CN103010237B - 轨道车辆侧墙及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的轨道车辆侧墙及其焊接方法，采用减少连接部件、提高模块化程度的方式，为避免点焊压痕的发生，侧墙整体上采取激光焊焊接方式，以有效地提高焊接强度，控制并减少热输入量，从而解决不锈钢侧墙的变形问题。侧墙包括有连接成整体结构的若干组侧墙单元、门框、侧墙上边梁和门槛。门框与侧墙单元之间焊接连接；在门框上方，相邻2个侧墙单元通过门口对接元件进行对接，同时门口对接元件与门框焊接连接；所述的侧墙单元包括有若干组相互搭接的横梁与立柱，横梁与立柱之间通过激光焊方式进行连接。

Description

轨道车辆侧墙及其焊接方法

技术领域

本发明涉及一种应用于不锈钢车体的轨道车辆侧墙结构与焊接加工方法的改进，属于机械制造领域。

背景技术

随着我国社会经济的发展与生活节奏的加快，轨道交通已成为城市交通中最主要的乘坐工具。基于轨道车辆安全性、经济性与外观质量的更高需求，如地铁、城轨或城际间快轨等车辆通常采用不锈钢材料作为车体的主要用材，较为常见的焊接加工手段是点焊连接工艺。

现有采用的点焊工艺虽然能够提高不锈钢车体的机械强度与紧密性，但是在侧墙外板上不可避免的留存有点焊压痕，此类压痕是点焊工艺所决定的、现有技术难以消除，也无法避免。若想彻底地改观不锈钢车体的外观效果，则必须选用其他焊接工艺来代替点焊工艺。

又如申请人在先提交的实用新型专利，申请号201120149005.2，名称车体搭接式侧墙结构，即采用搭接式框架结构，在侧墙板铺设于整体工装上搭接后激光焊组焊后再相继铺设横梁和立柱，并逐步进行激光焊连接以减少热输入量、有效地控制并降低侧墙整体的变形程度。其中，搭接式侧墙结构具有相互连接的门立柱、门立柱补强柱、连接板、横梁部分、立柱部分和侧墙板。门立柱为两翼面不等长的槽型断面型材，围绕侧墙上开设的窗口，立柱部分包括立柱、窗边立柱、窗上立柱、窗下立柱，横梁部分包括上边梁、窗上横梁、窗边横梁、窗下横梁、下横梁；横梁部分和立柱部分相互搭接而形成侧墙框架。

上述在先申请专利，虽然是也采用激光焊解决不锈钢车体结构的变形问题，但是也存在一定的问题。

1、搭接式侧墙结构在整车应用时也存在其门区窗区应力超限的局限性。

2、侧墙结构整体上的部件较多，特别是窗口处模块化程度较低，不利于整体焊接后的机械强度与紧密性。

3、在门框处缺少必要的加强结构，另外在此类衔接处的侧墙部件采用刚性连接，不利于整车批量化生产。

发明内容

本发明所述的轨道车辆侧墙及其焊接方法，其目的在于解决上述现有技术存在的问题而采用减少连接部件、提高模块化程度的方式，为避免点焊压痕的发生，侧墙整体上采取激光焊焊接方式，以有效地提高焊接强度，控制并减少热输入量，从而解决不锈钢侧墙的变形问题。

另一发明目的是，采用不锈钢门框以满足激光焊对于门立柱较高的刚度和强度要求。

发明目的还在于，基于激光焊工艺提高侧墙在窗口、门框等衔接处的连接结构与焊接手段，以整体上提高侧墙的机械强度与安全性。

为实现上述发明目的，所述的轨道车辆侧墙主要包括有：

连接成整体结构的若干组侧墙单元、门框、侧墙上边梁和门槛。与现有技术的区别之处在于，激光焊侧墙结构及门框与侧墙单元之间通过焊接方式进行连接；

在门框上方，相邻2个侧墙单元通过门口对接元件进行对接，同时门口对接元件与门框通过塞焊方式进行连接；

所述的侧墙单元包括有若干组相互搭接的横梁与立柱，横梁先与外墙板搭接激光焊连接，立柱再与横梁进行相互搭接激光焊连接。

从提高强窗口处整体的平面度与窗角安全系数的角度出发，位于窗口上下端的2个横梁，分别具有两侧相向伸展并对接的上翼边、下翼边。上翼边、下翼边分别与外墙板通过激光焊连接，并与相邻的横梁、立柱通过激光焊方式进行连接。

采用激光焊焊接的侧墙单元，采用横梁与立柱的薄板相互搭接框架结构，同时基于激光焊焊接工艺，利用窗口处的垂向2个横梁伸出对接、合围成窗口外轮廓的2组翼边，有效地形成针对窗口整体的补强结构。

如上述基本方案，侧墙实现一种较完全的模块化结构，主体的侧墙单元采用激光焊加工能够减少热量输入，最大限度地控制不锈钢材质的变形问题，从而改善侧墙整体的平面度。同时，激光焊侧墙单元在门框上方实现对接，有助于兼顾侧墙单元与门框连接处的机械强度与柔韧性。

为进一步地提高做为主体结构的侧墙单元对接后与门框组焊质量，在此采取柔性对接方式，即在门框上方中心线处，相邻2个侧墙单元通过门口对接元件进行留有间隙的对接，可通过上述柔性对接元件提高内装门框与侧墙单元衔接处的整体刚度与强度。

为改善门框自身的机械强度，所述的门框具有门口横梁与两侧的门口立柱通过拼焊方式连接成的整体结构。

为优化在内侧端角衔接处的焊接质量，可在内装门框上方的2个端角处，设置有用于与侧墙单元进行塞焊连接的补强板。

为进一步地提高门框的机械强度，所述的门框通过拼焊方式而形成整体结构，并与侧墙单元通过焊接方式进行连接。

还可在门框的内侧端角处设置有门角补强，门角补强具有整体铸造结构并与门框进行满焊连接，以提高门口整体强度。

另外，所述的门槛通过电弧焊方式与门框进行连接，侧墙单元通过电阻点焊方式与侧墙上边梁进行连接，从而形成侧墙上下两端的连接结构。

为改善门框结构的机械强度，可在门框外侧连接一外门框，外门框通过拼焊方式而形成整体结构并与门框通过沉头螺钉进行连接。

基于上述轨道车辆侧墙结构的改进，本发明提出将激光焊工艺应用于不锈钢轨道车辆侧墙的加工方法，相应的采取的侧墙焊接方法是：

门框整体上与侧墙单元通过焊接方式进行连接；

在门框上方，相邻2个侧墙单元通过门口对接元件进行对接并留有间隙，同时门口对接元件与门框进行塞焊连接；

构成侧墙单元的横梁先与外墙板搭接激光焊连接，立柱再与横梁进行相互搭接激光焊连接；

位于窗口上下端的2个横梁，分别具有两侧相向伸展并对接的上翼边、下翼边；2组上翼边、下翼边合围成窗口的外围轮廓，分别与外墙板通过激光焊连接，并与相邻的横梁、立柱进行激光焊连接。

在上述侧墙焊接方法的基础上，在门框上方的2个端角处，补强板与侧墙单元进行塞焊连接。

设置于门框内侧端角处的门角补强与门框进行满焊连接。

门槛与门框进行电弧焊连接，侧墙单元与侧墙上边梁进行电阻点焊连接。

并在门框外侧连接一外门框，外门框通过拼焊方式而形成整体结构并与门框通过沉头螺钉进行连接。

综上内容，本发明轨道车辆侧墙及其焊接方法具有优点与有益效果有：

1、侧墙整体的连接部件较少、模块化程度较高。整体上采取激光焊焊接方式，能够解决点焊压痕的发生，通过减少热输入量而有效地解决不锈钢侧墙的变形问题。

2、不锈钢整体式的门框能够满足激光焊对于门立柱较高的刚度和强度要求。

3、基于激光焊工艺，在窗口、门框等衔接处的连接结构与焊接手段能够保证侧墙整体的机械强度与安全性。

4、门框内外连接结构，能够对门口处的电阻点焊焊点起到遮盖与美化作用。

附图说明

现结合以下附图对本发明做进一步地说明。

图1是所述轨道车辆侧墙的爆炸示意图；

图2是侧墙单元局部结构示意图；

图3是图2中I部窗口横梁与外墙板连接的示意图；

图4是基于图3、图2中I部与窗口侧部的横梁的连接示意图；

图5是基于图4、图2中I部与窗口侧部的立柱的连接示意图；

国6是门框的结构示意图；

如图1至图6所示，侧墙单元1，门框2，侧墙上边梁3，门口对接元件4，门角补强5，外门框6，门槛7，门口横梁8，门口立柱9，窗口横梁10，立柱11，补强板13，上翼边15，下翼边16，接缝17，窗间窗口18。

具体实施方式

实施例1，结合图1至图6，所述的轨道车辆侧墙主要包括有：

连接成整体结构的若干组侧墙单元1、门框2、侧墙上边梁3和门槛7。其中，

所述的侧墙单元1包括有若干组相互搭接的横梁10与立柱11，横梁10与外墙板之间通过激光焊方式进行连接，横梁10与立柱11之间通过激光焊方式进行连接。

门框2具有门口横梁8与两侧的门口立柱9通过拼焊方式连接成的整体结构。

门框2与侧墙单元1之间通过焊接方式进行连接；

在门框2上方中心线处，相邻2个侧墙单元1通过门口对接元件4进行留有间隙的对接。

同时门口对接元件4与门框2通过塞焊方式进行连接；

在门框2上方的2个端角处，设置有用于与侧墙单元1进行塞焊连接的补强板13。

在门框2的内侧端角处设置有门角补强5，门角补强5具有整体铸造结构并与门框2进行满焊连接。

在门框2外侧连接一外门框6，外门框6通过拼焊方式而形成整体结构并与门框2通过沉头螺钉进行连接。

位于窗口14上下端的2个横梁10，分别具有两侧相向伸展并对接的上翼边15、下翼边16，上翼边15与下翼边16之间形成接缝17。上翼边15、下翼边16分别与相邻的窗间横梁18、立柱11通过激光焊方式进行连接。

门槛7通过电弧焊方式与门框2进行连接，侧墙单元1通过电阻点焊方式与侧墙上边梁3进行连接。

在上述侧墙结构的基础上，本实施例还实现了下述侧墙焊接方法：

门框2整体上与侧墙单元1通过焊接进行连接；

在门框2上方，相邻2个侧墙单元1通过门口对接元件4进行对接并留有间隙，同时门口对接元件4与门框2进行塞焊连接；

构成侧墙单元1的横梁10、18先与外墙板搭接激光焊连接，再与立柱11进行相互搭接激光焊连接。

构成门框2的门口横梁8与两侧的门口立柱9进行拼焊连接以形成整体结构。

在门框2上方的2个端角处，补强板13与侧墙单元1进行塞焊连接。

在门框2外侧连接一外门框6，外门框6通过拼焊方式而形成整体结构并与门框2通过沉头螺钉进行连接。

如图3至图5所示，位于窗口14上下端的2个横梁10，分别具有两侧相向伸展并对接的上翼边15、下翼边16，上翼边15与下翼边16之间形成接缝17。

2组上翼边15、下翼边16合围成窗口14的外围轮廓，并先后依次地与外墙板、相邻的窗间横梁18、立柱11进行激光焊连接。

设置于门框2连接内侧端角处的门角补强5与门框2进行满焊连接。

门槛7与门框2进行电弧焊连接，侧墙单元1与侧墙上边梁3进行电阻点焊连接。

进一步地，本发明的侧墙单元还可为插接式结构，如申请人在先提交的实用新型专利ZL201020649823.4，名称车体插接式侧墙结构，即采用插接式框架结构。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，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，例如侧墙单元为插接式结构和门框可为整体口型结构，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种轨道车辆侧墙，包括有连接成整体结构的若干组侧墙单元(1)、门框(2)、侧墙上边梁(3)、门槛(7)，其特征在于：

门框(2)与侧墙单元(1)之间通过焊接方式进行连接；

在门框(2)上方，相邻2个侧墙单元(1)通过门口对接元件(4)进行对接，同时门口对接元件(4)与门框(2)通过焊接连接；

所述的侧墙单元(1)包括有若干组相互搭接的横梁(10)、(18)与立柱(11)，横梁(10、18)先与外墙板搭接激光焊连接，再与立柱(11)进行相互搭接激光焊连接；

位于窗口(14)上下的2个横梁(10)，分别具有两侧相向伸展并对接的上翼边(15)、下翼边(16)；

上翼边(15)、下翼边(16)分别与相邻的窗间横梁(18)、立柱(11)通过激光焊方式进行连接。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆侧墙，其特征在于：在门框(2)上方中心线处，相邻2个侧墙单元(1)通过门口对接元件(4)进行留有间隙的对接。

3.根据权利要求2所述的轨道车辆侧墙，其特征在于：所述的门框(2)，具有门口横梁(8)与两侧的门口立柱(9)通过拼焊方式连接成的整体结构。

4.根据权利要求3所述的轨道车辆侧墙，其特征在于：在门框(2)上方的2个端角处，设置有用于与侧墙单元(1)进行电弧焊连接的补强板(13)。

5.根据权利要求1所述的轨道车辆侧墙，其特征在于：在门框(2)连接的内侧端角处设置有门角补强(5)，门角补强(5)具有整体铸造结构并与门框(2)进行满焊连接。

6.根据权利要求5所述的轨道车辆侧墙，其特征在于：所述的门槛(7)通过电弧焊方式与门框(2)进行连接，侧墙单元(1)通过电阻点焊方式与侧墙上边梁(3)进行连接。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆侧墙，其特征在于：在所述门框(2)外侧连接一外门框(6)，外门框(6)通过拼焊方式而形成整体结构并与门框(2)通过沉头螺钉进行连接。

8.一种侧墙焊接方法，其特征在于：门框(2)整体上与侧墙单元(1)进行焊接连接；

在门框(2)上方，相邻2个侧墙单元(1)通过门口对接元件(4)进行对接并留有间隙，同时门口对接元件(4)与门框(2)进行电弧焊连接；

构成侧墙单元(1)的横梁(10、18)先与外墙板搭接激光焊连接，再与立柱(11)进行相互搭接激光焊连接；

位于窗口(14)上下的2个横梁(10)，分别具有两侧相向伸展并对接的上翼边(15)、下翼边(16)；

2组上翼边(15)、下翼边(16)合围成窗口(14)的外围轮廓，并与相邻的横梁(10)、立柱(11)进行激光焊连接。

9.根据权利要求8所述的侧墙焊接方法，其特征在于：构成门框(2)的门口横梁(8)与两侧的门口立柱(9)进行拼焊连接以形成整体结构。

10.根据权利要求9所述的侧墙焊接方法，其特征在于：在门框(2)上方的2个端角处，补强板(13)与侧墙单元(1)进行塞焊连接。

11.根据权利要求10所述的侧墙焊接方法，其特征在于：设置于内装门框(2)内侧端角处的门角补强(5)与内装门框(2)进行满焊连接。

12.根据权利要求11所述的侧墙焊接方法，其特征在于：门槛(7)与门框(2)进行电弧焊连接，侧墙单元(1)与侧墙上边梁(3)进行电阻点焊连接。

13.根据权利要求12所述的侧墙焊接方法，其特征在于：在所述门框(2)外侧连接一外门框(6)，外门框(6)通过拼焊方式而形成整体结构并与门框(2)通过沉头螺钉进行连接。