CN106964901B - 牵引梁的复合焊接方法、牵引梁及具有该牵引梁的轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通及机械制造领域，尤其涉及一种牵引梁的复合焊接方法、牵引梁及具有该牵引梁的轨道车辆。该方法通过激光‑MAG复合焊焊接不锈钢材质的牵引梁，并对筋板的插接结构进行优化，制造时按照先进行组装、然后从外部直接焊接的顺序，使牵引梁采用不锈钢材料整体替代耐候钢材料，实现牵引梁的轻量化，提高耐蚀性；通过插接和角接的焊接方式，将待焊焊缝置于箱型结构的外表面，以适应激光‑MAG复合焊的单面焊双面成型的工艺，以插接结构自身刚度实现牵引梁焊接自约束，发挥激光‑MAG复合焊深熔、低热输入、小焊接变形及良好间隙适应性的优势，实现不锈钢牵引梁免调修制造工艺，从而提高轨道车辆的制造加工效率，并降低生产成本。

Description

牵引梁的复合焊接方法、牵引梁及具有该牵引梁的轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道交通及机械制造领域，尤其涉及一种牵引梁的复合焊接方法、牵引梁及具有该牵引梁的轨道车辆。

背景技术

随着国内城市轨道交通的迅速普及与车辆行驶速度的大幅提升，对于构成车体主要部件的牵引梁提出了更高的设计和使用要求。

应用于轨道车辆的牵引梁是连接、承载车体与转向架的关键部件，也是车体和转向架之间的驱动力传输的主要部件。现有轨道车辆中，以地铁车辆为例，地铁车辆的不锈钢车体基本采用奥氏体不锈钢材料制造，仅牵引梁和枕梁结构仍采用厚板碳钢材料。经过多年的持续研究改进，此种类型车体的轻量化程度已基本达到极限。由于不锈钢材料强度要高于普通碳钢材料，开发设计不锈钢牵引梁结构，可以大大降低板厚，从而达到车体进一步轻量化的目的。同时，由于不锈钢具有很好的耐蚀性，用不锈钢牵引梁取代传统碳钢材料牵引梁，可以无需涂装处理，降低不锈钢车体制造和维护成本。

但是，由于不锈钢材料具有热导率低的特点，采用传统电弧焊的方法焊接不锈钢结构时易产生较大的残余应力和变形，故而直接用不锈钢材料简单取代既有碳钢材料的牵引梁时，因焊接量大、结构的变形和残余应力严重，而无法保证结构件的尺寸要求，对其后期的服役安全性(如应力腐蚀性能)也有不利的影响。因此，对于不锈钢牵引梁结构件，为了减小焊接变形，提高焊接质量，宜采用高能量密度热源的焊接方法，如激光焊、电子束焊等。

激光焊具有熔深大、效率高，焊接变形和应力小等优点，但这种方法对结构件的装配精度要求苛刻，从焊接制造角度工程化应用面临很大的困难；电子束焊需要真空环境，对于大型复杂结构的焊接实现起来较为困难。因此，要采用不锈钢材料替代碳钢牵引梁，结构和工艺上还需要提出新思路、新方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种牵引梁的复合焊接方法、牵引梁及具有该牵引梁的轨道车辆，通过该复合焊接方法焊接制造牵引梁可以减小焊接变形，解决残余应力严重的问题，有效提高焊接质量。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种牵引梁的复合焊接方法，包括以下步骤：

S1、依次在上盖板上装配两侧腹板、车钩安装组件、至少一个筋板和下盖板，以形成箱型结构；

其中，每个所述筋板均向外伸出有多个插接头，以利用各个所述插接头分别插装在所述上盖板、两侧腹板和下盖板上；所述上盖板与下盖板相对设置，所述两侧腹板连接在所述上盖板和下盖板之间，所述车钩安装组件位于上盖板的端部；

S2、通过激光-MAG复合焊，按照先短后长、由中心向两端、以及对称焊接的方式，从所述箱型结构的外部对各个连接处进行焊接。

优选的，所述上盖板、两侧腹板和下盖板上分别设有多个插接槽，所述步骤S1包括：

S121、将所述筋板下部的插接头插装在上盖板的插接槽内；

S122、将所述筋板两侧的插接头分别插装在两侧腹板的插接槽内；

S123、将所述筋板上部的插接头插装在下盖板的插接槽内。

优选的，所述插接头插装在插接槽内时，所述插接头与插接槽之间设有焊接间隙，所述焊接间隙不超过5mm。

优选的，所述车钩安装组件包括车钩安装板、安装固定板和加强筋，所述腹板的端部向外延伸有延长板，所述车钩安装板角接于所述延长板的端部，并焊接在上盖板和下盖板之间，所述车钩安装板分别与上盖板、腹板和下盖板垂直设置，所述安装固定板倾斜的设置于延长板的外侧，且一端与车钩安装板焊接，另一端与所述延长板焊接；在所述腹板与延长板的连接处的两侧对称的焊接有所述加强筋。

优选的，所述步骤S2包括：

S201、分别对所述筋板与所述下盖板、两侧腹板和上盖板之间的各个插接处进行焊接；

S202、按照先短后长、由中心向两端、以及对称焊接的方式，分别对所述上盖板、两侧腹板、车钩安装组件和下盖板的相连处进行焊接。

本发明还提供了一种牵引梁，包括上盖板、下盖板、以及连接在所述上盖板和下盖板之间的两侧腹板，两侧所述腹板分别与上盖板和下盖板垂直设置，以构成中空的箱型结构；所述箱型结构的端部焊接有车钩安装组件，且内部焊接有至少一个筋板，每个所述筋板均向外伸出有多个插接头，以利用各个所述插接头分别插装在所述上盖板、两侧腹板和下盖板上，并通过激光-MAG复合焊由所述箱型结构的外部焊接固定。

优选的，所述上盖板、腹板和下盖板上分别设有多个插接槽，利用各个所述插接头与插接槽之间的插接配合，将所述筋板依次插装在所述上盖板、两侧腹板和下盖板上，并通过所述激光-MAG复合焊将插接头与插接槽之间焊接固定。

优选的，所述插接头插装在插接槽内时，所述插接头与插接槽之间设有焊接间隙，所述焊接间隙不超过5mm。

优选的，所述车钩安装组件包括车钩安装板、安装固定板和加强筋，所述腹板的端部向外延伸有延长板，所述车钩安装板角接于所述延长板的端部，并焊接在上盖板和下盖板之间，所述车钩安装板分别与上盖板、腹板和下盖板垂直设置，所述安装固定板倾斜的设置于延长板的外侧，且一端与车钩安装板焊接，另一端与所述延长板焊接；在所述腹板与延长板的连接处的两侧对称的焊接有所述加强筋。

本发明还提供了一种轨道车辆，包括如上所述的牵引梁，所述牵引梁通过如上所述的牵引梁的复合焊接方法焊接而成。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明所述的牵引梁复合焊接方法中，通过激光-MAG复合焊焊接不锈钢材质的牵引梁，并对筋板的插接结构进行优化，使得制造时可以先将箱型结构组装成型，然后再从外部直接对箱型结构的各个连接处进行焊接，从而使牵引梁能够整体采用不锈钢材料替代耐候钢材料，实现牵引梁的轻量化，提高牵引梁的耐蚀性；通过插接和角接的焊接连接方式，将待焊焊缝置于箱型结构的外表面，以适应激光-MAG复合焊的单面焊双面成型的工艺，以插接结构自身刚度实现牵引梁焊接自约束，发挥激光-MAG复合焊深熔、低热输入、小焊接变形及良好间隙适应性的优势，实现不锈钢牵引梁免调修制造工艺，从而有效提高轨道车辆的制造加工效率，并降低生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例的牵引梁的结构示意图；

图2为本发明实施例的插接头与插接槽的装配正视图；

图3为本发明实施例的插接头与插接槽的装配侧视图；

图4为本发明实施例的插接头与插接槽的装配俯视图；

图5为本发明实施例的插接槽的结构示意图；

图6为本发明实施例的带有插接头的筋板的结构示意图；

图7为本发明实施例的牵引梁复合焊接方法的流程图。

其中，1、上盖板；2、延长板；3、下盖板；4、筋板；5、车钩安装板；6、插接头；7、插接槽；8、安装固定板；9、腹板；10、限位支撑；11、止裂槽；12、倒角；13、加强筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；除非另有说明，“缺口”的含义为除截面平齐外的形状。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下以四个实施例分别详细描述下本发明的牵引梁复合焊接方法、采用该方法焊接而成的牵引梁、以及具有该牵引梁的轨道车辆。

实施例一

实施例一提出一种牵引梁，如图1所示，该牵引梁采用奥氏体不锈钢材料SUS301L替代耐候钢材料，采用20mm的型号为EN1.4462的双向不锈钢材料替代40mm的低合金结构钢，实现牵引梁的轻量化，提高牵引梁的耐蚀性。该牵引梁包括上盖板1、下盖板3、以及连接在上盖板1和下盖板3之间的两侧腹板9，两侧腹板9分别与上盖板1和下盖板3垂直设置，以构成中空的箱型结构；箱型结构的端部焊接有车钩安装组件，用于与车钩连接，且内部焊接有至少一个筋板4，每个筋板4上都向外伸出有多个插接头6，，以利用各个插接头6分别插装在上盖板1、两侧腹板9和下盖板3上，其中，插接处通过激光-MAG复合焊焊接固定，焊接时直接由箱型结构的外部对箱型结构上的各个插接处进行焊接即得。

上述的MAG是熔化极活性气体保护电弧焊的英文简称，其英文全称为metalactive-gas welding。

激光-电弧复合焊接工艺是将单独的激光焊接和电弧焊接综合而成的。目前，电弧焊接早已大量应用于生产实践，但其焊接效率低、变形大、耗材昂贵，对焊工要求高，可焊合金种类有限。激光焊接应用的时间虽不长，但是，由于焊接功率密度高、熔宽比大，焊速快、变形小，得到了广泛的研发应用。但是，大功率激光器价格昂贵，搭桥能力差，对焊接预处理要求高。将激光、电弧复合起来，同时作用于焊接件，其效果不只是两种焊接作用的简单叠加，而是可以起到“l+l>2”的协同效果。

激光-电弧复合焊接时，电弧可以降低母材对激光的反射率，从而降低光致等离子体的屏蔽作用，提高能量利用率，降低对激光器的功率要求；而激光可以为电弧提供导电通路，吸引、压缩电弧，起到稳弧和增加熔深的效果。因此，激光-电弧复合焊接能够通过热源相互作用弥补单热源焊接的缺点，具备焊接熔深大、加工速度快、工件变形小、熔池桥接能力强、可焊材料多等诸多优点。

激光-MAG复合焊接不仅具有将激光、电弧能量有效耦合的优点，而且能够轻易通过焊丝材料的填充来调整焊缝成分及组织结构以消除焊缝冶金缺陷。同时，能够通过填充金属扩大焊接工件的装配公差，减少工件坡口加工和装夹的精度要求，有效消除单独激光焊接厚板时咬边、未焊满等焊缝缺陷，更大程度的增加焊接熔深和焊接速度，提高焊接可焊范围。

本实施例一的牵引梁中，由于筋板4上向外伸出有多个插接头6，在上盖板1、腹板9和下盖板3上需要安装筋板4的位置分别对应设有多个插接槽7，从而利用各个插接头6与插接槽7之间的插接配合，将每个筋板4依次的插装在上盖板1、两侧腹板9和下盖板3上，以将待焊焊缝置于箱型结构的外表面，并通过激光-MAG复合焊直接从箱型结构的外部将插接头6与插接槽7之间焊接固定，就能适应激光-MAG复合焊的单面焊双面成型的工艺，插接头6与插接槽7的插接配合具有很好的自身刚度，能够实现牵引梁焊接的自约束，从而发挥激光-MAG复合焊深熔、低热输入、小焊接变形及良好间隙适应性的优势，从而实现不锈钢牵引梁的免调修制造工艺。

为了实现牵引梁的良好的承重性，且确保筋板4与箱形结构各部件的可靠拼装，以便后续进行焊接时确保装配精度和焊接参数符合要求，如图6所示，优选每个筋板4的任一端部均设有至少一个插接头6；当筋板4的任一端部同时设有多个插接头6时，每一端部上相邻两个插接头6之间均设有限位支撑10，利用限位支撑10可以确保插接槽7和插接头6之间的插接强度，避免插接组装时插接头6或插接槽7断裂；当插接头6插装在插接槽7内时，插接头6与插接槽7之间设有焊接间隙，焊接间隙不超过5mm，预留焊接间隙可以保证在使用激光-MAG复合焊焊接时，能够使焊条很好的填充在焊接接缝内，确保实现单面焊双面成型的工艺，使得牵引梁的焊缝具有焊接间隙窄、深熔、良好间隙适应性的特点。

本实施例一中，牵引梁优选采用4mm～8mm的SUS301L系列奥氏体不锈钢材料替代5mm～10mm的耐候钢材料，采用20mm的双向不锈钢材料替代40mm的低合金结构钢，在材料选用的角度实现牵引梁的轻量化，提高了防腐性能；另外，借助激光-MAG复合焊深熔的优点实现接头全熔透，大大降低了熔敷金属填充量，进一步实现轻量化。

其中，为了便于插接在上盖板1、下盖板3或腹板9的插接槽7内，筋板4优选为矩形，其中，筋板4的四条边上均设有插接头6，两条长边上各设有两个插接头6，两条短边上各设有一个插接头6，插接头6向外伸出，且在两条长边上的相邻两个插接头6之间设有一缺口，以作为限位支撑10，用以装配限位和焊接自约束，同时在上盖板1和下盖板3上用于插装长边上的两个插接头6的位置对应设置两个插接槽7，两个插接槽7之间间隔一定距离，以便于相邻两个插接头6之间的缺口可以为两个插接槽7的间隔处提供足够的支撑力，防止插接槽7因过长断裂，同时对相邻两个插接头6进行限位固定，有效防止插接头6与插接槽7之间插装错位，保证插装稳定。

如图2～图6所示，插接头6为设置于筋板4端部的凸板，凸板的厚度为t，插接槽7的宽度为H，凸板的长度为L，插接槽7的长度为L’，则有0≤(H-t)≤0.5mm，且0≤(L’-L)≤0.5mm，以确保插接头6和插接槽7之间预留有不超过5mm的焊接间隙，优选焊接间隙均为0.5mm的焊接间隙限制保证了装配可行性，又在激光-MAG复合焊间隙适应性范围内，以适应激光-MAG复合焊接的间隙容忍度及实际焊接时工艺参数对间隙的适应性，且确保焊缝一致性强。

设置于上盖板1、下盖板3和腹板9上的插接槽7优选为矩形，且四角分别开有止裂槽11，规避装配障碍的同时，消除插接头6与插接槽7之间的内应力，防止焊接和承重时插接槽7四角开裂，影响结构件整体强度；在插接槽7的施焊侧开具有便于倒角12，倒角12的角度优选为20°、深度优选为2mm，用于激光-MAG复合焊的焊缝跟踪和熔敷金属填充。

优选插接头6插装在插接槽7内时，插接头6的端面与插接槽7的表面平齐，以保证焊接后焊缝表面平整、以及焊缝的连接强度可靠。

上盖板1和下盖板3分别通过T形接头与两侧腹板9焊接，T形接头有利于消除应力集中和便于激光-MAG焊接，优选T形接头不留间隙，但同样可在腹板9施焊侧开角度为20°、深度为2mm的坡口，以保证焊缝表面成型。

本实施例一的牵引梁中，车钩安装组件包括车钩安装板5、安装固定板8和加强筋13，腹板9的端部向外延伸有延长板2，延长板2优选为梯形板，且与腹板9的连接处一侧为水平线，以便于与上盖板1焊接，另一侧具有平滑弧线段，以确保连接处受力均匀，抗弯和抗剪切能力强；车钩安装板5角接于延长板2的端部，并焊接在上盖板1和下盖板3之间，车钩安装板5分别与上盖板1、腹板9和下盖板3垂直设置，安装固定板8倾斜的设置于延长板2的外侧，且一端与车钩安装板5焊接，另一端与延长板2焊接；在腹板9与延长板2的连接处的两侧对称的焊接有加强筋13，用于进一步提高腹板9与延长板2的连接强度。

为了保证下盖板3与延长板2之间的可靠连接，且配合腹板9与延长板2的连接处的平滑弧线段的设置，在下盖板3与腹板9和延长板2的连接处之间的焊接位置设有一截面为平滑弧线的补板，以保证下盖板3与腹板9和延长板2的连接处的可靠焊接。

为了在保持其原有结构强度的基础上，进一步减少连接部件自身重量，优选在筋板4上分别开设有至少一个长圆孔，同理，也可在车钩安装板5和安装固定板8上分别开设至少一个长圆孔。

实施例二

本实施例二提出了一种牵引梁复合焊接方法，利用该方法能够焊接制造如实施例一所述的牵引梁，使得牵引梁能够整体采用不锈钢材料替代耐候钢材料，实现牵引梁的轻量化，提高牵引梁的耐蚀性，且具有单面焊接双面成型的工艺效果，可以减小焊接变形，解决残余应力严重的问题，有效提高焊接质量，实现不锈钢牵引梁免调修制造工艺。

如图7所示，该方法包括以下步骤：

S1、依次在上盖板1上装配两侧腹板9、车钩安装组件、至少一个筋板4和下盖板3，以形成箱型结构；

其中，每个筋板4均向外伸出有多个插接头6，以利用各个插接头6分别插装在上盖板1、两侧腹板9和下盖板3上；上盖板1与下盖板3相对设置，两侧腹板9连接在上盖板1和下盖板3之间，车钩安装组件位于上盖板1的端部；

S2、通过激光-MAG复合焊，按照先短后长、由中心向两端、以及对称焊接的方式，从箱型结构的外部对各个连接处进行焊接。

本方法通过预先完成牵引梁各部件的插装，利用插接和角接的焊接连接方式，将待焊焊缝置于箱型结构的外表面，为后续的直接从外部进行整体焊接工序提供结构基础，以适应激光-MAG复合焊的单面焊双面成型的工艺，同时有效减少焊接长度，以多组短焊缝替代长焊缝，确保后续焊接强度，最后直接在外部进行有序焊接，充分发挥激光-MAG复合焊深熔、低热输入、小焊接变形及良好间隙适应性的优势，实现不锈钢牵引梁免调修制造工艺；此外上述工序更加有利于工业流水化生产作业，大大降低生产成本，且由于采用激光-MAG复合焊有效降低装配尺寸要求，有效提高流水化生产的质量控制，提高生产效率。

本方法中，步骤S1为焊接前的牵引梁插接组装工序，为了便于插接，在上盖板1、两侧腹板9和下盖板3上分别设有多个插接槽7，通过插接组装，将各个待焊焊缝留在牵引梁的箱型结构的外表面，直接从外部进行单面焊接即可。具体的，步骤S1包括以下步骤，

S110、采用反装的方式，将上盖板1置于牵引梁组焊转台上；

S120、依次将两侧腹板9、车钩安装板5、各个筋板4、安装固定板8、加强筋13以及下盖板3对应装配在上盖板1上。

其中，每个筋板4利用各个插接头6分别插装在上盖板1、两侧腹板9和下盖板3上，上盖板1与下盖板3相对设置，两侧腹板9连接在上盖板1和下盖板3之间，车钩安装板5位于上盖板1的延长板2、两侧腹板9和下盖板3的同一端部，安装固定板8倾斜的焊接在延长板2的外侧，且一端与车钩安装板5焊接，另一端与延长板2焊接，在腹板9与延长板2的连接处的两侧对称的焊接一个加强筋13。

S130、完成步骤S102的装配后，通过工装压紧，从而完成牵引梁的完整组装，以便同步进行后续的焊接工序。

其中，为了有序可靠的将筋板4与上盖板1、两侧腹板9和下盖板3之间插接组装，步骤S120包括：

S121、将筋板4下部的插接头插装在上盖板的插接槽内；

S122、将筋板4两侧的插接头分别插装在两侧腹板的插接槽内；

S123、将筋板4上部的插接头插装在下盖板的插接槽内。

本方法中，步骤S2为牵引梁翻转焊接工序，其包括：

S201、分别对筋板组成与下盖板3、两侧腹板9和上盖板1之间的各个插接处进行焊接；

S202、按照先短后长、由中心向两端、以及对称焊接的方式，分别对下盖板3、两侧腹板9、车钩安装组件和下盖板3的相连处进行焊接，从而完成牵引梁的整体结构焊接。

上述的步骤S202按照先焊接较短焊缝后焊接长焊缝、自中心向两端及对称焊接的原则，实施以插接为主、角接为辅的激光-MAG复合翻转焊接，如先焊接筋板4分别与上盖板1、下盖板3或腹板9之间的插接处，然后焊接车钩安装组件分别与上盖板1、两侧腹板9和下盖板3的角焊接，最后焊接腹板9分别与上盖板1和下盖板3之间的长焊缝，且焊接时由中心向两端对称焊接，从而确保牵引梁结构件的强度对称，确保焊接质量。

此外，由于该步骤S2的焊接工序在步骤S2的组装工序之后，因此可以实现牵引梁整体按工序顺序先组装后焊接，形成框架式流水线工作，提高生产效率。

实施例三

在实施例二所述的方法基础上，本实施例三提出了一种更为完整的牵引梁焊接加工实施例，用以进一步详细完善实施例二所述的方法。

本实施例三所述的方法按照先组件后部件的加工原则，制定牵引梁的制造工艺流程按顺序包括：牵引梁的装配、牵引梁的翻转焊接和车钩安装板加工共计三个步骤。

步骤(1)牵引梁的装配：如实施例二所述的步骤S1，具体步骤不再一一赘述，装配完成后，采用工装夹紧即可；

步骤(2)牵引梁的翻转焊接：如实施例二所述的步骤S2，具体步骤不再一一赘述，在实施复合焊时采用翻转焊接工艺，焊接完成后进行冷却处理，最后方可卸载压紧工装即可；

步骤(3)车钩安装板加工：对端部的车钩安装板5进行机械加工，加工量不大于2mm即可。

实施例四

本实施例四提出了一种轨道车辆，该轨道车辆包括如实施例一所述的牵引梁，该牵引梁通过如实施例二或实施例三所述的方法焊接而成，在确保牵引梁强度可靠性的基础上，实现了不锈钢牵引梁的整体焊接，以插接结构自身刚度实现牵引梁焊接自约束，发挥激光-MAG复合焊深熔、低热输入、小焊接变形及良好间隙适应性的优势，实现不锈钢牵引梁免调修制造工艺，从而有效提高轨道车辆的制造加工效率，并降低生产成本。

需要说明的是，采用本发明的基本方案，在实际实施时可以与现有技术结合产生多样的具体实施方式，上述各个实施例的叙述是基于激光-MAG复合焊接提出的，但对于本领域技术人员易想到的激光-MIG、激光-TIG、以及激光-等离子等复合焊接过程同样适用，因此对于此类复合焊接过程耦合超声作用都应在本发明申请权利保护范围内。

综上所述，本实施例的本发明所述的牵引梁复合焊接方法中，通过激光-MAG复合焊焊接不锈钢材质的牵引梁，并对筋板4的插接结构进行优化，使得制造时可以先将箱型结构组装成型，然后再从外部直接对箱型结构的各个连接处进行焊接，从而使得牵引梁能够整体采用奥氏体不锈钢材料SUS301L替代耐候钢材料，采用20mm的双向不锈钢材料替代40mm的低合金结构钢，从而实现牵引梁的轻量化，提高牵引梁的耐蚀性；通过插接和角接的焊接连接方式，将待焊焊缝置于箱型结构的外表面，以适应激光-MAG复合焊的单面焊双面成型的工艺，以插接结构自身刚度实现牵引梁焊接自约束，发挥激光-MAG复合焊深熔、低热输入、小焊接变形及良好间隙适应性的优势，实现不锈钢牵引梁免调修制造工艺，从而有效提高轨道车辆的制造加工效率，并降低生产成本。

该方法能够保证焊接接头的熔深和熔透、焊接位置的可达性、以及焊接间隙的适应性，使其适应激光-MAG复合焊接工艺，从而开发出插接为主角接为辅、采用全熔透激光-MAG复合焊接工艺的牵引梁复合焊接方法，使得牵引梁的焊缝具有焊接间隙窄、深熔、良好间隙适应性的特点，进而实现新型不锈钢牵引梁的免调修焊接制造；通过本方法焊接而成的牵引梁满足牵引梁结构轻量化设计要求，优化后的牵引梁结构较传统牵引梁结构减重20％以上；该牵引梁能够整体采用全奥氏体不锈钢材料制成，具有耐腐蚀性能优异、无需油漆涂装防腐的优点；该牵引梁为具有插接为主、角接为辅的插接结构设计的箱型牵引梁结构，能够保证装配精度、结构自约束刚度、焊接位置可达性和焊接间隙一致性。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种牵引梁的复合焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过反装顺序依次在上盖板上装配两侧腹板、车钩安装组件、至少一个筋板和下盖板，以形成箱型结构；

其中，每个所述筋板均向外伸出有多个插接头，所述上盖板、两侧腹板和下盖板上分别设有多个插接槽，各个所述插接头分别对应插装在所述上盖板、两侧腹板和下盖板的所述插接槽内；所述筋板的任一端部同时设有多个插接头时，所述筋板的每一端部上相邻两个所述插接头之间均设有限位支撑，在所述上盖板和所述下盖板上对应设置多个所述插接槽，相邻的两个所述插接槽之间设有间隔，所述限位支撑用于为所述间隔提供支撑力；

所述上盖板和所述下盖板分别通过T形接头与两侧腹板焊接；

所述上盖板与下盖板相对设置，所述两侧腹板连接在所述上盖板和下盖板之间，所述车钩安装组件位于上盖板的端部；

S2、通过激光-MAG复合焊，按照先短后长、由中心向两端、以及对称焊接的方式，从所述箱型结构的外部对各个连接处进行焊接；

其中，所述步骤S2对牵引梁实施翻转焊接，所述步骤S2包括：

S201、分别对所述筋板与所述下盖板、两侧腹板和上盖板之间的各个插接处进行焊接；

S202、按照先短后长、由中心向两端、以及对称焊接的方式，分别对所述上盖板、两侧腹板、车钩安装组件和下盖板的相连处进行焊接；

所述步骤S202中，先焊接所述筋板分别与所述上盖板、所述下盖板或所述腹板之间的插接处，然后焊接所述车钩安装组件分别与所述上盖板、两侧腹板和下盖板的角焊接，最后焊接所述腹板分别与所述上盖板和下盖板之间的长焊缝，且焊接时由中心向两端对称焊接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S121、将所述筋板下部的插接头插装在上盖板的插接槽内；

S122、将所述筋板两侧的插接头分别插装在两侧腹板的插接槽内；

S123、将所述筋板上部的插接头插装在下盖板的插接槽内。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述插接头插装在插接槽内时，所述插接头与插接槽之间设有焊接间隙，所述焊接间隙不超过5mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车钩安装组件包括车钩安装板、安装固定板和加强筋，所述腹板的端部向外延伸有延长板，所述车钩安装板角接于所述延长板的端部，并焊接在上盖板和下盖板之间，所述车钩安装板分别与上盖板、腹板和下盖板垂直设置，所述安装固定板倾斜的设置于延长板的外侧，且一端与车钩安装板焊接，另一端与所述延长板焊接；在所述腹板与延长板的连接处的两侧对称的焊接有所述加强筋。

5.一种牵引梁，其特征在于，包括上盖板、下盖板、以及连接在所述上盖板和下盖板之间的两侧腹板，所述下盖板和两侧腹板通过反装被组装在所述上盖板上，两侧所述腹板分别与上盖板和下盖板垂直设置，以构成中空的箱型结构；所述箱型结构的端部焊接有车钩安装组件，且内部焊接有至少一个筋板，每个所述筋板均向外伸出有多个插接头，所述上盖板、两侧腹板和下盖板上分别设有多个插接槽，各个所述插接头分别对应插装在所述上盖板、两侧腹板和下盖板的所述插接槽内；所述筋板的任一端部同时设有多个插接头时，所述筋板的每一端部上相邻两个所述插接头之间均设有限位支撑，在所述上盖板和所述下盖板上对应设置多个所述插接槽，相邻的两个所述插接槽之间设有间隔，所述限位支撑用于为所述间隔提供支撑力；所述上盖板和所述下盖板分别通过T形接头与两侧腹板焊接；

该牵引梁通过激光-MAG复合焊由所述箱型结构的外部经翻转焊接固定。

6.根据权利要求5所述的牵引梁，其特征在于，所述插接头插装在插接槽内时，所述插接头与插接槽之间设有焊接间隙，所述焊接间隙不超过5mm。

7.根据权利要求5或6所述的牵引梁，其特征在于，所述车钩安装组件包括车钩安装板、安装固定板和加强筋，所述腹板的端部向外延伸有延长板，所述车钩安装板角接于所述延长板的端部，并焊接在上盖板和下盖板之间，所述车钩安装板分别与上盖板、腹板和下盖板垂直设置，所述安装固定板倾斜的设置于延长板的外侧，且一端与车钩安装板焊接，另一端与所述延长板焊接；在所述腹板与延长板的连接处的两侧对称的焊接有所述加强筋。

8.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求5-7中任一项所述的牵引梁，所述牵引梁通过如权利要求1-4中任一项所述的牵引梁的复合焊接方法焊接而成。