CN103317211A - 构架侧横梁圆管全位置tig自动焊工艺方法 - Google Patents

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常力
杨德惠
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Abstract

一种构架侧横梁圆管全位置TIG自动焊工艺方法，首先设计侧横梁圆管对接接头为半U半V自带垫板插入式结构；然后在台架上，将2个侧梁和2个横梁组装成构架，采用手工TIG焊完成接头的定位焊接，将焊接机构的机头装夹在所需焊接的接头圆管上，通过焊枪的旋转完成焊接。本发明可在构架侧横梁组装后，在普通台架上平放，不做任何转动的条件下完成侧横梁接头的焊接，所完成的焊缝在整个圆周上（360度）不存在多余的焊缝接头，不但焊缝内部质量好，而且表面成形更是平整、美观，提高生产效率5倍以上，并可大大减轻工人的劳动强度，同时提高焊接质量。

Description

构架侧横梁圆管全位置TIG自动焊工艺方法
技术领域
本发明属于铁路客车焊接工艺，涉及转向架构架侧横梁圆管自动焊工艺。
背景技术
在铁路客车转向架设计中，实现侧横梁圆管对接是构架该部位一种理想的接头结构。但当将侧梁与横梁组装后形成构架，采用常用的手工或机械手气体保护焊（MAG）进行侧横梁连接接头的全位置焊接是相当困难的。其原因是：若使手工或机械手能够在有利于焊接位置焊接（PA焊位），则焊接过程中构架必须连续翻转360度以上。鉴于构架的结构，在构架翻转过程中焊枪与构架会不断发生干涉，手工或机械手将无法连续焊接；若使构架固定不动（如水平放置），则需手工或机械手实现圆周全位置焊接——这在要求焊缝内部和外表质量较高的前提下，采用气体保护焊（MAG）是难以达到的。因此研发理想的接头结构应用到构架上必需选择另外的焊接方法和工艺。
发明内容
本发明是针对构架侧横梁圆管对接后如何实现全位置焊接开发一种全新的焊接工艺，解决传统焊接方法带来的圆管对接接头结构质量差的问题，从而生产出构架接头结构全新的转向架构架。
为解决上述技术问题，本发明提供一种构架侧横梁圆管全位置TIG自动焊工艺方法，其特征在于包括下列步骤：
1、设计侧横梁圆管对接接头为半U半V自带垫板插入式结构；
2、在台架上，将2个侧梁和2个横梁组装成构架，采用手工TIG焊完成接头的定位焊接，将焊接机构的机头装夹在所需焊接的接头圆管上，通过焊枪的旋转完成焊接。
构架组装时留有的焊接收缩量为3mm—5mm。
本发明工艺可在构架侧横梁组装后，在普通台架上平放，不做任何转动的条件下完成侧横梁接头的焊接，所完成的焊缝在整个圆周上（360度）不存在多余的焊缝接头，不但焊缝内部质量好，而且表面成形更是平整、美观。而采用常用的手工或机械手气体保护焊（MAG）无法进行整个圆周的连续焊接，在每层的环周焊中至少要有3个不可避免的焊缝接头，这些接头常常是产生焊接缺欠的隐患，完成后的焊缝表面质量则远不如自动TIG焊所完成的焊缝。对比手工TIG焊，本发明将提高生产效率5倍以上，并可大大减轻工人的劳动强度，同时提高焊接质量。
附图说明
图1是本发明侧横梁圆管对接接头示意图；
图2是本发明焊接机构示意图。
具体实施方式
如图1所示，1是横梁端接头，2是侧梁端接头，3是自带垫板；具体工艺方法如下：
1、根据构架侧梁和横梁对接接头处圆管直径和壁厚选择合适的圆管全位置TIG焊装置，主要技术数据是机头规格和焊机型号，机头规格适应对直径D从150mm至200mm钢管的焊接，焊机型号适用对壁厚δ从10mm至20mm钢管的焊接；
2、根据TIG焊的特点和侧横梁管焊接熔合深度达到钢管壁厚的要求，优化设计侧横梁圆管对接接头结构和坡口形状，使之便于组装和焊接，接头的具体形状和尺寸需通过焊接工艺试验和评定，工艺试验和评定确定采用这种焊接方法和工艺所完成焊接接头能够满足工件的机械性能要求和焊缝内部、外表的质量要求，所设计圆管对接接头为半U半V自带垫板插入式结构，不但可使侧横梁组装成构架简单易行，更有益于焊接过程中的质量控制，坡口形状尺寸α、R1、b的合理组合有利于焊接参数的确定和得到好的焊缝质量，α为坡口角度，R1为半U坡口底部半径，b为对接接头根部间隙，同时做为调整焊接收缩量的一个参数，b值的大小可在3mm至5mm之间调整，从而在保证焊接质量的前提下有利于构架组装尺寸的调整，形成自带垫板的主要尺寸R2、R3为垫板过渡圆弧半径，减小接头处应力集中，h为垫板厚度，一般以3mm至4mm为宜，防止焊接烧穿；
3、通过工艺评定和试验制定焊接工艺规程WPS，内容包括焊丝规格、焊接参数、焊接层数、每层焊接焊枪的摆动宽度和频率；
4、如图2所示，焊接机构包括TIG自动焊机头2、焊丝输送机构3、焊枪4、焊枪旋转拖动机构5、旋转槽道6、机头夹紧器7，侧横梁组装形成构架后便水平放置在台架上，焊丝输送机构3固定在焊枪4上，焊接时可自动输送焊丝，焊枪4是焊接时引发电弧部件，焊枪4固定在焊枪旋转拖动机构5上，焊枪旋转拖动机构5可带动焊枪按设定好的速度沿旋转槽道6做圆周旋转，并可使焊枪按设定好的频率和幅值摆动，机头夹紧器7装夹在待焊的圆管工件1上，并能使旋转槽道与圆管工件同心；
5、构架侧横梁组装、焊接操作流程：在台架上，将2个侧梁和2个横梁按接头设计尺寸组装成构架——检测构架的组装尺寸，留有焊接收缩量，并采用手工TIG焊完成接头的定位焊接——将焊接机头装夹在所需焊接的接头圆管上，并调整好焊枪与接头坡口的相对位置——按焊接工艺规程WPS中规定的焊接参数完成焊接。
按产品数量和设备购置条件确定应用到每个构架上的TIG焊装置套数，因每个构架需焊接的接头为4处，焊接装置可在1至4套中选择，即4处接头可采用1套焊接装置焊接，也可以同时采用4套焊接装置焊接，以提高生产效率。

Claims (2)

1.一种构架侧横梁圆管全位置TIG自动焊工艺方法，其特征在于包括下列步骤：
(1)设计侧横梁圆管对接接头为半U半V自带垫板插入式结构；
(2)在台架上，将2个侧梁和2个横梁组装成构架，采用手工TIG焊完成接头的定位焊接，将焊接机构的机头装夹在所需焊接的接头圆管上，通过焊枪的旋转完成焊接。
2.根据权利要求1所述的构架侧横梁圆管全位置TIG自动焊工艺方法，其特征在于：构架组装时留有的焊接收缩量为3mm—5mm。
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