CN106312316A - 用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法 - Google Patents

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Abstract

用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法属于轨道车辆不锈钢车体外墙板的焊接技术领域，该方法是将待焊接的左、右两块不锈钢薄板从原有的搭接组焊形式改为在相同高度下的左右对接形式，并在其左右对接的焊缝中间额外插入一条给定厚度和高度差的第三块同材质竖直不锈钢薄板，通过精确控制三块钢板的相对位置关系，使其三者形成带有左、右两条焊缝的T字形的新型组焊结构；通过精确给定激光器工作参数，使得激光器以给定垂直姿态、热区范围、功率强度和运行速度，对竖直不锈钢薄板的上端面及其两侧的焊缝同时进行烧灼和熔化。本发明的焊接方法可以同时完成对矩形不锈钢薄板的上端面及其左、右侧壁端面的一次性焊接和三面成型。

Description

用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法
技术领域
本发明属于轨道车辆不锈钢车体外墙板的焊接技术领域，具体涉及一种用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法。
背景技术
轨道车辆车体侧墙和端墙等宽大的外墙板均是由多块厚度均为1.5mm的不锈钢薄板拼接组焊而形成宽大的整体不锈钢薄板结构。
旧有用于拼接阻焊外墙板的1.5mm厚不锈钢板包括左侧钢板1与右侧钢板2，其二者彼此拼接组焊的方式是采用如图1所示的搭接和点焊的组焊形式，然而，上述搭接结构会使其二者所形成的宽大的外墙板上留下棱角分明的台阶状焊缝，严重影响外墙板整体外观的圆滑度和流线性。而点焊方式的焊接热区较大，其会在不锈钢外墙板的外侧壁上留下明显的点焊凹痕直接，从而也会影响外墙板的外观质量。
发明内容
为了解决现有采用搭接方式组焊生产的车体整体不锈钢外墙板时，其搭接结构会在外墙板上产生台阶状焊缝，从而影响外墙板整体外观的圆滑度和流线性；而点焊产生的焊接热变形会在外墙板的外侧壁上留下明显的点焊凹痕，因此也会严重影响外墙板整体外观质量的技术问题，本发明提供一种用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：
用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤一：将待拼接组焊的左侧钢板和右侧钢板分别放置于狭缝水平台的两侧，并使其二者的上端面高度相同；
步骤二：制作一块宽度为D＝1mm，高度H＝500mm的矩形不锈钢薄板；矩形不锈钢薄板的长度与步骤一所述左侧钢板待焊接端面的长度相同；
步骤三：将步骤二所述矩形不锈钢薄板竖直插入到狭缝水平台的平台狭缝内，并使矩形不锈钢薄板的前端与左侧钢板的前端面以及右侧钢板的前端面均共面对齐；
步骤四：精确调整左侧钢板、右侧钢板以及矩形不锈钢薄板的相对位置，使矩形不锈钢薄板左侧壁到左侧钢板右端面的焊缝宽度0.05≤d1≤0.1mm；并矩形不锈钢薄板的右侧壁到右侧钢板左端面的焊缝宽度0.05≤d2≤0.1mm；矩形不锈钢薄板的上端面到左侧钢板上端面的高度值0.5≤h1≤0.8mm；
步骤五：将步骤四所述左侧钢板、右侧钢板以及矩形不锈钢薄板三者均分别固定；
步骤六：使用ABB型激光焊接机器人加载TRUMPF TRUDISK4002型激光器从垂直于矩形不锈钢薄板的上端面的方向同时对矩形不锈钢薄板的上端面、焊缝d1以及焊缝d2同时进行激光焊接；
激光焊接机器人的焊接工艺参数为：
光斑直径1.25mm，激光波长1025-1080nm、焦距250+5mm；
焊接速度：20mm/S、焊接功率：2800W、离焦量：-1.5mm、氩气保护气体流量25L/min；
焊接板厚组合：1.5mm+1.5mm+1.0mm。
本发明的有益效果是：该用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法将待焊接的左、右两块不锈钢薄板焊接从原有的搭接组焊形式改为在相同高度下的左右对接形式，并在其左右对接的焊缝中间额外插入一条给定厚度和高度差的第三块同材质竖直不锈钢薄板，通过精确控制三块钢板的相对位置关系，使其三者形成带有左、右两条焊缝的T字形的新型组焊结构。此外，该方法还通过精确给定激光器工作参数，使得激光器以给定垂直姿态、热区范围、功率强度和运行速度，对竖直不锈钢薄板的上端面及其两侧的焊缝同时进行烧灼和熔化，在左、右两条焊缝分别形成熔池的同时，竖直不锈钢薄板的上端面也随着钢水的流失而自然降低高度，这使得其原本的高度差非常容易通过简单的后续打磨抛光工序处理成为平面或圆滑曲面。因此，本发明的用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法可以同时完成对矩形不锈钢薄板的上端面及其左、右侧壁端面的一次性焊接和三面成型。
此外该用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法还具有操作方便，易于实现和便于推广普及等优点。
附图说明
图1是旧有左侧钢板与右侧钢板搭接点焊形式的原理示意图；
图2是本发明用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法的原理示意图；
图3是图2的I部分的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图2至图3所示，本发明用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法包括如下步骤：
步骤一：将待拼接组焊的左侧钢板1和右侧钢板2分别放置于狭缝水平台4的两侧，并使其二者的上端面高度相同。
步骤二：制作一块宽度为D＝1mm，高度H＝500mm的矩形不锈钢薄板3。矩形不锈钢薄板3的长度与步骤一所述左侧钢板1待焊接端面的长度相同。
步骤三：将步骤二所述矩形不锈钢薄板3竖直插入到狭缝水平台4的平台狭缝内，并使矩形不锈钢薄板3的前端与左侧钢板1的前端面以及右侧钢板2的前端面均共面对齐。
步骤四：精确调整左侧钢板1、右侧钢板2以及矩形不锈钢薄板3的相对位置，使矩形不锈钢薄板3左侧壁到左侧钢板1右端面的焊缝宽度0.05≤d1≤0.1mm。并矩形不锈钢薄板3的右侧壁到右侧钢板2左端面的焊缝宽度0.05≤d2≤0.1mm。矩形不锈钢薄板3的上端面到左侧钢板1上端面的高度值0.5≤h1≤0.8mm。
步骤五：将步骤四所述左侧钢板1、右侧钢板2以及矩形不锈钢薄板3三者均分别固定。并使其三者形成带有左、右两条焊缝的T字形的组焊结构。
步骤六：使用ABB型激光焊接机器人加载TRUMPF TRUDISK4002型激光器从垂直于矩形不锈钢薄板3的上端面的方向同时对矩形不锈钢薄板3的上端面、焊缝d1以及焊缝d2同时进行激光焊接。
激光焊接机器人的焊接工艺参数为：
光斑直径1.25mm，激光波长1025-1080nm、焦距250+5mm。
焊接速度：20mm/S、焊接功率：2800W、离焦量：-1.5mm、氩气保护气体流量25L/min。
焊接板厚组合：1.5mm+1.5mm+1.0mm。
具体应用本发明的用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法时，ABB型激光焊接机器人带动激光器，以垂直于矩形不锈钢薄板3上端面的姿态，对矩形不锈钢薄板3的上端面、焊缝d1以及焊缝d2同时进行激光焊接，其激光器以该姿态从矩形不锈钢薄板3上端面最前端一直焊接并运行到矩形不锈钢薄板3上端面的最后端，完成对整条矩形不锈钢薄板3上端面的通长焊接。在上述的焊接过程中，垂直照射于不锈钢薄板3上端面激光光斑会将不锈钢薄板3上端面烧灼成熔化状态下的钢水，该钢在重力作用下从水不锈钢薄板3的左侧流入焊缝d1，左侧钢板1的右端面也被激光光斑局部熔化，其熔化所形成的钢水也流入焊缝d1并与不锈钢薄板3上端面化成的钢水彼此融合，形成熔池，当激光光斑原理当然的焦点下方的熔池位置后，熔池内熔化状态下的钢水自然冷却，完成焊接。右侧钢板2左端面以同样的方式形成另一条焊缝d2的焊接。
此外，矩形不锈钢薄板3上端面所熔化形成的钢水分别向其两侧的焊缝d1和焊缝d2中流下以后，原本矩形不锈钢薄板3上端面与左侧钢板1上端面的高度差h1也自然缩短，其在所设定的激光功率和焊接速度下，高度差h1的缩短范围在0.3至0.5mm左右，因此，当焊缝d1和焊缝d2的焊缝冷却成型时，矩形不锈钢薄板3上端面与左侧钢板1上端面的高度差0≤h1≤0.5mm，这使得该高度差非常容易通过简单的后续打磨抛光工序处理成为平面或圆滑曲面。因此，本发明的用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法可以同时完成对矩形不锈钢薄板3的上端面及其左、右侧壁端面的一次性焊接和三面成型。

Claims (1)

1.用于不锈钢车体外墙板的单面焊接三面成型焊接方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤一：将待拼接组焊的左侧钢板(1)和右侧钢板(2)分别放置于狭缝水平台(4)的两侧，并使其二者的上端面高度相同；
步骤二：制作一块宽度为D＝1mm，高度H＝500mm的矩形不锈钢薄板(3)；矩形不锈钢薄板(3)的长度与步骤一所述左侧钢板(1)待焊接端面的长度相同；
步骤三：将步骤二所述矩形不锈钢薄板(3)竖直插入到狭缝水平台(4)的平台狭缝内，并使矩形不锈钢薄板(3)的前端与左侧钢板(1)的前端面以及右侧钢板(2)的前端面均共面对齐；
步骤四：精确调整左侧钢板(1)、右侧钢板(2)以及矩形不锈钢薄板(3)的相对位置，使矩形不锈钢薄板(3)左侧壁到左侧钢板(1)右端面的焊缝宽度0.05≤d1≤0.1mm；并矩形不锈钢薄板(3)的右侧壁到右侧钢板(2)左端面的焊缝宽度0.05≤d2≤0.1mm；矩形不锈钢薄板(3)的上端面到左侧钢板(1)上端面的高度值0.5≤h1≤0.8mm；
步骤五：将步骤四所述左侧钢板(1)、右侧钢板(2)以及矩形不锈钢薄板(3)三者均分别固定；
步骤六：使用ABB型激光焊接机器人加载TRUMPF TRUDISK4002型激光器从垂直于矩形不锈钢薄板(3)的上端面的方向同时对矩形不锈钢薄板(3)的上端面、焊缝d1以及焊缝d2同时进行激光焊接；
激光焊接机器人的焊接工艺参数为：
光斑直径1.25mm，激光波长1025-1080nm、焦距250+5mm；
焊接速度：20mm/S、焊接功率：2800W、离焦量：-1.5mm、氩气保护气体流量25L/min；
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