CN106964902A - 一种枕梁的复合焊接方法、枕梁及具有该枕梁的轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通及机械制造领域，尤其涉及一种枕梁的复合焊接方法、枕梁及具有该枕梁的轨道车辆。该方法通过激光‑MAG复合焊焊接不锈钢材质的枕梁，并对筋板的插接结构进行优化，制造时先将多个筋板预组装焊接形成筋板组成，再焊接整体结构，从而使枕梁能整体采用不锈钢材料替代耐候钢材料，实现枕梁的轻量化，提高枕梁耐蚀性；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枕梁焊接自约束，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，实现不锈钢枕梁免调修制造工艺，从而提高轨道车辆的制造加工效率，并降低生产成本。

Description

一种枕梁的复合焊接方法、枕梁及具有该枕梁的轨道车辆

技术领域

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

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枕梁提出了更高的设计和使用要求。

应用于轨道车辆的枕梁是连接、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，开发设计不锈钢枕梁结构，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，用不锈钢枕梁取代传统碳钢材料枕梁，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枕梁时，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，对于不锈钢枕梁结构件，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枕梁，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枕梁的复合焊接方法、枕梁及具有该枕梁的轨道车辆，通过该复合焊接方法焊接制造枕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，本发明提供了一种枕梁的复合焊接方法，包括以下步骤：

S1、将多个筋板预先组装并焊接，以形成筋板组成，所述筋板组成向外伸出有多个插接头；

S2、在至少一组所述筋板组成的各个插接头上依次插装下盖板、连接在上盖板和所述下盖板之间的两侧腹板、以及所述上盖板，以构成中空的箱型结构；

S3、通过激光-MAG复合焊，自所述箱型结构的外部对各个插接处焊接，以使所述筋板组成焊接固定在所述箱型结构内。

优选的，所述步骤S1包括：

S101、将多个横向筋板的两端分别角接在一对纵向筋板的内侧；

S102、通过激光-MAG复合焊，将相连的所述横向筋板和纵向筋板之间的角接处焊接固定，以形成一组所述筋板组成。

优选的，所述下盖板、两侧腹板和上盖板上分别设有多个插接槽，所述步骤S2包括：

S201、将所述下盖板的插接槽插装在所述筋板组成下部的插接头上；

S202、将两侧所述腹板的插接槽分别插装在所述筋板组成两侧的插接头上，以使两侧所述腹板分别与下盖板垂直；

S203、将所述上盖板的插接槽插装在所述筋板组成上部的插接头上，以使所述上盖板与下盖板相对设置。

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，所述步骤S3包括：

S301、分别对所述筋板组成与所述下盖板、两侧腹板和上盖板之间的插接处进行焊接；

S302、按照先短后长、由中心向两端、以及对称焊接的方式，分别对所述下盖板、两侧腹板和上盖板的相连处进行焊接。

本发明还提供了一种枕梁，包括下盖板、上盖板、以及连接在所述上盖板和下盖板之间的两侧腹板，且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，所述箱型结构内焊接有筋板组成，所述筋板组成由多个筋板预先组装焊接而成；所述筋板组成分别与所述下盖板、两侧腹板和上盖板之间插接组装，并通过激光-MAG复合焊由所述箱型结构的外部对各个插接处焊接固定。

优选的，所述筋板组成上向外伸出有多个插接头，所述下盖板、腹板和上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，分别将所述下盖板、两侧腹板和上盖板顺序插装在所述筋板组成外，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，所述筋板组成包括纵向筋板和横向筋板，多个所述横向筋板的两端分别角接在一对所述纵向筋板的内侧，每个所述横向筋板和纵向筋板之间的角接处分别通过激光-MAG复合焊焊接固定；每个所述横向筋板或纵向筋板的任一端部均设有至少一个所述插接头。

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。

本发明还提供了一种轨道车辆，包括如上所述的枕梁，所述枕梁通过如上所述的枕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：本发明所述的枕梁复合焊接方法中，通过激光-MAG复合焊焊接不锈钢材质的枕梁，并对筋板的插接结构进行优化，制造时先将多个筋板预组装焊接形成筋板组成，然后再焊接整体结构，从而使得枕梁能够整体采用不锈钢材料替代耐候钢材料，实现枕梁的轻量化，提高枕梁的耐蚀性；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枕梁焊接自约束，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，实现不锈钢枕梁免调修制造工艺，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为本发明实施例的枕梁的结构示意图；

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纵向筋板的结构示意图；

图7为本发明实施例的枕梁复合焊接方法的流程图。

其中，1、上盖板；2、安装座；3、下盖板；4、横向筋板；5、纵向筋板；6、插接头；7、插接槽；8、端板；9、腹板；10、限位支撑；11、止裂槽；12、倒角。

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枕梁复合焊接方法、采用该方法焊接而成的枕梁、以及具有该枕梁的轨道车辆。

实施例一

实施例一提出一种枕梁，如图1所示，该枕梁采用奥氏体不锈钢材料SUS301L替代耐候钢材料，实现枕梁的轻量化，提高枕梁的耐蚀性。该枕梁包括下盖板3、上盖板1、以及连接在上盖板1和下盖板3之间的两侧腹板9，且两侧腹板9分别与上盖板1和下盖板3垂直设置，下盖板3、两侧腹板9和上盖板1之间焊接构成中空的箱型结构，箱型结构内焊接有筋板组成，筋板组成是由多个筋板预先组装焊接而成的，组装好的筋板组成向外伸出有多个插接头6，以便后续插装作业。图1中为了便于展示箱形结构的内部构造，未将下盖板3完整示出；筋板组成分别与下盖板3、两侧腹板9和上盖板1之间插接组装，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。

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。

本实施例一的枕梁中，优选先将多个筋板预组装并通过激光-MAG复合焊焊接固定形成筋板组成，然后再通过激光-MAG复合焊进行枕梁的整体结构焊接；筋板组成上向外伸出有多个插接头6，下盖板3、腹板9和上盖板1上分别设有多个插接槽7，利用各个插接头6与插接槽7之间的插接配合，从而在至少一组筋板组成上依次插装下盖板、两侧腹板以及上盖板，以构成中空的箱型结构，从而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，能够实现枕梁焊接的自约束，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，从而实现不锈钢枕梁的免调修制造工艺。

为了实现枕梁的良好的承重性，且确保筋板组成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，优选筋板组成包括纵向筋板5和横向筋板4，多个横向筋板4的两端分别角接在一对纵向筋板5的内侧，且角接的横向筋板4和纵向筋板5之间为优选相互垂直，每个横向筋板4和纵向筋板5之间的角接处分别通过激光-MAG复合焊焊接固定；每个横向筋板4或纵向筋板5的任一端部均设有至少一个插接头6；当横向筋板4或纵向筋板5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，使得枕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，枕梁优选采用4mm～8mm的SUS301L系列奥氏体不锈钢材料替代5mm～10mm的耐候钢材料，在材料选用的角度实现枕梁的轻量化，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，筋板组成优选为矩形结构，即两个横向筋板4相对设置，且每个横向筋板4的两端分别角接在两个纵向筋板5之间；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，横向筋板4和纵向筋板5均为矩形，其中，纵向筋板5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为设置于纵向筋板5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。

下盖板3和上盖板1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；在腹板9上沿轴向开设有多个长圆孔，用以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。

本实施例一的枕梁还包括安装座2，安装座2用于安装空气弹簧，安装座2固定于下盖板3的两端的面板上，且其外部围绕有筋板组成，即有一组筋板组成的横向筋板4和纵向筋板5围绕安装座2外角接构成矩形结构，以保证安装座2周围的承重强度；在两个安装座2之间优选插装焊接有至少一组筋板组成，从而确保枕梁中部的承重强度和抗弯曲强度；本实施例一的枕梁上还焊接固定有空气弹簧和牵引销座板(图中未示出)。

实施例二

本实施例二提出了一种枕梁复合焊接方法，利用该方法能够焊接制造如实施例一所述的枕梁，使得枕梁能够整体采用不锈钢材料替代耐候钢材料，实现枕梁的轻量化，提高枕梁的耐蚀性，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，实现不锈钢枕梁免调修制造工艺。

如图7所示，该方法包括以下步骤：

S1、将多个筋板预先组装并焊接，以形成筋板组成，筋板组成向外伸出有多个插接头6；

S2、在至少一组筋板组成上依次插装下盖板3、连接在上盖板1和下盖板3之间的两侧腹板9、以及上盖板1，以构成中空的箱型结构；

S3、通过激光-MAG复合焊，自箱型结构的外部焊接，以使筋板组成焊接固定在箱型结构内。

本方法通过先预组装筋板组成，然后完成枕梁各部件的插装，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，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，实现不锈钢枕梁免调修制造工艺；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为预组装工序，其包括：

S101、将多个横向筋板4的两端分别角接在一对纵向筋板5的内侧面板上；

S102、通过激光-MAG复合焊，将相连的横向筋板4和纵向筋板5之间的角接处焊接固定，以形成一组筋板组成。

完成焊接后的筋板组成构成一矩形结构，可以直接利用横向筋板4和纵向筋板5向外伸出的插接头6对应插装在上盖板1、下盖板3和腹板9上的插接槽7内，在枕梁的箱型结构内部形成网格状结构，从而同时增加枕梁的承重性、抗弯抗压性、以及抗剪切性。

本方法中，步骤S2为焊接前的枕梁插接组装工序，为了便于插接，在下盖板3、两侧腹板9和上盖板1上分别设有多个插接槽7，通过插接组装，将各个预留焊缝留在枕梁外表面，直接从外部进行单面焊接即可。具体的，步骤S2包括以下步骤，

S201、将下盖板3的插接槽7插装在筋板组成下部的插接头6上；

S202、将两侧腹板9的插接槽7分别插装在筋板组成两侧的插接头6上，以使两侧腹板9分别与下盖板3垂直；

S203、将上盖板1的插接槽7插装在筋板组成上部的插接头6上，以使上盖板1与下盖板3相对设置，从而完成枕梁的完整组装，以便同步进行后续的焊接工序。

此外，由于下盖板3上还安装有安装座2，且在枕梁的两端通过端板8封闭，故而提供另一种步骤S2的细化步骤，具体的，步骤S2包括以下步骤：

S211、根据由外向内的顺序，分别将端板8和安装座2插装在下盖板3的两端，其中，端板8下部的插接头6插接在下盖板3一端上对应设置的插接槽7内；

S212、将任一组筋板组成下部的各个插接头6分别插装在下盖板3上对应的各个插接槽7内，使得该组筋板组成套装于安装座2外、和/或设置于两个安装座2之间，从而既能提高安装座2周围的强度，也能提高枕梁中部的强度；

S213、将所有筋板组成两侧的插接头6、以及两端板8两侧的插接头6分别插装在两侧腹板9上对应设置的各个插接槽7内，以使两侧腹板9分别与下盖板3和两端板8垂直；

S214、将所有筋板组成上部的各个插接头6、以及两端板8上部的插接头6分别插装在上盖板1上对应设置的各个插接槽7内，以使上盖板1与下盖板3相对设置，从而完成枕梁的完整组装，以便同步进行后续的焊接工序。

本方法中，步骤S3为枕梁焊接工序，其包括：

S301、分别对筋板组成与下盖板3、两侧腹板9和上盖板1之间的插接处进行焊接；

S302、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和上盖板1之间的连接处进行焊接，从而完成枕梁的整体结构焊接。

上述的步骤S302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，如先焊接筋板组成分别与上盖板1、下盖板3或腹板9之间的插接处，然后焊接端板8与上盖板1、下盖板3或腹板9之间的插接处，最后焊接腹板9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，从而确保枕梁结构件的强度对称，确保焊接质量。

此外，由于该步骤S3的焊接工序在步骤S2的组装工序之后，因此可以实现枕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枕梁焊接加工实施例，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，制定枕梁的制造工艺流程按顺序包括：筋板组件的预组、枕梁组焊、枕梁加工、座板组焊、以及座板加工五个步骤。

步骤(1)筋板组件的预组：采用靠模将一对横向筋板4的两端分别交接在一对纵向筋板5之间，从而预组矩形结构，然后对角接接头实施激光-MAG复合焊接；其中，在横向筋板4的长度尺寸基础上增加0.5mm的工艺放量，从而完成筋板组件的预组。

步骤(2)枕梁组焊：在枕梁组焊转台上，按实施例二所述方法依次装配下盖板3、两个安装座2、两端板8、三组筋板组成、两侧腹板9和上盖板1，采用工装压紧后，按照先焊接短焊缝后焊接长焊缝、自中心向两端及对称焊接的原则，实施插接为主角接为辅的激光-MAG复合翻转焊接；冷却后，方可卸载压紧工装，从而完成枕梁结构的焊接。

步骤(3)枕梁加工：对枕梁下盖板3上的座板区域进行机械加工，其中，下盖板3加工量不大于1mm。

步骤(4)座板组焊：将空气弹簧和牵引销座板组装在下盖板3上并压紧后，对空气弹簧和牵引销座板与下盖板3之间的搭接角焊缝实施激光-MAG复合焊接；冷却后，方可卸载压紧工装，即可完成座板组焊。

步骤(5)座板加工：对枕梁空气弹簧和牵引销座板(图中未示)进行机械加工，加工量不大于4mm。

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枕梁，该枕梁通过如实施例二或实施例三所述的方法焊接而成，在确保枕梁强度可靠性的基础上，实现了不锈钢枕梁的整体焊接，以插接结构自身刚度实现枕梁焊接自约束，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，实现不锈钢枕梁免调修制造工艺，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枕梁复合焊接方法中，通过激光-MAG复合焊焊接不锈钢材质的枕梁，并对筋板的插接结构进行优化，制造时先将多个筋板预组装焊接形成筋板组成，再焊接整体结构，从而使得枕梁能够整体采用奥氏体不锈钢材料SUS301L替代耐候钢材料，实现枕梁的轻量化，提高枕梁的耐蚀性；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枕梁焊接自约束，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，实现不锈钢枕梁免调修制造工艺，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复合焊接工艺的枕梁复合焊接方法，使得枕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枕梁的免调修焊接制造；通过本方法焊接而成的枕梁满足枕梁结构轻量化设计要求，优化后的枕梁结构较传统枕梁结构减重20％以上；该枕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；该枕梁为具有插接为主、角接为辅的插接结构设计的箱型枕梁结构，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 (10)

1.一种枕梁的复合焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将多个筋板预先组装并焊接，以形成筋板组成，所述筋板组成向外伸出有多个插接头；

S2、在至少一组所述筋板组成的各个插接头上依次插装下盖板、连接在上盖板和所述下盖板之间的两侧腹板、以及所述上盖板，以构成中空的箱型结构；

S3、通过激光-MAG复合焊，自所述箱型结构的外部对各个插接处焊接，以使所述筋板组成焊接固定在所述箱型结构内。

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：

S101、将多个横向筋板的两端分别角接在一对纵向筋板的内侧；

S102、通过激光-MAG复合焊，将相连的所述横向筋板和纵向筋板之间的角接处焊接固定，以形成一组所述筋板组成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下盖板、两侧腹板和上盖板上分别设有多个插接槽，所述步骤S2包括：

S201、将所述下盖板的插接槽插装在所述筋板组成下部的插接头上；

S202、将两侧所述腹板的插接槽分别插装在所述筋板组成两侧的插接头上，以使两侧所述腹板分别与下盖板垂直；

S203、将所述上盖板的插接槽插装在所述筋板组成上部的插接头上，以使所述上盖板与下盖板相对设置。

4.根据权利要求3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。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S301、分别对所述筋板组成与所述下盖板、两侧腹板和上盖板之间的插接处进行焊接；

S302、按照先短后长、由中心向两端、以及对称焊接的方式，分别对所述下盖板、两侧腹板和上盖板的相连处进行焊接。

6.一种枕梁，其特征在于，包括下盖板、上盖板、以及连接在所述上盖板和下盖板之间的两侧腹板，且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，所述箱型结构内焊接有筋板组成，所述筋板组成由多个筋板预先组装焊接而成；所述筋板组成分别与所述下盖板、两侧腹板和上盖板之间插接组装，并通过激光-MAG复合焊由所述箱型结构的外部对各个插接处焊接固定。

7.根据权利要求6所述的枕梁，其特征在于，所述筋板组成上向外伸出有多个插接头，所述下盖板、腹板和上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，分别将所述下盖板、两侧腹板和上盖板顺序插装在所述筋板组成外，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。

8.根据权利要求7所述的枕梁，其特征在于，所述筋板组成包括纵向筋板和横向筋板，多个所述横向筋板的两端分别角接在一对所述纵向筋板的内侧，每个所述横向筋板和纵向筋板之间的角接处分别通过激光-MAG复合焊焊接固定；每个所述横向筋板或纵向筋板的任一端部均设有至少一个所述插接头。

9.根据权利要求8所述的枕梁，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。

10.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求6-9中任一项所述的枕梁，所述枕梁通过如权利要求1-5中任一项所述的枕梁的复合焊接方法焊接而成。