CN106735975B - 铝合金地铁车底架焊接时的内侧宽度控制方法 - Google Patents

铝合金地铁车底架焊接时的内侧宽度控制方法 Download PDF

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Abstract

铝合金地铁车底架焊接时的内侧宽度控制方法属于铝合金地铁车底架焊接技术领域，该方法先将阶梯状的侧梁搭接型接头和阶梯状的地板搭接型接头均改为相互匹配的插接型接头形式，然后在正装状态下完成插接型底架的初步拼装、定位和自动焊接，再在反状态下完成插接型底架的定位和自动焊接，从而使插接型地板和两个插接型侧梁共同形成最终的整体底架。本发明通过此方法能够实现底架正、反装全部采用自动焊焊接，并使两根边梁在焊接过程中变形保持一致，减小底架边梁焊接后的扭曲变形，同时也可以大大提高生产效率。

Description

铝合金地铁车底架焊接时的内侧宽度控制方法
技术领域
本发明属于铝合金地铁车底架焊接技术领域，具体涉及一种铝合金地铁车底架焊接时的内侧宽度控制方法。
背景技术
如图1所示是现有搭接型铝合金地铁车底架整体的正装状态，该搭接型底架包括搭接型地板1和两个搭接型侧梁2，搭接型地板1的两端均设有一个搭接块1-1和一个搭接拖板1-2，如图2所示，搭接块1-1和搭接拖板1-2一体成形，其二者共同构成一个阶梯状的地板搭接型接头。如图3所示，搭接型侧梁2包括搭接型侧梁下端板2-2、搭接型侧梁外侧壁板2-3、搭接型侧梁上端板2-5、搭接型侧梁内侧壁板2-6、搭接型侧梁上端座2-1和搭接型侧梁托板2-4，搭接型侧梁下端板2-2、搭接型侧梁外侧壁板2-3、搭接型侧梁上端板2-5和搭接型侧梁内侧壁板2-6共同合围挤压形成一个搭接型侧梁方箱结构，搭接型侧梁下端板2-2固连于搭接型侧梁上端板2-5的下端，搭接型侧梁下端板2-2的外侧壁与搭接型侧梁外侧壁板2-3的外侧壁共面。搭接型侧梁托板2-4水平固连于搭接型侧梁内侧壁板2-6的侧面，搭接型侧梁托板2-4位于搭接型侧梁上端板2-5的下方，其二者平行并共同形成一个阶梯状的侧梁搭接型接头。如图4所示，阶梯状的侧梁搭接型接头与阶梯状的地板搭接型接头相互匹配，其二者可以共同拼接形成侧梁第一搭接型焊缝A和侧梁第二搭接型焊缝B，其中，侧梁第一搭接型焊缝A由搭接型压板1-2压在搭接型侧梁上端板2-5的端部形成，其焊接坡口朝向临近侧梁所在的方向，侧梁第二搭接型焊缝B由搭接型块1-1压在搭接型侧梁压板2-4的上端面上形成，其焊接坡口朝向不相邻的另一个侧梁所在的方向。搭接型地板1两端的阶梯状的地板搭接型接头分别与一个对应的侧梁搭接型接头组焊，从而使搭接型地板1和两个搭接型侧梁2共同形成整体底架。两个搭接型侧梁2彼此对称，其二者的搭接型侧梁内侧壁板2-6的间距即为底架的内侧宽度L，按照图纸理论尺寸要求，底架内侧宽度L的公差范围是±0.5毫米。
然而，由于该搭接型底架的焊缝A与搭接型侧梁上端座2-1的侧壁距离太近，且其焊接坡口朝向临近侧梁所在的方向，致使其缺少必要的焊接机器人操作空间，导致现有的IGM双丝自动焊接机器人无法应用于该搭接焊缝A，现有的焊接工艺方法只能沿用传统的手工焊接工艺，在对焊缝A完成焊接作业后，将底架翻转，因此导致搭接型底架的生产效率低下。
另一方面，现有搭接型底架上的焊缝A和焊缝B在水平方向上的错位较远，不利于焊接变形量的补偿，进而增加了底架内侧宽度控制的难度。
发明内容
为了解决现有搭接型底架的焊缝距离侧梁的侧壁很近，致使双丝自动焊接机器人因缺少必要的作业空间而无法使用，因此只能沿用焊接效率低下、焊接变形难以控制的传统手工焊接工艺对底架进行焊接合成作业，并且底架上的两条焊缝在水平方向上的错位较远，进一步造成了焊接变形量无法有效补偿以及底架内侧宽度控制的难度增加的技术问题，本发明提供一种铝合金地铁车底架焊接时的内侧宽度控制方法。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：
铝合金地铁车底架焊接时的内侧宽度控制方法，其包括如下步骤：
步骤一：将阶梯状的侧梁搭接型接头和阶梯状的地板搭接型接头均改为相互匹配的插接型接头形式，即将搭接型底架改为插接型底架；插接型底架包括插接型地板和两个插接型侧梁，插接型地板的两端均设有一个直角梯形状的地板插接型接头，该直角梯形的上底是插接型接头上端面，直角梯形的下底是插接型接头下端面，直角梯形的斜边是插接型接头插接端面；插接型侧梁包括插接型侧梁上端座、插接型侧梁下端板、插接型侧梁外侧壁板、插接型侧梁内侧壁板、插接型侧梁压板和插接型侧梁下托板，插接型侧梁下端板、插接型侧梁外侧壁板、插接型侧梁压板和插接型侧梁内侧壁板共同合围挤压形成一个插接型侧梁方箱结构，插接型侧梁下端板固连于插接型侧梁压板的下端，插接型侧梁下端板的外侧壁与插接型侧梁外侧壁板的外侧壁共面；插接型侧梁下托板水平固连于插接型侧梁内侧壁板的侧壁上端，插接型侧梁下托板位于插接型侧梁压板的下方，其二者平行并共同形成一个阶梯状的侧梁插接型接头；阶梯状的侧梁插接型接头与直角梯形状的地板插接型接头相互匹配，其二者可以共同拼接形成侧梁第一插接型焊缝C和侧梁第二插接型焊缝D，侧梁第一插接型焊缝C由插接型侧梁压板压在插接型接头上端面上形成，侧梁第二插接型焊缝D由插接型接头下端面压在插接型侧梁下托板上形成，第一插接型焊缝C和侧梁第二插接型焊缝D二者的焊接坡口均朝向不相邻的另一个侧梁所在的方向；
步骤二：在正装状态下完成插接型底架的初步拼装和定位，其具体包括如下子步骤：
步骤2.1：将插接型地板置于由多个立柱支座共同构成的水平台上，并使插接型地板处于正装状态；将两个插接型侧梁对称地布置于插接型地板的两侧，并使插接型侧梁下托板的下端面也落座于由立柱支座共同构成的水平台上；
步骤2.2：将两个直角梯形状的地板插接型接头分别插入一个对应的侧梁插接型接头内，并使地板插接型接头与其对应的侧梁插接型接头分别形成侧梁第一插接型焊缝C和侧梁第二插接型焊缝D；
步骤2.3：分别调整步骤2.1所述两个插接型侧梁的间距，使其二者上的插接型侧梁内侧壁板彼此平行；
步骤2.4：用多个快速夹钳对步骤2.3所述的两个插接型侧梁进行精确定位，并使两个插接型侧梁内侧壁板的间距L1＝L+4毫米；
步骤三：通过双丝自动焊接机器人对步骤2.4所述两个插接型侧梁各自对应的侧梁第一插接型焊缝C进行自动焊接，从而使插接型地板和两个插接型侧梁共同形成一个初步焊接后的整体底架；
步骤四：在反状态下完成插接型底架的定位：将步骤三所述初步焊接后的整体底架翻转为反装状态，并通过多个快速夹钳对其进行定位，使两个插接型侧梁内侧壁板的间距L2＝L+1毫米；
步骤五：通过双丝自动焊接机器人对步骤四所述反装状态下的初步焊接后的整体底架上的两个侧梁第二插接型焊缝D进行自动焊接，从而使插接型地板和两个插接型侧梁共同形成最终的整体底架。
本发明的有益效果是：该铝合金地铁车底架焊接时的内侧宽度控制方法通过将阶梯状的侧梁搭接型接头和阶梯状的地板搭接型接头均改为相互匹配的插接型接头形式，实现了将旧有的搭接型底架改为全新的插接型底架，从而改变了坡口的朝向，由此使得IGM双丝自动焊接工艺得以在本发明的插接型底架上顺利实施，进而使得焊缝质量可靠，外观均匀、美观，在大幅提高焊接质量和生产效率的同时，还增强了对焊接变形量的控制，因此可以获得更为稳定可靠的高品质整体底架焊件产品。通过此种更改能够实现底架正、反装全部采用自动焊焊接，并使两根边梁在焊接过程中变形保持一致，减小底架边梁焊接后的扭曲变形，同时也可以大大提高生产效率。
此外，本方法还在铝地板与底架边梁的组焊合成工序中做出新的优化调整，采用先正装后反装的组对方式，并在正装或反装组焊前，均根据预先计算的焊接收缩量分别给出合适焊接反变形补偿量，从而使得焊接尺寸得到进一步的有效控制，完全可以达到图纸理论尺寸的设计标准。
附图说明
图1是旧有搭接型铝合金地铁车底架正装状态的主视图；
图2是地板搭接型接头在正装状态下的主视图；
图3是旧有侧梁搭接型接头在正装状态下的主视图；
图4是图1中I部分的局部放大图；
图5是本发明插接型铝合金地铁车底架正装状态的主视图；
图6是本发明地板插接型接头在正装状态下的主视图；
图7是本发明侧梁插接型接头在正装状态下的主视图；
图8是本发明图5中II部分的局部放大图；
图9是应用双丝自动焊接机器人对正装状态下的C焊缝进行焊接时的应用示意图；
图10是应用双丝自动焊接机器人对反装状态下的D焊缝进行焊接时的应用示意图。
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4至图8所示，本发明的铝合金地铁车底架焊接时的内侧宽度控制方法包括如下步骤：
步骤一：将阶梯状的侧梁搭接型接头和阶梯状的地板搭接型接头均改为相互匹配的插接型接头形式，即将搭接型底架改为插接型底架；插接型底架包括插接型地板3和两个插接型侧梁4，如图6所示，插接型地板3的两端均设有一个直角梯形状的地板插接型接头3-1，该直角梯形的上底是插接型接头上端面3-1-1，直角梯形的下底是插接型接头下端面3-1-2，直角梯形的斜边是插接型接头插接端面3-1-3；如图7所示，插接型侧梁4包括插接型侧梁上端座4-1、插接型侧梁下端板4-2、插接型侧梁外侧壁板4-3、插接型侧梁内侧壁板4-6、插接型侧梁压板4-5和插接型侧梁下托板4-4，插接型侧梁下端板4-2、插接型侧梁外侧壁板4-3、插接型侧梁压板4-5和插接型侧梁内侧壁板4-6共同合围挤压形成一个插接型侧梁方箱结构，插接型侧梁下端板4-2固连于插接型侧梁压板4-5的下端，插接型侧梁下端板4-2的外侧壁与插接型侧梁外侧壁板4-3的外侧壁共面；插接型侧梁下托板4-4水平固连于插接型侧梁内侧壁板4-6的侧壁上端，插接型侧梁下托板4-4位于插接型侧梁压板4-5的下方，其二者平行并共同形成一个阶梯状的侧梁插接型接头；如图8所示，阶梯状的侧梁插接型接头与直角梯形状的地板插接型接头3-1相互匹配，其二者可以共同拼接形成侧梁第一插接型焊缝C和侧梁第二插接型焊缝D，其中，侧梁第一插接型焊缝C由插接型侧梁压板4-5压在插接型接头上端面3-1-1上形成，侧梁第二插接型焊缝D由插接型接头下端面3-1-2压在插接型侧梁下托板4-4上形成，第一插接型焊缝C和侧梁第二插接型焊缝D二者的焊接坡口均朝向不相邻的另一个侧梁所在的方向；
步骤二：在正装状态下完成插接型底架的初步拼装和定位，其具体包括如下子步骤：
步骤2.1：将插接型地板3置于由多个立柱支座共同构成的水平台上，并使插接型地板3处于正装状态；将两个插接型侧梁4对称地布置于插接型地板3的两侧，并使插接型侧梁下托板4-4的下端面也落座于由立柱支座共同构成的水平台上；
步骤2.2：将两个直角梯形状的地板插接型接头3-1分别插入一个对应的侧梁插接型接头内，并使地板插接型接头3-1与其对应的侧梁插接型接头分别形成侧梁第一插接型焊缝C和侧梁第二插接型焊缝D；
步骤2.3：分别调整步骤2.1所述两个插接型侧梁4的间距，使其二者上的插接型侧梁内侧壁板4-6彼此平行；
步骤2.4：用多个快速夹钳对步骤2.3所述的两个插接型侧梁4进行精确定位，并使两个插接型侧梁内侧壁板4-6的间距L1＝L+4毫米；
步骤三：如图9所示，通过双丝自动焊接机器人对步骤2.4所述两个插接型侧梁4各自对应的侧梁第一插接型焊缝C进行自动焊接，从而使插接型地板3和两个插接型侧梁4共同形成一个初步焊接后的整体底架；
步骤四：在反状态下完成插接型底架的定位：如图10所示，将步骤三所述初步焊接后的整体底架翻转为反装状态，并通过多个快速夹钳对其进行定位，使两个插接型侧梁内侧壁板4-6的间距L2＝L+1毫米；
步骤五：通过双丝自动焊接机器人对步骤四所述反装状态下的初步焊接后的整体底架上的两个侧梁第二插接型焊缝D进行自动焊接，从而使插接型地板3和两个插接型侧梁4共同形成最终的整体底架。
在步骤三所述或步骤五所述的焊接过程中，由于第一插接型焊缝C和侧梁第二插接型焊缝D二者的焊接坡口均朝向不相邻的另一个侧梁所在的方向，因此插接型侧梁内侧壁板4-6或插接型侧梁上端座4-1均不会对IGM双丝自动焊接机器人的焊枪路径形成阻挡和干涉，从而使得IGM双丝自动焊接工艺得以在本发明的插接型底架上顺利实施。

Claims (1)

1.铝合金地铁车底架焊接时的内侧宽度控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤一：将阶梯状的侧梁搭接型接头和阶梯状的地板搭接型接头均改为相互匹配的插接型接头形式：将搭接型底架改为插接型底架；插接型底架包括插接型地板(3)和两个插接型侧梁(4)，插接型地板(3)的两端均设有一个直角梯形状的地板插接型接头(3-1)，该直角梯形的上底是插接型接头上端面(3-1-1)，直角梯形的下底是插接型接头下端面(3-1-2)，直角梯形的斜边是插接型接头插接端面(3-1-3)；插接型侧梁(4)包括插接型侧梁上端座(4-1)、插接型侧梁下端板(4-2)、插接型侧梁外侧壁板(4-3)、插接型侧梁内侧壁板(4-6)、插接型侧梁压板(4-5)和插接型侧梁下托板(4-4)，插接型侧梁下端板(4-2)、插接型侧梁外侧壁板(4-3)、插接型侧梁压板(4-5)和插接型侧梁内侧壁板(4-6)共同合围挤压形成一个插接型侧梁方箱结构，插接型侧梁下端板(4-2)固连于插接型侧梁压板(4-5)的下端，插接型侧梁下端板(4-2)的外侧壁与插接型侧梁外侧壁板(4-3)的外侧壁共面；插接型侧梁下托板(4-4)水平固连于插接型侧梁内侧壁板(4-6)的侧壁上端，插接型侧梁下托板(4-4)位于插接型侧梁压板(4-5)的下方，其二者平行并共同形成一个阶梯状的侧梁插接型接头；阶梯状的侧梁插接型接头与直角梯形状的地板插接型接头(3-1)相互匹配，其二者可以共同拼接形成侧梁第一插接型焊缝C和侧梁第二插接型焊缝D，侧梁第一插接型焊缝C由插接型侧梁压板(4-5)压在插接型接头上端面(3-1-1)上形成，侧梁第二插接型焊缝D由插接型接头下端面(3-1-2)压在插接型侧梁下托板(4-4)上形成，第一插接型焊缝C和侧梁第二插接型焊缝D二者的焊接坡口均朝向不相邻的另一个侧梁所在的方向；
步骤二：在正装状态下完成插接型底架的初步拼装和定位，其具体包括如下子步骤：
步骤2.1：将插接型地板(3)置于由多个立柱支座共同构成的水平台上，并使插接型地板(3)处于正装状态；将两个插接型侧梁(4)对称地布置于插接型地板(3)的两侧，并使插接型侧梁下托板(4-4)的下端面也落座于由立柱支座共同构成的水平台上；
步骤2.2：将两个直角梯形状的地板插接型接头(3-1)分别插入一个对应的侧梁插接型接头内，并使地板插接型接头(3-1)与其对应的侧梁插接型接头分别形成侧梁第一插接型焊缝C和侧梁第二插接型焊缝D；
步骤2.3：分别调整步骤2.1所述两个插接型侧梁(4)的间距，使其二者上的插接型侧梁内侧壁板(4-6)彼此平行；
步骤2.4：用多个快速夹钳对步骤2.3所述的两个插接型侧梁(4)进行精确定位，并使两个插接型侧梁内侧壁板(4-6)的间距L1＝L+4毫米，L为底架的内侧宽度；
步骤三：通过双丝自动焊接机器人对步骤2.4所述两个插接型侧梁(4)各自对应的侧梁第一插接型焊缝C进行自动焊接，从而使插接型地板(3)和两个插接型侧梁(4)共同形成一个初步焊接后的整体底架；
步骤四：在反装状态下完成插接型底架的定位：将步骤三所述初步焊接后的整体底架翻转为反装状态，并通过多个快速夹钳对其进行定位，使两个插接型侧梁内侧壁板(4-6)的间距L2＝L+1毫米，L为底架的内侧宽度；
步骤五：通过双丝自动焊接机器人对步骤四所述反装状态下的初步焊接后的整体底架上的两个侧梁第二插接型焊缝D进行自动焊接，从而使插接型地板(3)和两个插接型侧梁(4)共同形成最终的整体底架。
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