮修磨圆滑。,2.重点组装焊接工艺介绍,2.2端墙组装焊接工艺要求,图2 端墙焊接顺序,2.2.1端墙组对应先组对角柱和上端横梁,焊接后再组对横带。 2.2.2端墙组对间隙不得大于1mm,局部不得大于2mm。组对间隙应采用压缝车或专用顶具消除。 2.2.3焊接方法及焊接顺序要求 1)按工步序号顺序进行焊接。 2)端墙正面序号1、2、3焊缝,背面序号6、7、8焊缝使用气体保护自动焊进行焊接,其余焊缝采用半自动气体保护焊进行焊接。 3)序号1、3、8焊缝采取同一方向、从上向下进行焊接
11、;序号2、6、7焊缝采取同一方向、从左到右进行焊接。 4)气体保护自动焊接的规范参数参照“气体保护自动焊及半自动气体保护焊焊接工艺参数表”。,2.重点组装焊接工艺介绍,2.3底架地板组装焊接工艺要求,图3 底架地板焊接顺序,2.3.1底架组对时必须预制一定的挠度,并且底架组焊后的挠度必须与侧墙的挠度一致。 2.3.2底架地板铺装必须采用专用装置完成,并采用压缝车压严地板与各个横梁的间隙。 2.3.3地板间隙不得大于1mm,局部不得大于2mm。 2.3.4焊接方法及焊接顺序要求: 1)按工步序号顺序进行焊接。 2)三种拼接方案的底架地板正面焊缝全部要求采用气体保护自动焊接。方案一中的序号1 焊缝
12、的背面允许采用半自动脉冲气体保护焊焊接。 3)三种拼接方案的焊缝焊接顺序分别为:方案一中序号1、2焊缝采取同一方向焊接;方案二中序号4两条焊缝采取同一方向焊接,序号5焊缝采取从中间向两边焊接;方案三中序号6焊缝采取从中间向两边焊接,序号7焊缝采取从中间向两边焊接。,工艺说明,4)地板与中梁、与枕梁上盖板、与横梁上盖板的异种钢焊缝采用半自动脉冲气体保护焊焊接,地板背面其余焊缝可采用普通半自动气体保护焊机焊接。 5)气体保护自动焊接的焊接规范参数参照“气体保护自动焊及半自动气体保护焊接工艺参数表”;半自动脉冲气体保护焊的焊接规范参数参照“半自动脉冲气体保护焊焊接工艺参数表”。 2.3.5操作要求:
13、 1)地板拼接焊缝要求装配间隙保证在2mm以下,焊道宽度要求盖住焊缝边缘每侧至少2mm;并要求焊缝无未填满、接头未熔合等现象。 2)不锈钢地板的拼接缝在底架各梁上时,允许进行单面焊接,其焊缝熔深应大于板厚的85%。 3)在拼接焊缝双面焊接时,焊缝两侧各开30坡口,要求坡口钝边1-2mm;在拼接焊缝单面焊接时,要求坡口钝边0-1mm。 4)地板拼接自动焊缝的起弧点和收弧点必须落在下侧梁上,在焊接下侧梁与地板焊缝前将起弧点和收弧点磨削掉,然后再进行自动焊接。,2.重点组装焊接工艺介绍,工艺图介绍,2.重点组装焊接工艺介绍,2.4车体组装焊接工艺要求,图4 车体组装焊接顺序,2.4.1车体组装时,必
14、须采用拉顶装置消除侧墙下侧板与底架下侧梁间的组装间隙,达到产品图纸要求。 2.4.2车体焊缝采用车体翻转机翻转焊接。 2.4.3焊接方法及焊接顺序要求 1)序号1焊缝采用半自动脉冲气体保护立向下焊接。 2)序号6焊缝采用半自动脉冲气体保护立向上焊接。 3)序号15焊缝采用半自动脉冲气体保护焊;如视图所示,侧柱、下侧板及侧柱内补强座组成遮盖部分允许不焊。 4) 要求下侧板与下侧梁及侧柱交角焊缝不得产生凹陷和未熔合现象。 5) 其余无特殊说明焊缝均采用半自动气体保护焊进行平位置焊接。 6) 气体保护自动焊接的焊接规范参数参照“气体保护自动焊及半自动气体保护焊接工艺参数表”;半自动脉冲气体保护焊的焊
15、接规范参数参照“半自动脉冲气体保护焊焊接工艺参数表”。,焊接工艺参数表,3.焊接方法,3.1气体保护自动焊的部位 依据铁路货车车体用不锈钢焊接技术条件(暂行)中“长直焊缝应采用气体保护焊接方法和自动化焊接设备进行施焊”的焊接要求,采用必要的工艺装备和焊接设备,实现70t级通用敞车的大部件自动焊。,表3:70t级通用敞车采用气体保护自动焊焊缝部位表:,3.焊接方法,3.2 脉冲气体保护焊的部位 根据70t级不锈钢通用敞车的结构特点,对以下两类难以采用气体保护自动焊的重点部位的焊缝,采用脉冲气体保护半自动焊方法保证其焊接质量。例如 不锈钢与耐大气腐蚀钢的焊缝和重要承载焊缝。 脉冲焊机,在送丝速度不
16、变(即平均电流值不变)的条件下,焊接电源的输出电流以一定的频率和幅值变化来控制熔滴有节奏地过渡到熔池,稳定地实现了一个脉冲过渡一个熔滴(或一个脉冲过渡多个熔滴)的理想状态。基值电流维持电弧的稳定燃烧,并预热母材和焊丝。焊接峰值电流(脉冲电流)高于喷射过渡的临界电流值,使熔滴达到射滴(或射流)过渡。既焊接平均电流值比临界电流值低时也能实现熔滴的喷射过渡状态。普通气体保护焊机焊接电流要达到200安培以上才能实现射流过渡,而脉冲焊机100安培以下就可以。 采用脉冲焊机可以降低焊接电流、减小焊接热输入、焊缝成型好、飞溅小及焊接电弧对熔池的搅拌作用能够减少焊接缺陷。,表4:采用脉冲气体保护焊的焊缝部位及
17、保证措施表:,3.焊接方法,4.焊接质量检查,4.1依据TCS不锈钢焊接质量检验要求中的规定进行检查。 4.2为了确认焊接工艺和操作的可靠性,针对C80B车体焊接中的各重要部位采取了探伤检验。,枕梁与中梁焊缝 端墙支撑焊缝,4.焊接质量检查,加强板焊缝交点 加强板拼接焊缝,5.焊接缺陷处理,5.1 产生焊接缺陷的车辆及部件必须与合格品隔离存放,并对其进行焊接缺陷修理。 5.2 采用机械方法(包括钻削、铣削、砂轮磨削等)将缺陷清理干净,焊接前应严格清理焊缝两侧各20mm范围内的油、水、锈等污物。 5.3 采用本文中规定的焊接方法和设备、焊接材料、焊接规范等对缺陷进行焊修。 5.4 缺陷焊修后,应清理焊接飞溅、溶渣等;并将焊修焊缝进行修磨与原焊缝及母材圆滑过渡;在焊缝的相交处应平滑过渡。 5.5 焊修的焊缝应经过检查人员重新检查确认合格后,才能列入合格品存放。,6.几点建议,6.1重视焊接工艺评定 根据焊接热输入的要求,对重点部位进行焊接工艺评定,将工艺评定结果纳入工艺规程中。 6.2关注焊缝细节处理,焊缝细节处理的好,焊缝细节处理的不好,谢谢各位,再见!,
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