某CT/1250型缝焊机焊接小车的优化设计

王 洋，王克用，李培超，张 旭

1 引言

CT/1250型缝焊机是一种为普通碳素带钢连续表面处理生产线卷板接头工序而设计的专用焊机，焊接母材的最大宽度为1250mm。目前国内外钢厂连续表面处理生产线卷板接头工序大多采用该型设备或相近设备。焊接小车是焊机的重要组成部分，焊接及碾压组件、剪切及冲孔组件、焊接变压器及汇流排组件等重要组件均安装在此小车上。因此，焊接小车的制造精度及其整体刚度和强度将影响设备的正常工作，特别是在焊接碾压及剪切冲孔工况，从而直接决定着焊缝的质量。焊接小车上部悬臂梁的组合变形对焊接工序的影响，如图1所示。θ和X分别为梁在焊接力中心所在截面的转角和最大变形位移，Xx分别为X在x、y方向的分量。X在垂直XY平面方向上的分量很小，可忽略不计。由于焊接力及碾压力的共同作用，焊接轮及碾压轮将偏离理论的焊接碾压中心。在焊接过程中特别是在焊接钢板厚度小于0.5mm时，焊接轮将产生滑移导致焊缝撕裂，同时梁的变形也将影响焊接碾压导柱导套的导向精度。上述两点是造成实际焊缝两端质量变差的主要原因。梁的变形对碾压轮的影响与焊接轮类似，这里不再赘述。采用拓扑优化及参数优化的方法对C型小车的结构及参数进行改进设计，提高小车的刚度并减小其质量。

图1 焊接小车上部梁的组合变形对焊接工序的影响Fig.1 Influence of Combined Deformation of the Upper Beam of Welding Tractor on the Welding Procedure

2 C型焊接小车有限元分析

C型焊接小车主要由两侧板、下侧板和其他肋板焊接而成，材料为Q235-B，弹性模量E=210GPa，泊松比μ=0.274，密度ρ=7830kg/m3。……