CN107262877A - 一种半牵引梁的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半牵引梁的焊接方法，该半牵引梁具有U型扣板、短立板和长立板，短立板和长立板分别与U型扣板垂直设置，且长立板位于U型扣板的一端，短立板与扣板之间形成内焊缝，长立板与扣板之间形成外焊缝；焊接方法包括：将按照上述方式装配完成的半牵引梁固定于变位机；采用机械手控制焊枪，沿预设的内焊接轨迹进行内焊缝的焊接，并沿预设的外焊接轨迹进行外焊缝的焊接，得到半牵引梁成品。本发明提供的焊接方法，通过变位机与机械手之间的配合，按照预设的焊接轨迹对半牵引梁进行连续焊接，不仅能够保证半牵引梁性能的一致性和稳定性，而且实现了半牵引梁制作过程的自动化，因而提高了半牵引梁的生产效率并降低了生产成本。

Description

一种半牵引梁的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种半牵引梁的焊接方法，属于焊接工艺技术和地铁列车零部件加工制造领域。

背景技术

B型地铁列车是国内多数城市较常使用的地铁车辆类型。在B型地铁列车中，转向架结构中的半牵引梁是向车体传递转向架驱动的中心部件，也是实现车辆快速和安全行驶的动力传输关键设备。

图1是B型地铁列车中所用半牵引梁的俯视图。由图1所示，半牵引梁具有U型扣板1、短立板2和长立板3，其中长立板3垂直焊接在U型扣板1的底端，短立板2与长立板3平行并垂直焊接在长立板3的上方。半牵引梁采用上述箱型结构的设计，目的是为了增加整体刚性，但是也同时增加了焊缝拐角的数量，比如扣板1与短立板2之间的内焊缝21具有两个圆弧形内拐角，扣板1与长立板3之间的外焊缝31具有两个圆弧形外拐角，给生产制造带来了很大的难度。尤其是，目前半牵引梁通常是采用手工焊接制成，需要在每个焊缝拐角处多次起弧、收弧，甚至多次翻转工件，造成焊接不连续、焊缝拐角处接头集中，因而使焊接完成后的半牵引梁存在缺陷较多及应力集中的问题，不仅降低了半牵引梁的性能，而且半牵引梁成品的一次合格率仅能达到60％左右，所以增加了大量的检测和返修工作，造成生产效率低下。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供一种半牵引梁的焊接方法，能够实现半牵引梁焊接加工过程的连续焊接不停弧，保证半牵引梁性能的稳定性，提高产品一次合格率及生产效率。

本发明提供一种半牵引梁的焊接方法，该半牵引梁具有U型扣板、短立板和长立板，短立板和长立板分别与U型扣板垂直设置，且长立板位于U型扣板的一端，短立板与扣板之间形成内焊缝，内焊缝具有呈圆弧形的第一内拐角和第二内拐角，长立板与扣板之间形成外焊缝，外焊缝具有呈圆弧形的第一外拐角和第二外拐角；焊接方法包括：将按照上述方式装配完成的半牵引梁固定于变位机；采用机械手控制焊枪，沿预设的内焊接轨迹进行内焊缝的焊接，并沿预设的外焊接轨迹进行外焊缝的焊接，得到半牵引梁成品。

上述装配，是将U型扣板、短立板和长立板进行组装并相对固定的过程。在实际生产过程中，是在组装工装内，将U型扣板、短立板和长立板组装后进行定位焊接，以确保各部件在焊接过程中保持相对固定。然后将装配完成的半牵引梁固定在变位机上，具体可以是固定在变位机的工作台上装卡固定，使装配完成的半牵引梁在整个焊接加工过程中均与工作台保持相对固定。随后采用机械手控制焊枪，使焊枪沿着预设的内焊接轨迹进行内焊缝的焊接，实现短立板与U型扣板之间的焊接固定；并使焊枪沿着预设的外焊接轨迹进行外焊缝的焊接，实现长立板与U型扣板之间的焊接固定，最终得到半牵引梁成品。

在上述加工过程中，焊枪按照预先设定的内焊接轨迹及外焊接轨迹进行连续施焊，无需额外调整焊枪运动轨迹，同时，通过变位机与机械手之间的配合，实现工件与焊枪之间相对位置的调整，无需人工调整工件的位置和角度，因此，相较于传统的手工焊接，本发明提供的焊接方法，能够实现焊接过程连续施焊不停弧，避免出现因多次起弧、收弧等造成的缺陷和应力集中的问题，提高半牵引梁成品的质量和生产效率，降低生产成本。

本发明对于上述内焊缝和外焊缝的焊接先后顺序不做特别限定，比如可以先进行外焊缝的焊接，然后进行内焊缝的焊接；在本发明具体实施过程中，是采用“先内后外”的方式，即首先对内焊缝进行焊接，然后对外焊缝进行焊接。

进一步的，上述焊接方法还包括预设内焊接轨迹的过程：

将内焊缝的二个端点分别作为内引弧点(空步)和内收弧点，使内引弧点临近所述第一内拐角，使内收弧点临近所述第二内拐角；

将内引弧点所在的第一内拐角的切线对应的切点作为第一内起点；

将内收弧点所在的第二内拐角的切线对应的切点作为第二内终点；

将第一内拐角和第二内拐角之间的外公切线所对应的两个切点分别作为第一内终点和第二内起点；

在内焊缝上，将第一内起点与第一内终点之间的中点作为第一内中点，将第二内起点与第二内终点之间的中点作为第二内中点；

沿上述内引弧点、第一内起点、第一内中点、第一内终点、第二内起点、第二内中点、第二内终点和内收弧点依次形成连线，为内焊接轨迹。

其中，上述第一内起点、第一内中点和第一内终点这三点确定焊枪在焊接第一内拐角区域时的轨迹，以确保焊接第一内拐角时能够实现不停弧连续焊接；第二内起点、第二内中点和第二内终点这三点确定焊枪在焊接第二内拐角区域时的轨迹，以确保焊接第二内拐角时能够实现不停弧连续焊接。

如无特殊说明，本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。比如短立板与U型扣板之间的内焊缝具有两个内拐角，其中任意一个称为第一内拐角，则另一个称为第二内拐角，上述第一内拐角和第二内拐角并无特定的先后顺序或优先顺序，仅是为了叙述方便。

具体的，上述取点及确定内焊接轨迹的过程可通过计算机编程实现。在本发明具体实施过程中，通过计算机编程确定内焊接轨迹，然后控制机械手的运动以控制焊枪的运动轨迹，同时控制变位机工作台的运动，使焊枪与工作台之间相互配合，严格按照预设的内焊接轨迹进行施焊，保证整个内焊缝焊接过程的连续性和准确性。

进一步，对于相同型号的半牵引梁，可以预先设定好内焊接轨迹，使所有半牵引梁成品的内焊缝焊接轨迹一致，以保证同型号产品性能的稳定性和一致性，提高产品的一次合格率。

本发明对于针对内焊缝的具体焊接工艺不做特别限定，可根据内焊缝的实际情况合理确定。在本发明具体实施过程中，可首先对焊接部位进行预处理，形成半Y型坡口，坡口深度为10.5±1.5mm，比如焊缝形式为11HY+a5，坡口角度为50±5°。第一内拐角和第二内拐角的圆弧半径为15～25mm。发明人研究发现，采用打底、填充、盖面三层三道焊接的工艺，并合理设置焊接过程中的工艺参数，能够进一步保证焊接质量。在本发明具体实施过程中，内焊缝的焊接，包括使焊枪沿预设的内焊接轨迹依次焊接打底层、填充层以及盖面层，其中，打底层、填充层和盖面层的焊接厚度均为3～4mm，焊接电流为260～270A，电弧电压为25～30V，其中：打底层的焊接速度为40～45cm/min，填充层的焊接速度为32～38cm/min，盖面层的焊接速度为18～25cm/min。采用上述焊接工艺对内焊缝进行焊接，能够使U型扣板与短立板之间具有非常好的连接强度。

在本发明具体实施过程中，在沿内焊接轨迹焊接盖面层时，还可以进一步根据内焊接轨迹不同区域的实际情况相应调整焊接速度。具体的，可以使弯曲度小的内焊接轨迹区域的焊接速度不小于弯曲度大的内焊接轨迹区域的焊接速度。比如第一内拐角处和第二内拐角处的弯曲度大于内焊缝轨迹其它区域的弯曲度，所以可在第一内拐角处和第二内拐角处的盖面层的焊接速度进行降速处理。在本发明具体实施过程中，在焊接盖面层时，可控制第一内拐角和第二内拐角处的焊接速度为20cm/min，其它区域的焊接速度为22cm/min。发明人通过观察测试发现，在内拐角处采用上述低速盖面法，能够使内拐角处有较大的填充量，进而提高短立板与U型扣板之间的连接强度，并使表面成型良好。

如无特殊说明，本发明中所述的“弯曲度”，指的是某一区域焊接轨迹弯曲的弦高与该区域焊接轨迹的长度的比值。该比值越大，弯曲度就越大，比值越小，则弯曲度越小。比如直线的弯曲度最小，为0。或者，也可采用某一区域焊接轨迹所对应的曲率半径进行表征，曲率半径越小，则弯曲度越大。

本领域技术人员可以理解，在焊接短立板与U型扣板的过程中，组装完成的半牵引梁应保持船型位置，以方便加工。同时，焊枪与U型扣板之间也应具有适宜的夹角，确保焊缝根部熔合，表面成型良好。在本发明具体实施过程中，是控制短立板的垂线与水平面之间具有第一夹角，比如15～20°，同时控制焊枪与U型扣板之间具有第二夹角，第一夹角与第二夹角的加和与内焊缝坡口角度之间的差值≤5°。

比如内焊缝的坡口角度为50°，则可通过控制变位机，维持短立板的垂线与水平面之间的第一夹角保持在20°，在焊接打底层和填充层时，维持焊枪与U型扣板之间的第二夹角为30°，在焊接盖面层时，维持焊枪与U型扣板之间的第二夹角为35°。

进一步的，上述焊接方法还包括预设外焊接轨迹的过程：

将外焊缝的二个端点分别作为外引弧点(空步)和外收弧点，使外引弧点临近第一外拐角，使外收弧点临近第二外拐角；

将外引弧点所在的第一外拐角的切线对应的切点作为第一外起点；

将外收弧点所在的第二外拐角的切线对应的切点作为第二外终点；

将第一外拐角和第二外拐角之间的外公切线所对应的两个切点分别作为第一外终点和第二外起点；

在外焊缝上，将第一外起点与第一外终点之间的中点作为第一外中点，将第二外起点与第二外终点之间的中点作为第二外中点；

沿外引弧点、第一外起点、第一外中点、第一外终点、第二外起点、第二外中点、第二外终点和外收弧点依次形成的连线，为外焊接轨迹。

具体的，上述取点及确定外焊接轨迹的过程也可通过计算机编程实现。在本发明具体实施过程中，通过计算机编程确定内焊接轨迹，然后控制机械手的运动以控制焊枪的运动轨迹，同时控制变位机工作台的运动，使焊枪与工作台之间相互配合，严格按照预设的外焊接轨迹进行施焊，保证外焊缝焊接过程的连续性和准确性。

进一步，对于相同型号的半牵引梁，也可以预先设定好外焊接轨迹，使所有半牵引梁成品的外焊缝焊接轨迹一致，以保证同型号产品性能的稳定性和一致性，提高产品的一次合格率。

本发明对于针对外焊缝的具体焊接工艺不做特别限定，可根据外焊缝的实际情况合理确定。在本发明具体实施过程中，可首先对焊接部位进行预处理，形成半Y型坡口，坡口深度为10.5±1.5mm，比如焊缝形式为11HY+a6，坡口角度为50±5°。第一外拐角和第二外拐角的圆弧半径为15～25mm。发明人研究发现，采用打底、填充、盖面三层三道焊接的工艺，并合理设置焊接过程中的工艺参数，能够进一步保证焊接质量。在本发明具体实施过程中，外焊缝的焊接，包括使焊枪沿预设的外焊接轨迹依次焊接打底层、填充层以及盖面层，其中，打底层、填充层和盖面层的焊接厚度均为3～4mm，焊接电流为250～270A，电弧电压为25～30V，其中：打底层的焊接速度为40～45cm/min，填充层的焊接速度为30～35cm/min，盖面层的焊接速度为20～25cm/min。发明人发现，采用上述焊接工艺对外焊缝进行焊接，能够使U型扣板与长立板之间具有非常好的连接强度。

上述针对外焊缝的焊接工艺参数同样可以设置在计算机程序中，则在焊接U型扣板与长立板的过程中，使焊枪按照预设的外焊接轨迹和预设的焊接条件进行施焊即可，无需人工观察电弧并干预调整焊接速度、电弧电压及焊接电流等焊接工艺，进一步提高了焊接过程中的工艺连续性及焊接效率，确保半牵引梁成品质量的稳定性和一致性。

在本发明具体实施过程中，在沿外焊接轨迹焊接盖面层时，还可以进一步根据外焊接轨迹不同区域的实际情况相应调整焊接速度。具体的，可以使弯曲度小的外焊接轨迹区域的焊接速度不大于弯曲度大的外焊接轨迹区域的焊接速度。比如第一外拐角处和第二外拐角处的弯曲度大于外焊缝轨迹其它区域的弯曲度，所以可在第一外拐角处和第二外拐角处的盖面层的焊接速度进行提速处理或与其它区域保持一致。在本发明具体实施过程中，在沿外焊接轨迹焊接盖面层时，可控制第一外拐角、第二外拐角级其它区域的焊接速度匀速保持在24cm/min。发明人通过观察测试发现，在外拐角处采用上述高速盖面法，能够减小外拐角处的熔池，避免发生熔池下坠，进一步提高产品的一次合格率。

上述针对内焊缝的焊接工艺参数以及针对外焊缝的焊接工艺参数均可预设在计算机程序中，则在焊接加工半牵引梁的过程中，使焊枪按照预设的焊接轨迹自动适应并调整不同区域的焊接速度，无需人工观察电弧并停枪改变焊接速度、电弧电压及焊接电流等焊接工艺，进一步提高了焊接过程中的工艺连续性及焊接效率，确保半牵引梁成品质量的稳定性和一致性。

进一步的，在进行外焊缝的焊接时，控制长立板的垂线与水平面之间具有第三夹角，比如15～20°，同时控制焊枪与U型扣板之间具有第四夹角，第三夹角与第四夹角的加和与坡口角度之间的差值≤5°，以方便加工并使成型良好。

本发明对于上述变位机不做特别限定，可采用焊接工艺中常用的焊接变位机。变位机与机械手之间通常可以采用机轴联动，即在具体焊接过程中，同时调节变位机与机械手，使二者相互配合，提高焊接效率。进一步的，还可以将相关工艺参数以及焊接轨迹等预设在计算机程序中，并控制变位机和机械手按照预设工艺参数进行作业，提高产品质量及加工效率。

本发明提供了一种半牵引梁的焊接方法，通过变位机与机械手之间的配合，按照预设的内焊接轨迹进行U型扣板与短立板之间内焊缝的连续焊接，并按照预设的外焊接轨迹进行U型扣板与长立板之间外焊缝的连续焊接，解决了传统手工焊接过程中易出现应力集中及缺陷集中的问题，保证了半牵引梁性能的稳定性及一次合格率，提高了生产效率并降低了生产成本。

附图说明

图1为B型地铁列车中所用半牵引梁的俯视图；

图2为本发明一实施例提供的对半牵引梁进行焊接的示意图；

图3为本发明一实施例提供的对内焊缝进行焊接的示意图；

图4为本发明一实施例提供的对外焊缝进行焊接的示意图；

图5为本发明一实施例提供的内焊接轨迹示意图；

图6为图5中A处和B处的局部放大图；

图7为本发明一实施例提供的外焊接轨迹示意图；

图8为图7中A处和B处的局部放大图。

附图标记说明：

1-U型扣板；	2-短立板；	21-内焊缝；
			22-第一内拐角；	23-第二内拐角；	201-内引弧点；
202-第一内起点；	203-第一内中点；	204-第一内终点；
			205-第二内起点；	206-第二内中点；	207-第二内终点；
208-内收弧点；	3-长立板；	31-外焊缝；
			32-第一外拐角；	33-第二外拐角；	301-外引弧点；
302-第一外起点；	303-第一外中点；	304-第一外终点；
			305-第二外起点；	306-第二外中点；	307-第二外终点；
308-外收弧点；	4-变位机；	41-工作台；
			42-第一定位块；	43-第二定位块；	44-工装卡具；
5-机械手；	51-焊枪。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种半牵引梁的焊接方法，包括：

S1、对半牵引梁进行装配，并将装配完成的半牵引梁固定于变位机；

S2、预设内焊接轨迹；

S3、预设外焊接轨迹；

S4、采用机械手控制焊枪，沿预设的内焊接轨迹进行内焊缝的焊接；

S5、采用机械手控制焊枪，沿预设的外焊接轨迹进行外焊缝的焊接，得到半牵引梁成品。

本实施例中，半牵引梁具有U型扣板1、短立板2和长立板3，其中，U型扣板1是厚度为12mm的弯折件，弯折件的两个拐角均是半径为24mm的1/4圆弧(即拐角对应的圆心角为90°)；短立板2和长立板的厚度均为12mm。

对上述U型扣板1、短立板2和长立板3进行清理，去除铁锈、油脂和灰尘等，然后对待焊接部位进行预处理，形成半Y型坡口。

S1、对半牵引梁进行装配，并将装配完成的半牵引梁固定于变位机

如1所示，将长立板3垂直组装在U型扣板1的底端，短立板2平行于长立板3设置，并位于长立板3的上方，然后对U型扣板1、短立板2和长立板3进行定位焊接，使三者之间固定为一体。

其中，短立板2与U型扣板1之间形成内焊缝21。内焊缝21的最大宽度≤1mm，其具有第一内拐角22和第二内拐角23，且第一内拐角22和第二内拐角23均是半径为24mm的1/4圆弧；内焊缝21的形式为11HY+a5，坡口角度为50°，钝边厚度为

长立板3与U型扣板1之间形成外焊缝31。外焊缝31的最大宽度≤1mm，其具有第一外拐角32和第二外拐角33，且第一外拐角32和第二外拐角33均是半径为24mm的1/4圆弧；外焊缝31的形式为11HY+a6，坡口角度为50°，钝边厚度为

如图2至图4所示，采用工装卡具44并配合定位机构，将上述装配完成的半牵引梁固定在工作台41上。定位机构具体包括第一定位块42和第二定位块43，其中第一定位块42和第二定位块43分别对装配完成的半牵引梁的横向位置和纵向位置进行固定。由于装配完成的半牵引梁已经通过定位焊接的方式固定为一体，因此可将第一定位块42和第二定位块43对长立板3进行限位和固定，可保证整个焊接过程中，整个工件不会发生位置的移动。并且，工装卡具44和定位机构的厚度均小于长立板3的厚度，保证焊接连续一致及避让焊缝。

S2、预设内焊接轨迹

如图5和图6所示，通过计算机编程实现预设内焊接轨迹的过程，具体包括：

以内焊缝21的两个端点分别作为内引弧点201和内收弧点208，其中，内引弧点201临近第一内拐角22，内收弧点208临近第二内拐角23；

以内引弧点201所在的第一内拐角22的切线对应的切点作为第一内起点202，也就是，以内引弧点201为起点，向第一内拐角22作切线，对应的切点即为第一内起点202；同理，内收弧点208所在的第二内拐角23的切线对应的切点为第二内终点207；

以第一内拐角22和第二内拐角23之间的外公切线所对应的两个切点分别作为第一内终点204和第二内起点205，即，在第一内拐角22和第二内拐角23之间作外公切线，得到的两个切点为第一内终点204和第二内起点205；

在第一内拐角22处，第一内起点202与第一内终点204之间的中点为第一内中点203，同理，在第二内拐角23处，第二内起点205与第二内终点207之间的中点作为第二内中点206。

沿上述内引弧点201、第一内起点202、第一内中点203、第一内终点204、第二内起点205、第二内中点206、第二内终点207和内收弧点208依次形成连线，为内焊接轨迹。

将上述得到的内焊接轨迹设置到计算机程序中，以在同一批次及相同规格半牵引梁焊接过程中，内焊缝21均采用该预设的内焊接轨迹进行焊接。

S3、预设外焊接轨迹

如图7和图8所示，通过计算机编程实现预设外焊接轨迹的过程，具体包括：

以外焊缝31的两个端点分别作为外引弧点301和外收弧点308，其中外引弧点301临近第一外拐角32，使外收弧点308临近第二外拐角33；

以外引弧点301所在的第一外拐角32的切线对应的切点作为第一外起点302，即，以外引弧点301为起点，做第一外拐角32的切线，对应的切点作为第一外起点302。同理，以外收弧点308所在的第二外拐角33的切线对应的切点作为第二外终点307；

以第一外拐角32和第二外拐角33之间的外公切线所对应的两个切点分别作为第一外终点304和第二外起点305。即，做第一外拐角32和第二外拐角33之间的外公切线，得到的两个切点为第一外终点304和第二外起点305；

在第一外拐角32处，将第一外起点302与第一外终点304之间的中点作为第一外中点303。在第二外拐角33处，将第二外起点305与第二外终点307之间的中点作为第二外中点306；

沿外引弧点301、第一外起点302、第一外中点303、第一外终点304、第二外起点305、第二外中点306、第二外终点307和外收弧点308依次形成的连线，为外焊接轨迹。

将上述得到的外焊接轨迹设置到计算机程序中。以在同一批次及相同规格半牵引梁焊接过程中，外焊缝31均采用该预设的外焊接轨迹进行焊接。

S4、采用机械手控制焊枪，沿预设的内焊接轨迹进行内焊缝的焊接

请进一步参考图3，本实施例采用变位机4与机械手5机轴联动的方式，通过控制机械手5以控制焊枪51沿内焊接轨迹运动，同时配合变位机4的运动，实现内焊缝21的连续焊接。

具体的，本实施例采用三层三道焊接的工艺对U型扣板1与短立板2之间的内焊缝21进行焊接，打底层、填充层和盖面层的焊接厚度均为3～4mm，具体焊接工艺参数如下表1所示。

表1

在焊接盖面层时，在内引弧点201至第一内起点202、第一内终点204至第二内起点205、第二内终点207至内收弧点208的区域，焊接速度稳定在22cm/min；在第一内起点202经第一内中点203至第一内终点204、第二内起点205经第二内中点206至第二内终点207的区域，焊接速度稳定在20cm/min。采用上述低速盖面焊接法对内焊缝21进行焊接，不仅能够保证连续焊接不停弧，而且能够使第一内拐角22和第二内拐角23处具有较大的填充量，避免应力集中及焊接强度不高的问题。

进一步参考图3，在上述焊接过程中，通过工作台41控制待焊接的半牵引梁始终保持船型位置，短立板2的垂线与水平面保持20°的夹角。在焊接打底层和填充层的过程中，焊枪51与U型扣板1之间保持30°的夹角，确保焊枪51对准内焊缝21根部，提高焊接质量；在焊接盖面层的过程中，焊枪51与U型扣板1之间保持35°的夹角，以能够形成a5焊脚尺寸，并确保内焊缝21根部熔合，表面成型良好。

并且，上述焊接工艺，包括三层三道焊接的工艺参数，以及工作台41与焊枪51的运动过程，均设置在计算机程序中，以实现同一批次半牵引梁产品能够以完全一致的焊接条件进行施焊。

S5、采用机械手控制焊枪，沿预设的外焊接轨迹进行外焊缝的焊接，得到半牵引梁成品

请进一步参考图4，本实施例采用变位机4与机械手5机轴联动的方式，通过控制机械手5以控制焊枪51沿外焊接轨迹运动，同时配合变位机4的运动，实现外焊缝31的连续焊接。

具体的，本实施例采用三层三道焊接的工艺对U型扣板1与长立板3之间的外焊缝31进行焊接，打底层、填充层和盖面层的焊接厚度均为3～4mm，具体焊接工艺参数如下表2所示。

表2

其中，在焊接盖面层时，在外引弧点301至第一外起点302、第一外终点304至第二外起点305、第二外终点307至外收弧点308的区域，焊接速度稳定在24cm/min；在第一外起点302经第一外中点303至第一外终点304、第二外起点305经第二外中点306至第二外终点307的区域，焊接速度也稳定在24cm/min。采用上述高速盖面焊接法对外焊缝31进行焊接，不仅能够保证连续焊接不停弧，而且减小第一外拐角32和第二外拐角33处的熔池，避免出现熔池下坠。

进一步参考图4，通过工作台41控制待焊接的半牵引梁始终保持船型位置，长立板3的垂线与水平面保持15°的夹角。在焊接打底层和填充层的过程中，控制焊枪51与U型扣板1之间保持35°的夹角，确保焊枪51对准外焊缝31根部，提高焊接质量；在焊接盖面层的过程中，控制焊枪51与U型扣板1之间保持30°的夹角，以能够形成a6焊脚尺寸，并确保外焊缝31根部熔合，表面成型良好。

并且，上述焊接工艺，包括三层三道焊接的工艺参数，以及工作台41与焊枪51的运动过程，均设置在计算机程序中，以实现同一批次半牵引梁产品能够以完全一致的焊接条件进行施焊。

对焊接完成的半牵引梁的内焊缝和外焊缝进行检查，未见焊接不连续、焊缝接头集中等问题，其它性能也满足目前B型地铁列车对半牵引梁的要求，因此一般无须对内、外焊缝的主要部位进行额外处理，仅打磨内、外焊缝两端头即可完成半牵引梁成品的加工。

实施例2

本实施例提供一种半牵引梁的焊接方法，包括：

S1'、对半牵引梁进行组装，并将组装完成的半牵引梁固定于变位机；

S2'、采用机械手控制焊枪，沿预设的内焊接轨迹进行内焊缝的焊接；

S3'、采用机械手控制焊枪，沿预设的外焊接轨迹进行外焊缝的焊接，得到半牵引梁成品。

本实施例待焊接的U型扣板1、短立板2和长立板3的规格和参数均与实施1完全一致。

步骤S1'中，半牵引梁的组装和固定方法均与实施例1一致。

步骤S2'中，采用实施例1中预设的内焊接轨迹对内焊缝21进行焊接，并且焊接工艺与实施例1中步骤S4的焊接工艺完全一致。具体的，是根据实施例1中设置在计算机程序中的工艺参数，自动控制工作台41与焊枪51的运动过程，以及焊接过程中的电弧电压、焊接电流及焊接速度，实现内焊缝21的连续焊接不停弧。

步骤S3'中，采用实施例1中预设的外焊接轨迹对外焊缝31进行焊接，并且焊接工艺与实施例1中步骤S5的焊接工艺完全一致。具体的，是根据实施例1中设置在计算机程序中的工艺参数，自动控制工作台41与焊枪51的运动过程，以及焊接过程中的电弧电压、焊接电流及焊接速度，实现外焊缝31的连续焊接不停弧。

采用本实施例的焊接方法加工同一批相同规格的半牵引梁，一次合格率达到了98％以上，远高于传统手工焊接的一次合格率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种半牵引梁的焊接方法，该半牵引梁具有U型扣板、短立板和长立板，所述短立板和长立板分别与所述U型扣板垂直设置，且所述长立板位于所述U型扣板的一端，所述短立板与扣板之间形成内焊缝，所述内焊缝具有呈圆弧形的第一内拐角和第二内拐角，所述长立板与扣板之间形成外焊缝，所述外焊缝具有呈圆弧形的第一外拐角和第二外拐角；其特征在于，所述焊接方法包括：

将按照上述方式装配完成的半牵引梁固定于变位机；

采用机械手控制焊枪，沿预设的内焊接轨迹进行所述内焊缝的焊接，并沿预设的外焊接轨迹进行所述外焊缝的焊接，得到半牵引梁成品。

2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，还包括预设所述内焊接轨迹的过程：

将所述内焊缝的二个端点分别作为内引弧点和内收弧点，使内引弧点临近所述第一内拐角，使内收弧点临近所述第二内拐角；

将所述内引弧点所在的第一内拐角的切线对应的切点作为第一内起点；

将所述内收弧点所在的第二内拐角的切线对应的切点作为第二内终点；

将第一内拐角和第二内拐角之间的外公切线所对应的两个切点分别作为第一内终点和第二内起点；

在所述内焊缝上，将第一内起点与第一内终点之间的中点作为第一内中点，将第二内起点与第二内终点之间的中点作为第二内中点；

沿上述内引弧点、第一内起点、第一内中点、第一内终点、第二内起点、第二内中点、第二内终点和内收弧点依次形成连线，为所述内焊接轨迹。

3.根据权利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，所述内焊缝具有半Y型坡口，坡口深度为10.5±1.5mm，坡口角度为50±5°，

所述内焊缝的焊接，包括使所述焊枪沿所述预设的内焊接轨迹依次焊接打底层、填充层以及盖面层，每层焊接厚度均为3～4mm，焊接电流为260～270A，电弧电压为25～30V，其中：打底层的焊接速度为40～45cm/min，填充层的焊接速度为32～38cm/min，盖面层的焊接速度为18～25cm/min。

4.根据权利要求3所述的焊接方法，其特征在于，在焊接所述盖面层时，使弯曲度小的内焊接轨迹区域的焊接速度不小于弯曲度大的内焊接轨迹区域的焊接速度。

5.根据权利要求3或4所述的焊接方法，其特征在于，在进行所述内焊缝的焊接时，控制所述短立板的垂线与水平面之间具有第一夹角，同时控制所述焊枪与U型扣板之间具有第二夹角，

所述第一夹角与第二夹角的加和与所述坡口角度之间的差值≤5°。

6.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，还包括预设所述外焊接轨迹的过程：

将所述外焊缝的二个端点分别作为外引弧点和外收弧点，使外引弧点临近所述第一外拐角，使外收弧点临近所述第二外拐角；

将所述外引弧点所在的第一外拐角的切线对应的切点作为第一外起点；

将所述外收弧点所在的第二外拐角的切线对应的切点作为第二外终点；

将所述第一外拐角和第二外拐角之间的外公切线所对应的两个切点分别作为第一外终点和第二外起点；

在所述外焊缝上，将第一外起点与第一外终点之间的中点作为第一外中点，将第二外起点与第二外终点之间的中点作为第二外中点；

沿上述外引弧点、第一外起点、第一外中点、第一外终点、第二外起点、第二外中点、第二外终点和外收弧点依次形成的连线，为所述外焊接轨迹。

7.根据权利要求1或6所述的焊接方法，其特征在于，所述外焊缝具有半Y型坡口，坡口深度为10.5±1.5mm，坡口角度为50±5°，

所述外焊缝的焊接，包括使所述焊枪沿所述预设的外焊接轨迹依次焊接打底层、填充层以及盖面层，每层焊接厚度均为3～4mm，焊接电流为250～270A，电弧电压为25～30V，其中：打底层的焊接速度为40～45cm/min，填充层的焊接速度为30～35cm/min，盖面层的焊接速度为20～25cm/min。

8.根据权利要求7所述的焊接方法，其特征在于，在焊接所述盖面层时，使弯曲度小的外焊接轨迹区域的焊接速度不大于弯曲度大的外焊接轨迹区域的焊接速度。

9.根据权利要求7或8所述的焊接方法，其特征在于，在进行所述外焊缝的焊接时，控制所述长立板的垂线与水平面之间具有第三夹角，同时控制所述焊枪与U型扣板之间具有第四夹角，

所述第三夹角与第四夹角的加和与所述坡口角度之间的差值≤5°。

10.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述变位机与所述机械手之间为机轴联动。