CN101637854A - 一种铝合金车体焊接的反变形加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝合金车体焊接的反变形加工方法，首先，根据待焊接铝合金车体的部件准备支撑件，所述支撑件为垫块、垫板、柱状体或管状体，其横截面为圆形或方形；然后，用至少一个支撑件支撑在所述待焊接的铝合金车体部件上，使得所述待焊接的铝合金车体部件向焊接面的反面变形；最后，在所述待焊接的部件上进行焊接作业。本发明很好地控制了长度长，体积大的铝合金车体部件在焊接时所产生的变形，不但焊接件的质量提高，而且省去了焊接后对焊接部件进行修正的工序，操作方法简单实用，大幅度提高了生产效率，降低了作业人员的劳动强度，另外，也不需要另外制作工装，制造成本也大幅度降低。

Description

一种铝合金车体焊接的反变形加工方法

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆的铝合金车体焊接加工方法，特别涉及一种可以控制焊接变形的铝合金车体焊接反变形加工方法，属轨道车辆车体制造技术领域。

背景技术

在轨道车辆的生产过程中，尤其是现在的高速轨道车辆的车体，大都采用铝合金为主材料，其中需要在面积大而且长度长的铝合金材料上进行焊接作业，但对于铝合金材料，在焊接加工时，热裂倾向大，焊接应力变形问题非常突出。对于通长铝合金型材的插接结构，焊接变形主要是插口两侧的横向、纵向收缩变形，对于双面铝合金型材的插接结构，焊接变形主要是横向、纵向上的收缩变形，需要预留工艺余量，对于单面铝合金型材焊接结构，焊接变形主要是弯曲变形，通常在焊接作业后需要进行矫形、消应力处理，使加工周期及成本都大幅度增加。

为解决焊接变形的问题，现有技术中采用了如下几种方法，如专利申请号为85101016的中国专利“预防平板焊接结构中板的焊接变形的方法”，该平板结构由薄板和框架构成，用于铁道车辆的边板等部件，所说的方法是将整块薄板放在一个加热箱中预热使其产生热膨胀，当薄板膨胀时将其和框架焊在一起。这种控制焊接变形的方法，需要较长的时间预热，而且工作条件较为恶劣，操作复杂，生产效率低，生产成本高。

还有采用随焊摩擦挤压法的，如专利申请号为200610150852.4的中国专利“一种随焊摩擦挤压控制焊接应力变形的装置”，通过三个特定形状的旋转摩擦杆对焊接接头不同区域施加摩擦挤压作用，迫使这部分金属沿着需要的方向发生塑性变形流动，摩擦杆在向前运动的同时都对焊缝进行加压。采用这种方法可使得试件的最大纵向挠曲变形量和横向收缩明显下降，但是设备较大，应用范围有所限制。

在目前的焊接变形控制方法中也有采用反变形加工方法的，如专利申请号为200710061232.8的中国专利“一种铁件的焊接反变形加工方法”，它是用两端具有与待焊接铁件形状相同的缺口的支板、圆柱或方柱间隔的支撑住待焊接铁件，然后将待焊接铁件两端穿入模具或直接与模具两端加固，模具上开设有与待焊接铁件的纵截面形状及大小相吻合的开孔，固定后在待焊接铁件上焊接锚爪。但该种加工方法，需要单独加工与待焊接铁件形状及大小相吻合的支撑件及模具，不同的待焊件需要匹配不同的支撑件及模具，生产成本较高，而且应用范围有限。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种可以有效控制焊接弯曲变形、而且操作简单，生产效率高，生产成本低的铝合金车体焊接的反变形加工方法。

为实现上述目的，所述的铝合金车体焊接的反变形加工方法：

它包括以下步骤：

(1)根据待焊接铝合金车体的部件准备支撑件，所述支撑件为垫块、垫板、柱状体或管状体，其横截面为圆形或方形；

(2)用至少一个支撑件支撑在所述待焊接的铝合金车体部件上，使得所述待焊接的铝合金车体部件向焊接面的反面变形；

(3)在所述待焊接的部件上进行焊接作业。

本发明的进一步改进在于，当上述方法用于铝合金车体牵引梁的焊接时，上述步骤(1)中，在所述牵引梁的开口处使用支撑件，所使用的支撑件为柱状体或管状体，其横截面为圆形或方形，所述的支撑件的长度大于所述牵引梁的宽度；在上述步骤(2)中，用至少一个支撑件支撑在所述待焊接牵引梁的开口处，使得所述待焊接的牵引梁的两侧边各向外侧变形，所述的支撑件每隔300-400mm等距离设置在所述待焊接的牵引梁中。

本发明的另一个改进在于，当用于铝合金车体中单面焊接型材或板材的焊接时，上述步骤(1)中，所述支撑件垫于所述型材及板材的背面，所述支撑件为垫块或垫板，所述支撑件的横截面为方形；在上述步骤(2)中，所述支撑件沿所述待焊接件的焊缝方向设置，并在每条焊缝的两侧各设置一个或多个支撑件，将所述待焊接件的两端用卡兰向下压紧，使得所述待焊接件向焊接面的反面方向弯曲，所述支撑件的厚度为所述支撑件设置处的待焊接件的反变形量。

综上内容，本发明采用了反变形的加工方法，很好地控制了长度长，体积大的铝合金车体部件在焊接时所产生的变形，不但焊接件的质量提高，而且省去了焊接后对焊接部件进行修正的工序，操作方法简单实用，大幅度提高了生产效率，降低了作业人员的劳动强度，另外，也不需要另外制作工装，制造成本也大幅度降低。

附图说明

图1本发明牵引梁焊接结构示意图；

图2本发明侧墙焊接结构示意图。

如图1和图2所示，支撑件1，牵引梁2，侧墙3，焊缝4，加工工装5。

具体实施方式

实施例一，如图1所示，以具体实施例来说明本发明在焊接铝合金车体的牵引梁2时的工序步骤。

在铝合金车体加工中，为增加牵引梁2的强度，在牵引梁2中需要焊接许多的补强板，因此，牵引梁组成的焊接量比较大，所以焊接后的变形也就较大，牵引梁2焊接时的反变形加工方法包括如下步骤：

(1)根据待焊接的牵引梁2准备支撑件1，支撑件1为柱状体或管状体，在图1中所示的是支撑管结构，支撑件1的横截面可为圆形或方形，支撑件1的长度应该大于牵引梁2的宽度，才能使牵引梁2的两侧边各向外侧变形。

一般通过大量试验可以获得牵引梁2在焊接时，其两侧边所产生的变形量，由此，可以计算出牵引梁2两侧边的反变形量，也就是在焊接前将待焊接件向相反的方向变形的尺寸达到反变形量，其在焊接后，就会达使待焊接件达到平直度的要求，不需要在焊接后进行修正调整。

(2)用至少一个支撑件1支撑在待焊接的牵引梁2的开口处，使得待焊接的牵引梁2的两侧边各向外侧变形，支撑件1的长度应该等于牵引梁2的宽度与反变形量之和。如图1中所示，牵引梁2的宽度为178mm，每侧边的反变形量为1mm，所以，由此可以得出支撑件1的长度则为180mm。

一般牵引梁2的长度都较长，使用一个支撑件1不足以达到控制焊接变形的要求，所以在牵引梁2中要设置多个支撑件1，支撑件1每隔300-400mm等距离设置在待焊接的牵引梁2中，这是因为，牵引梁2中要进行许多的焊接作业，如果支撑件1布置的太密，就会影响牵引梁2内部的焊接作业。

(3)在待焊接的牵引梁2上进行焊接作业。

实施例二，如图2所示，以具体实施例来说明本发明在焊接铝合金车体的单面焊接型材或板材时的工序步骤，本实施例以焊接侧墙3为例。

在铝合金车体加工中，侧墙3、车顶、底架等都是由各种大型的铝合金型材或者板材拼装焊接而成的，焊缝长，尤其是在进行单面焊接时，焊接变形很大。如铝合金车体侧墙3一般是由7块大型的铝合金型材拼焊而成的，这样就会在侧墙3的焊接面产生6条很长的焊缝，侧墙3焊接时的反变形加工方法包括如下步骤：

(1)根据待焊接的铝合金车体侧墙3准备支撑件1，支撑件1为垫块，垫块直接焊接在侧墙3的加工工装5上。

(2)支撑件1沿待焊接的侧墙3的焊缝4方向通长设置，并在每条焊缝4的两侧各设置一个或多个支撑件1，如图2所示，每条焊缝4的两侧各设置了一个支撑件1，但不能将支撑件1直接设置在焊缝4的下方。

因为侧墙3共有6条焊缝4，其中3、4、5块型材在焊接后有平直度的要求，所以一般在其中靠中间的2-4条焊缝4处设置支撑件1即可满足要求。

通过大量试验同样可以获得侧墙3在进行单面焊接时所产生的变形量，由此，可以计算出侧墙3每一焊缝4处的反变形量，所以将支撑件1的厚度设计为支撑件1设置处的待焊接侧墙3的反变形量，这样就可以保证侧墙3在焊接完成后满足平直度的要求，不需要后序的修正和调整。

(3)将待焊接侧墙3的7块型材拼装起来，放置在已焊好支撑件1的加工工装5上，其两端用卡兰(图中未标示)向下压紧，使得侧墙3向焊接面的反面方向弯曲，并使侧墙3在焊接时其反面与支撑件1的表面贴靠，保证焊接质量。

(4)在所述待焊接的侧墙3上进行焊接作业。

如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1、一种铝合金车体焊接的反变形加工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(1)根据待焊接铝合金车体的部件准备支撑件，所述支撑件为垫块、垫板、柱状体或管状体，其横截面为圆形或方形；

(2)用至少一个支撑件支撑在所述待焊接的铝合金车体部件上，使得所述待焊接的铝合金车体部件向焊接面的反面变形；

(3)在所述待焊接的部件上进行焊接作业。

2、根据权利要求1所述的铝合金车体焊接的反变形加工方法，其特征在于：当用于铝合金车体牵引梁的焊接时，在上述步骤(1)中，在牵引梁的开口处使用支撑件，所述支撑件为柱状体或管状体，其横截面为圆形或方形，所述的支撑件的长度大于所述牵引梁的宽度；

在上述步骤(2)中，用至少一个支撑件支撑在所述待焊接牵引梁的开口处，使得所述待焊接的牵引梁的两侧边各向外侧变形。

3、根据权利要求2所述的铝合金车体焊接的反变形加工方法，其特征在于：所述的支撑件每隔300-400mm等距离设置在所述待焊接的牵引梁中。

4、根据权利要求1所述的铝合金车体焊接的反变形加工方法，其特征在于：当用于铝合金车体单面焊接型材或板材的焊接时，在上述步骤(1)中，所述支撑件垫于型材及板材的背面，所述支撑件为垫块或垫板，所述支撑件的横截面为方形；

在上述步骤(2)中，所述支撑件沿所述待焊接件的焊缝方向设置，并在每条焊缝的两侧各设置一个或多个支撑件，将所述待焊接件的两端用卡兰向下压紧，使得所述待焊接件向焊接面的反面方向弯曲。

5、根据权利要求4所述的铝合金车体焊接的反变形加工方法，其特征在于：所述支撑件的厚度为所述支撑件设置处的待焊接件的反变形量。