CN109014635B - 一种碳钢车端墙组焊工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碳钢车端墙组焊工艺，通过调整工艺焊接顺序，提高各单件的焊接可行性，保证焊接质量；在相应工序增加反变形量，减少焊后调修量，提高生产效率；设计合理的工艺方案，提高端墙的产品质量，掌握高精度标准的碳钢车端墙制造技术。

Description

一种碳钢车端墙组焊工艺

技术领域

本发明属于轨道车辆领域，尤其是涉及一种国外碳钢车端墙组焊工艺。

背景技术

本专利涉及的国外出口碳钢车端墙结构较以往碳钢项目不同：端墙骨架为双层骨架结构、端顶最下端没有通长横梁约束、端顶板上留有横梁缺口不是整板结构、端墙左右均设置一箱体，墙板与骨架焊缝过多，各横梁立柱之间焊缝均为双面焊接；其制造难点过多，焊接量大，各部件装配设计尺寸多数为零碰零结构，部件间很难装配。原制造工艺方案为大量单一物料散件装配焊接，导致部分物料焊接位置不易施焊，且焊接变形量难以控制，生产出的端墙整体调修量过多，部分尺寸很难达到质量要求。

发明内容

为解决这一难题，本发明提供一种国外碳钢车端墙组焊工艺：通过调整工艺焊接顺序，提高各单件的焊接可行性，保证焊接质量；在相应工序增加反变形量，减少焊后调修量，提高生产效率；设计合理的工艺方案，来提高端墙的产品质量，来掌握高精度标准的碳钢车端墙制造技术。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种碳钢车端墙组焊工艺，包括如下步骤：

步骤A，将端墙制造模块化分割成：端顶组成、端门口组成、第一骨架模块、第二骨架模块、第三骨架模块和第四骨架模块，并分别各自组装完成；

步骤B，依据端墙尺寸要求设计端墙组焊工装；

步骤C，在端墙组焊工装上依次装配焊接端门口组成、端墙板和端顶组成；

步骤D，依次装配焊接第三骨架模块、第四骨架模块、端墙台阶板、台阶补强板、端角支撑、长箱体组成和短箱体组成；

步骤E，依次装配焊接过线管组成、第一骨架模块和第二骨架模块；

步骤F，在上述焊缝得到充分冷却后，将端墙组成出胎并翻面，装配焊接横面板，最后对组焊完成的端墙进行调修，保证其平面度达到质量要求。

进一步，所述步骤A中，组装端顶组成包括如下步骤：

步骤A1，设计出端顶骨架工装，端顶组成包括端顶弯梁、端顶横梁、端顶立柱及端顶板，先在端顶骨架工装上装配端顶弯梁、端顶横梁和端顶立柱，保证端顶横梁与其他端顶骨架工装的物料存在2.5mm高度差，即一个端顶板板厚；

步骤A2，在端顶横梁与端顶弯梁接口处增加反变形量至3.5mm，并用压紧装置压紧端顶骨架工装；

步骤A3，先焊接端顶骨架工装的反面焊缝，再出胎并翻面，组焊端顶骨架工装的正面焊缝；

步骤A4，装配端顶板，保证端顶板的缺口处与端顶横梁完全匹配；端顶板以端顶横梁为分界线，上部焊接全部满焊，下部焊缝只点固；

步骤A5，对端顶板进行调修，保证平面度要求。

进一步，所述步骤C中，端门口组成包括渡板、连接梁和端门框，相互固定围成一个矩形空间，端门框包括两个相互平行的端门框板，连接梁平行于渡板，渡板固定于远离端顶组成的一端，渡板为T型板；

渡板包括一体成型的竖板和两个端板，两个端板分别位于竖板的左右两侧，端板和竖板的衔接处设有用于插入端墙台阶板的插槽，插槽水平设置，端墙台阶板紧贴端板的下端面插入插槽内。

进一步，所述步骤C中，包括如下步骤：

步骤C1，在端墙组焊工装上先装配端门口组成，保证端墙组焊工装的中心线与端门口组成的中心线重合，装配公差在±0.5mm之间；

步骤C2，使用压紧装置压紧渡板和端门框，保证定位块贴严，再装配两块端墙板，端墙板要与端门口组成搭接上，端墙板下部要与端门口组成的渡板贴严，调整端墙板保证装正；

步骤C3，将端墙板与端门口组成点固；再装配端顶组成，保证端顶组成中心线与端门口组成中心线重合，保证端顶板和端墙板贴严，保证端顶组成安装正，调整端墙总高，最后点固端顶板和端墙板。

进一步，所述步骤D中，包括如下步骤：

步骤D1，装配第三骨架模块和第四骨架模块，调整端墙总宽及端墙骨架对角线，对端墙总宽施加反变形量4mm左右，使用压紧装置夹紧第三骨架模块、第四骨架模块与定位块，压紧端顶组成3与端墙组焊工装贴严，焊接步骤C中的所有焊缝；

步骤D2，装配端墙台阶板、台阶补强板、端角支撑，先保证所有台阶补强板的上端面和端角支撑的上端面在同一平面上，再进行其双面焊接；

步骤D3，装配长箱体组成和短箱体组成，焊接长箱体组成、短箱体组成和端墙骨架工装的焊缝。

进一步，所述步骤E中，包括如下步骤：

步骤E1，装配焊接过线管组成；

步骤E2，装配第一骨架模块和第二骨架模块；

步骤E3，使用F夹夹紧第三骨架模块上的矩形方管和第四骨架模块上的矩形方管；

步骤E4，焊接第一骨架模块和第二骨架模块的所有焊缝，装配组焊所有端墙附件。

进一步，所述长箱体组成和短箱体组成均包括上盖、底板和箱体壁，其箱体内部的所有焊缝只允许点固。

进一步，所述端墙台阶板为L型结构，包括相互垂直连接的较长板和较短板，较长板水平设置，插入插槽内，较短板固定于第四骨架模块上。

进一步，所述第三骨架模块和第四骨架模块均包括方管、支撑梁和若干个肋板，第四骨架模块的支撑梁短于第三骨架模块的支撑梁，第三骨架模块的肋板和第四骨架模块的肋板分别固定于两个端墙板的朝外一侧上端，方管分别固定于每侧的若干肋板上端，支撑梁固定于肋板和端墙板，第三骨架模块的支撑梁的一端顶住短箱体组成，第四骨架模块的支撑梁的一端顶住长箱体组成。

进一步，所述第一骨架模块和第二骨架模块的安装位置左右对称，其骨架类型为“丰”字型结构。

相对于现有技术，本发明所述的碳钢车端墙组焊工艺具有以下优势：

(1)对于目前国外碳钢车钢结构生产技术来说，双层结构端墙属于全新技术，可以提高端墙部件的产品质量；端墙结构的模块化拆分，降低了整体的组焊难度，保证单个部件的焊接可行性及焊接质量，提高车间生产效率，减缓操作者的劳动强度；

(2)合理的部件装配工艺顺序和在生产过程中对关键尺寸施加反变形，有效的控制了端墙焊接过程中的变形，避免出现反复调修降低端墙的强度，确保了端墙组焊后的尺寸及外观质量，节约了生产成本。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本实施例步骤C完成后的结构示意图；

图2为本实施例步骤D完成后的结构示意图；

图3为本实施例步骤E完成后的结构示意图；

图4为本实施例步骤F完成后的结构示意图；

附图标记说明：

1-端门口组成；11-连接梁；12-端门框；13-渡板；131-端板；132-竖板；2-端墙板；3-端顶组成；31-端顶弯梁；32-端顶横梁；33-端顶立柱；34-端顶板；4-第三骨架模块；41-方管；42-支撑梁；43-肋板；5-第四骨架模块；6-端墙台阶板；7-台阶补强板；8-端角支撑；9-长箱体组成；10-短箱体组成；14-端墙附件；15-过线管组成；16-第一骨架模块；17-第二骨架模块；18-横面板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-4所示，一种碳钢车端墙组焊工艺，包括如下步骤：

步骤A，首先分析端墙整体结构特性，将端墙制造模块化分割成：端顶组成3、端门口组成1、第一骨架模块16、第二骨架模块17、第三骨架模块4和第四骨架模块5，并分别各自组装完成，最后将各工序部件及墙板、附件组装进入端墙合成工序。

(1)端顶组成3包括端顶弯梁31、端顶横梁32、端顶立柱33及端顶板34；设计出端顶骨架工装，工装能够兼容两种端顶骨架生产(高顶和平顶)；先在端顶骨架工装上装配端顶弯梁31、端顶横梁32和端顶立柱33，保证端顶横梁32与其他端顶骨架工装的物料存在2.5mm高度差，即一个端顶板34的板厚；在端顶横梁32与端顶弯梁31接口处增加反变形量至3.5mm，并用压紧装置压紧端顶骨架工装；先焊接端顶骨架工装的反面焊缝，再出胎并翻面，组焊端顶骨架工装的正面焊缝；装配端顶板34，保证端顶板34的缺口处与端顶横梁32完全匹配；端顶板34以端顶横梁32为分界线，上部焊接全部满焊，下部焊缝只点固；对端顶板34进行调修，保证平面度要求。

(2)将端墙上层骨架摘出，分割成第一骨架模块和第二骨架模块，使两种骨架模块左右对称，其骨架类型为“丰”字类结构；碳钢平台上根据两种模块结构，设计出兼容性的工装；组焊两种模块骨架，焊后对骨架内装面进行平面度调修。

(3)将端墙下层骨架和两层骨架连接的肋板及矩形方管摘出，分割成第三骨架模块4和第四骨架模块5，第三骨架模块4和第四骨架模块5为结构相似的对称模块，除支撑梁位置不同，其余均为对称件；根据其两层结构，使用高低不同的定位块来完成一套工装的设计，并满足两种模块的兼容；在工装上装配好骨架模块后，使用压紧装置压紧骨架墙板接触面(即端墙组焊工装与墙面之间的接触面)，再使用F夹夹紧矩形方管41和高定位块；组焊两种模块骨架，焊后对骨架墙板接触面及侧墙墙板接触面进行平面度调修，还需调修保证两种墙板接触面的垂直度≤1mm。

(4)将端门框12、连接梁11、渡板13摘出，分割车端门口组成；设计出端门口工装，能够兼容多种端门口的结构需求，节省车型更换带来的工装调整时间；在工装上装配各个部件，在门口宽度尺寸上限的基础上增加反变形量；先焊接端门框12与渡板13的焊缝，再焊接门口上部所有焊缝；焊后调修门口尺寸及风挡安装面平面度。

步骤B，依据端墙尺寸要求设计端墙组焊工装，通过调整工装上的渡板定位块来改变工装结构，以兼容各种车型的端墙组焊需求。

步骤C，在端墙组焊工装上依次装配焊接端门口组成1、端墙板2和端顶组成3。端门口组成1以风挡安装面朝下放置在端墙组焊工装上。

端门口组成包括渡板13、连接梁11和端门框12，相互固定围成一个矩形空间，端门框12包括两个相互平行的端门框板，连接梁11平行于渡板13，渡板13固定于远离端顶组成的一端，渡板13为T型板；

渡板13包括一体成型的竖板132和两个端板131，两个端板131分别位于竖板132的左右两侧，端板131和竖板132的衔接处设有用于插入端墙台阶板6的插槽，插槽水平设置，端墙台阶板6紧贴端板131的下端面插入插槽内。

在端墙组焊工装上先装配端门口组成1，保证端墙组焊工装的中心线与端门口组成1的中心线重合，装配公差在±0.5mm之间；使用压紧装置压紧渡板13和端门框12，保证定位块贴严，再装配两块端墙板2，调整端墙板保证墙板装正，端墙板2要与端门口组成1搭接上，端墙板2下部要与端门口组成1的渡板13贴严，调整端墙板2保证装正；将端墙板2与端门口组成1点固；再装配端顶组成3，保证端顶组成3中心线与端门口组成1中心线重合，保证端顶板34和端墙板2贴严，保证端顶组成3安装正，调整端墙总高(通过抬高或降低端顶组成3来进行调整)，最后点固端顶板34和端墙板2。注意：此步骤上涉及的所有焊缝，为控制其焊接变形量，只允许点固。

步骤D，依次装配焊接第三骨架模块4、第四骨架模块5、端墙台阶板6、台阶补强板7、端角支撑8、长箱体组成9和短箱体组成10。

装配第三骨架模块4和第四骨架模块5，调整端墙总宽及端墙骨架对角线(通过第三骨架模块4和第四骨架模块5朝外扩或朝里收来进行调整)，对端墙总宽施加反变形量4mm左右，使用压紧装置夹紧第三骨架模块4、第四骨架模块5与定位块，压紧端顶组成3与端墙组焊工装贴严，焊接步骤C中的所有焊缝；装配端墙台阶板6、台阶补强板7、端角支撑8，先保证所有台阶补强板7的上端面和端角支撑8的上端面在同一平面上，再进行其双面焊接；装配长箱体组成9和短箱体组成10，焊接长箱体组成9、短箱体组成10和端墙骨架工装的焊缝。注意：长箱体组成9和短箱体组成10均包括上盖、底板和箱体壁，为防止箱体焊接变形影响后续装配，其箱体内部的所有焊缝只允许点固。

其中，端墙台阶板6为L型结构，包括相互垂直连接的较长板和较短板，较长板水平设置，插入端门口组成的插槽内，较短板固定于第四骨架模块5上。

第三骨架模块4和第四骨架模块5均包括方管41、支撑梁42和若干个肋板43，第四骨架模块5的支撑梁42短于第三骨架模块4的支撑梁42，第三骨架模块4的肋板43和第四骨架模块5的肋板43分别固定于两个端墙板2的朝外一侧上端，方管41分别固定于每侧的若干肋板43上端，支撑梁42固定于肋板43和端墙板2，第三骨架模块4的支撑梁42的一端顶住短箱体组成10，第四骨架模块5的支撑梁42的一端顶住长箱体组成9。

步骤E，依次装配焊接过线管组成15、第一骨架模块16和第二骨架模块17。

装配焊接过线管组成15，过线管组成15必须在箱体组焊后才能进行装配；装配第一骨架模块16和第二骨架模块17；使用F夹夹紧第三骨架模块4上的矩形方管41和第四骨架模块5上的矩形方管41，防止焊接变形影响骨架垂直度；焊接第一骨架模块16和第二骨架模块17的所有焊缝，装配组焊所有端墙附件14。注意：焊接此步骤所有焊缝时，工装上所有压紧装置及F夹不能松卸，防止端墙焊接变形。

步骤F，在上述焊缝得到充分冷却后，将端墙组焊工装出胎并翻面，焊接正面所有焊缝，焊接要求保证焊接密封性；装配焊接横面板18，最后对组焊完成的端墙进行调修，保证其平面度达到质量要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种碳钢车端墙组焊工艺，其特征在于：包括如下步骤：

步骤A，将端墙制造模块化分割成：端顶组成(3)、端门口组成(1)、第一骨架模块(16)、第二骨架模块(17)、第三骨架模块(4)和第四骨架模块(5)，并分别各自组装完成；

其中，组装端顶组成(3)包括如下步骤：

步骤A(1)，设计出端顶骨架工装，端顶组成(3)包括端顶弯梁(31)、端顶横梁(32)、端顶立柱(33)及端顶板(34)，先在端顶骨架工装上装配端顶弯梁(31)、端顶横梁(32)和端顶立柱(33)，保证端顶横梁(32)与其他端顶骨架工装的物料存在2.5mm高度差，即一个端顶板(34)的板厚；

步骤A2，在端顶横梁(32)与端顶弯梁(31)接口处增加反变形量至3.5mm，并用压紧装置压紧端顶骨架工装；

步骤A3，先焊接端顶骨架工装的反面焊缝，再出胎并翻面，组焊端顶骨架工装的正面焊缝；

步骤A4，装配端顶板(34)，保证端顶板(34)的缺口处与端顶横梁(32)完全匹配；端顶板(34)以端顶横梁(32)为分界线，上部焊接全部满焊，下部焊缝只点固；

步骤A5，对端顶板(34)进行调修，保证平面度要求；

步骤B，依据端墙尺寸要求设计端墙组焊工装；

步骤C，在端墙组焊工装上依次装配焊接端门口组成(1)、端墙板(2)和端顶组成(3)；

步骤D，依次装配焊接第三骨架模块(4)、第四骨架模块(5)、端墙台阶板(6)、台阶补强板(7)、端角支撑(8)、长箱体组成(9)和短箱体组成(10)；

步骤E，依次装配焊接过线管组成(15)、第一骨架模块(16)和第二骨架模块(17)；

步骤F，在上述焊缝得到充分冷却后，将端墙组焊工装出胎并翻面，装配焊接横面板(18)，最后对组焊完成的端墙进行调修，保证其平面度达到质量要求。

2.根据权利要求1所述的碳钢车端墙组焊工艺，其特征在于：所述步骤C中，端门口组成包括渡板(13)、连接梁(11)和端门框(12)，相互固定围成一个矩形空间，端门框(12)包括两个相互平行的端门框板，连接梁(11)平行于渡板(13)，渡板(13)固定于远离端顶组成的一端，渡板(13)为T型板；

渡板(13)包括一体成型的竖板(132)和两个端板(131)，两个端板(131)分别位于竖板(132)的左右两侧，端板(131)和竖板(132)的衔接处设有用于插入端墙台阶板(6)的插槽，插槽水平设置，端墙台阶板(6)紧贴端板(131)的下端面插入插槽内。

3.根据权利要求2所述的碳钢车端墙组焊工艺，其特征在于：所述步骤C中，包括如下步骤：

步骤C1，在端墙组焊工装上先装配端门口组成(1)，保证端墙组焊工装的中心线与端门口组成(1)的中心线重合，装配公差在±0.5mm之间；

步骤C2，使用压紧装置压紧渡板(13)和端门框(12)，保证定位块贴严，再装配两块端墙板(2)，端墙板(2)要与端门口组成(1)搭接上，端墙板(2)下部要与端门口组成(1)的渡板(13)贴严，调整端墙板(2)保证装正；

步骤C3，将端墙板(2)与端门口组成(1)点固；再装配端顶组成(3)，保证端顶组成(3)中心线与端门口组成(1)中心线重合，保证端顶板(34)和端墙板(2)贴严，保证端顶组成(3)安装正，调整端墙总高，最后点固端顶板(34)和端墙板(2)。

4.根据权利要求1所述的碳钢车端墙组焊工艺，其特征在于：所述步骤D中，包括如下步骤：

步骤D1，装配第三骨架模块(4)和第四骨架模块(5)，调整端墙总宽及端墙骨架对角线，对端墙总宽施加反变形量(4)mm左右，使用压紧装置夹紧第三骨架模块(4)、第四骨架模块(5)与定位块，压紧端顶组成(3)与端墙组焊工装贴严，焊接步骤C中的所有焊缝；

步骤D2，装配端墙台阶板(6)、台阶补强板(7)、端角支撑(8)，先保证所有台阶补强板(7)的上端面和端角支撑(8)的上端面在同一平面上，再进行其双面焊接；

步骤D3，装配长箱体组成(9)和短箱体组成(10)，焊接长箱体组成(9)、短箱体组成(10)和端墙骨架工装的焊缝。

5.根据权利要求1所述的碳钢车端墙组焊工艺，其特征在于：所述步骤E中，包括如下步骤：

步骤E1，装配焊接过线管组成(15)；

步骤E2，装配第一骨架模块(16)和第二骨架模块(17)；

步骤E3，使用F夹夹紧第三骨架模块(4)上的矩形方管(41)和第四骨架模块(5)上的矩形方管(41)；

步骤E4，焊接第一骨架模块(16)和第二骨架模块(17)的所有焊缝，装配组焊所有端墙附件(14)。

6.根据权利要求1所述的碳钢车端墙组焊工艺，其特征在于：所述长箱体组成(9)和短箱体组成(10)均包括上盖、底板和箱体壁，其箱体内部的所有焊缝只允许点固。

7.根据权利要求1所述的碳钢车端墙组焊工艺，其特征在于：所述端墙台阶板(6)为L型结构，包括相互垂直连接的较长板和较短板，较长板水平设置，插入插槽内，较短板固定于第四骨架模块(5)上。

8.根据权利要求1所述的碳钢车端墙组焊工艺，其特征在于：所述第三骨架模块(4)和第四骨架模块(5)均包括方管(41)、支撑梁(42)和若干个肋板(43)，第四骨架模块(5)的支撑梁(42)短于第三骨架模块(4)的支撑梁(42)，第三骨架模块(4)的肋板(43)和第四骨架模块(5)的肋板(43)分别固定于两个端墙板(2)的朝外一侧上端，方管(41)分别固定于每侧的若干肋板(43)上端，支撑梁(42)固定于肋板(43)和端墙板(2)，第三骨架模块(4)的支撑梁(42)的一端顶住短箱体组成(10)，第四骨架模块(5)的支撑梁(42)的一端顶住长箱体组成(9)。

9.根据权利要求1所述的碳钢车端墙组焊工艺，其特征在于：所述第一骨架模块(16)和第二骨架模块(17)的安装位置左右对称，其骨架类型为“丰”字型结构。

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