CN105171319A - 一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装以及利用其实现的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装以及利用其实现的焊接方法，包括底板，底板通过连接螺栓固定在焊接设备的基板上；底板上还设置有支撑装置，所述支撑装置包括两根沿工装中轴线对称的支撑柱，支撑柱根部设置有十字形的辅助支撑板，支撑柱顶部设置有定位环，盖板和定位螺栓。本方案的优点在于：安装方便，结构牢靠，在焊接过程中能有效地对枕腰型围板进行固定，避免因焊接设备基板转动导致焊接枪头与焊缝偏差所引起的焊接缺陷，提升了焊接效果。

Description

一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装以及利用其实现的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种定位工装，特别是一种应用于铁路机车枕腰型围板机械焊接的定位工装，以及利用其实现的一种应用于铁路机车枕腰型围板的机械焊接方法。

背景技术

枕腰型围板是铁路机车底架承力的关键重要部件，其焊接质量好坏直接影响着机车运行的安全。枕腰型围板为椭圆柱型结构，由两块尾端为弧形的侧板和一块顶板合围而成，在现有技术中采用人工焊接进行连接，无法精确掌控焊接稳定性，特别是顶板与侧板的接触位置，时常发生焊接缺陷，导致焊接质量无法达到要求，工作效率低下。

发明内容

本发明的目的在于：为提高枕腰型围板的焊接效率，采用机械焊接方式取代现有的人工焊接，本方案提供一种应用于铁路机车枕腰型围板机械焊接方法的定位工装，通过下述技术方案来实现：

一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装，包括底板，底板通过连接螺栓固定在焊接设备的基板上；底板上还设置有支撑装置，所述支撑装置包括两根沿工装中轴线对称的支撑柱，支撑柱根部设置有十字形的辅助支撑板，支撑柱顶部设置有定位环，盖板和定位螺栓。

本方案所述的定位工装还包括基础定位装置，所述基础定位装置包括焊接在底板上的支撑螺栓和支撑螺母。

本方案所述的定位工装还包括辅助定位装置，包括焊接在底板上的顶压支座和调节螺栓。

本方案所述的定位工装还包括锁紧装置，包括设置在底板中心部位的隔套、安全挡板和锁紧螺栓。

本方案所述的定位工装还包括吊耳。

本定位工装的特点在于：

1.底板中心部位设置有锁紧装置，与连接螺栓配合，将整个底板稳定固定于焊接设备基板上，保证整个工装和枕腰型围板在基板旋转时不会发生松动、移位和掉落，使焊接枪头在摆动时不会偏离焊缝范围，提高了焊接质量。

2.底板上设置有基础定位装置，当枕腰型围板安装在定位工装上后，可以对调整支撑螺栓进行调整，以检查枕腰型围板侧板底面是否与基础定位装置贴靠。

3.底板上海设置有辅助定位装置，通过对调节螺栓进行调整，使调节螺栓顶住枕腰型围板的侧板，进一步加强了固定作用。

4.当支撑柱穿过枕腰型围板顶板的定位孔后，支撑柱顶部的定位环起到对枕腰型围板顶板的限位作用，并用盖板和定位螺栓进一步进行固定。

综上所述，本定位工装的优点在于：安装方便，结构牢靠，在焊接过程中能有效地对枕腰型围板进行固定，避免因焊接设备基板转动导致焊接枪头与焊缝偏差所引起的焊接缺陷，提升了焊接效果。

基于前述定位工装所实现的一种机车枕腰型围板机械焊接方法，其特征在于，包括以下步骤，

a.通过悬吊装置利用吊耳将整个定位工装吊起，垂直贴靠于焊接设备的基板；

b.通过连接螺栓将定位工装固定在基板上；

c.将安全挡板和隔套设置在底板中心部，将锁紧螺栓穿过安全挡板、隔套和基板预留孔并锁紧，完成整个工装的装配；

d.将枕腰型围板两块侧板进行点固焊后，用磁力吊吊起至定位工装水平前方，将支撑柱穿过枕腰型围板顶板的定位孔，将枕腰型围板顶板设置于支撑柱顶部的定位环上，将盖板穿过支撑柱顶部置于枕腰型围板顶板上方，利用定位螺栓固定并预紧；

e.检查枕腰型围板侧板底面与基础定位装置是否贴靠，如不贴靠，调整支撑螺栓，使其与枕腰型围板侧板底面贴靠；

f.调整辅助定位装置的调节螺栓顶住枕腰型围板两侧侧板，进行水平方向固定；

g.对整个安装过程进行复查，确认安装无误后，将定位螺栓栓紧，完成枕腰型围板的安装及定位工作；

h.启动焊接装置，从顶板与侧板的环形接缝处进行焊接，在进行焊接时，保持焊接枪头对准焊缝区域，通过转动焊接设备基板带动枕腰型围板整体转动，实现环焊缝焊接，第一层焊接参数为：电流:260A，电压：30V，焊接机械臂摆幅：3mm，基板转速：35cm/s；第一层打底焊接结束后，继续进行第二至第四层焊接，第二层焊接参数为：电流:280A，电压：32V，焊接机械臂摆幅：7mm，基板转速：28cm/s；第三层焊接参数：电流:280A，电压：32V，焊接机械臂摆幅：10mm，基板转速：22cm/s；第四层焊接参数：电流:290A，电压：33V，焊接机械臂摆幅：14mm，基板转速：16cm/s；

i.焊接作业完毕后，利用磁力吊吊住枕腰型围板，松开调节螺栓和定位螺栓，将枕腰型围板水平移出支撑柱，存放至成品区待检验。

如果采用焊接枪头围绕枕腰型围板转动焊接的方法，使焊接枪头经过PA-PB-PC-……等焊接位置，需要分别编制焊接工艺规程等文件，增加了工艺复杂程度，焊接本方法的优点在于：通过定位工装的辅助，使基板带动整个枕腰型围板360度旋转，使焊接枪头和焊缝位置始终保持在PA焊接位置，更容易焊接，能够最大限度保证焊接质量。

采用上述方法进行机械焊接后，降低了工人劳动强度，改善了工人作业环境，极大地提升了焊接质量，提高了工作效率。

附图说明

图1是定位工装和枕腰型围板的主视图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的俯视图；

图4是焊缝具体位置示意图；

图5和图6是焊接工作状态示意图；

图中，1为底板，2为连接螺栓，3为支撑柱，4为辅助支撑板，5位定位环，6为盖板，7为定位螺栓，8为支撑螺栓，9为支撑螺母，10为顶压支座，11为调节螺栓，12为隔套，13为安全挡板，14为锁紧螺栓，15为吊耳，16为枕腰型围板顶板，17为枕腰型围板侧板，18为焊接设备基板，19为焊缝，20为焊接枪头。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

参考图1-3所示，一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装，包括底板1，底板1通过连接螺栓2固定在焊接设备的基板18上；底板1上还设置有支撑装置，所述支撑装置包括两根沿工装中轴线对称的支撑柱3，支撑柱3根部设置有十字形的辅助支撑板4，支撑柱3顶部设置有定位环5，盖板6和定位螺栓7，本方案所述的定位工装还包括基础定位装置，所述基础定位装置包括焊接在底板1上的支撑螺栓8和支撑螺母9，定位工装还包括辅助定位装置，包括焊接在底板1上的顶压支10座和调节螺栓11，定位工装还包括锁紧装置，包括设置在底板中心部位的隔套12、安全挡板13和锁紧螺栓14,底板1上方还设置有吊耳15。

基于前述定位工装所实现的一种机车枕腰型围板机械焊接方法，包括以下步骤，

a.通过悬吊装置利用吊耳15将整个定位工装吊起，垂直贴靠于焊接设备的基板18；

b.通过连接螺栓2将定位工装固定在基板18上；

c.将安全挡板13和隔套12设置在底板1中心部，将锁紧螺栓14穿过安全挡板13、隔套12和基板18预留孔并锁紧，完成整个工装的装配；

d.将枕腰型围板两块侧板17点固焊后，用磁力吊吊起至定位工装水平前方，将支撑柱3穿过枕腰型围板顶板16的定位孔，将枕腰型围板顶板16设置于支撑柱3顶部的定位环5上，将盖板6穿过支撑柱3顶部置于枕腰型围板顶板16上方，利用定位螺栓7固定并预紧；

e.检查枕腰型围板侧板17底面与基础定位装置是否贴靠，如不贴靠，调整支撑螺栓8，使其与枕腰型围板侧板17底面贴靠；

f.调整辅助定位装置的调节螺栓11顶住枕腰型围板两侧侧板17，进行水平方向固定；

g.对整个安装过程进行复查，确认安装无误后，将定位螺栓7栓紧，完成枕腰型围板的安装及定位工作；

h.启动焊接装置，从顶板16与侧板17的环形接缝处19进行焊接，在进行焊接时，保持焊接枪头对准焊缝区域，通过转动焊接设备基板18带动枕腰型围板整体转动，实现环焊缝焊接，第一层焊接参数为：电流:260A，电压：30V，焊接机械臂摆幅：3mm，基板转速：35cm/s；第一层打底焊接结束后，继续进行第二至第四层焊接，第二层焊接参数为：电流:280A，电压：32V，焊接机械臂摆幅：7mm，基板转速：28cm/s；第三层焊接参数：电流:280A，电压：32V，焊接机械臂摆幅：10mm，基板转速：22cm/s；第四层焊接参数：电流:290A，电压：33V，焊接机械臂摆幅：14mm，基板转速：16cm/s；

i.焊接作业完毕后，利用磁力吊吊住枕腰型围板，松开调节螺栓11和定位螺栓7，将枕腰型围板水平移出支撑柱，存放至成品区待检验。

在实际生产中，本方案在批量生产的HXD1C型机车上发挥了较好的作用，由人工焊接改为机械手焊接以后，大大的降低了劳动强度，改善了工人的作业环境，4件/台的焊接人数由以前的6人减少到现在的3人，人员减少50％，作业时间由12小时/台降为8小时/台，生产效率提升30％；焊缝超声波探伤一次合格率从原来的88％提高到100％，大大提高了焊接质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装，其特征在于，包括底板，底板通过连接螺栓固定在焊接设备的基板上；底板上还设置有支撑装置，所述支撑装置包括两根沿工装中轴线对称的支撑柱，支撑柱根部设置有十字形的辅助支撑板，支撑柱顶部设置有定位环，盖板和定位螺栓。

2.如权利要求1所述的一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装，其特征在于，所述定位工装还包括基础定位装置，所述基础定位装置包括焊接在底板上的支撑螺栓和支撑螺母。

3.如权利要求2所述的一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装，其特征在于，所述定位工装还包括辅助定位装置，包括焊接在底板上的顶压支座和调节螺栓。

4.如权利要求3所述的一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装，其特征在于，所述定位工装还包括锁紧装置，包括设置在底板中心部位的隔套、安全挡板和锁紧螺栓。

5.如权利要求4所述的一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装，其特征在于，所述底板顶部设置有吊耳。

6.基于权利要求1-5中任意一项所述的一种机车枕腰型围板机械焊接定位工装实现的一种机车枕腰型围板机械焊接方法，其特征在于，包括以下步骤，

a.通过悬吊装置利用吊耳将整个定位工装吊起，垂直贴靠于焊接设备的基板；

b.通过连接螺栓将定位工装固定在基板上；

c.将安全挡板和隔套设置在底板中心部，将锁紧螺栓穿过安全挡板、隔套和基板预留孔并锁紧，完成整个工装的装配；

d.将枕腰型围板两块侧板进行点固焊后，用磁力吊吊起至定位工装水平前方，将支撑柱穿过枕腰型围板顶板的定位孔，将枕腰型围板顶板设置于支撑柱顶部的定位环上，将盖板穿过支撑柱顶部置于枕腰型围板顶板上方，利用定位螺栓固定并预紧；

e.检查枕腰型围板侧板底面与基础定位装置是否贴靠，如不贴靠，调整支撑螺栓，使其与枕腰型围板侧板底面贴靠；

f.调整辅助定位装置的调节螺栓顶住枕腰型围板两侧侧板，进行水平方向固定；

g.对整个安装过程进行复查，确认安装无误后，将定位螺栓栓紧，完成枕腰型围板的安装及定位工作；

h.启动焊接装置，从顶板与侧板的环形接缝处进行焊接，在进行焊接时，保持焊接枪头对准焊缝区域，通过转动焊接设备基板带动枕腰型围板整体转动，实现环焊缝焊接，第一层焊接参数为：电流:260A，电压：30V，焊接机械臂摆幅：3mm，基板转速：35cm/s；第一层打底焊接结束后，继续进行第二至第四层焊接，第二层焊接参数为：电流:280A，电压：32V，焊接机械臂摆幅：7mm，基板转速：28cm/s；第三层焊接参数：电流:280A，电压：32V，焊接机械臂摆幅：10mm，基板转速：22cm/s；第四层焊接参数：电流:290A，电压：33V，焊接机械臂摆幅：14mm，基板转速：16cm/s；

i.焊接作业完毕后，利用磁力吊吊住枕腰型围板，松开调节螺栓和定位螺栓，将枕腰型围板水平移出支撑柱，存放至成品区待检验。