CN109794725A - 一种大型车架焊接用定位胎及焊接工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种大型车架焊接用定位胎及焊接工艺方法，其中定位胎包括基础焊接胎Ⅰ和定位检测胎Ⅱ，基础焊接胎Ⅰ包括底座Ⅰ和位于底座Ⅰ上的定位支架Ⅰ；定位支架Ⅰ上设纵梁定位组件，纵梁定位组件包括设置在定位支架Ⅰ端部的纵梁前定位板，还包括倾斜设置的纵梁侧定位板；定位支架Ⅰ上还设横梁定位组件，横梁定位组件包括横梁轴定位部件和横梁纵向定位部件，横梁轴定位部件为与活动连接轴配合的支撑轴座。本发明采用两定位胎组合方式完成大型车架的组焊，具有定位精度高、焊接速度快之优点；在胎具内完成的焊接工作，有效减小了焊接变形量，提高了焊接精度。

Description

一种大型车架焊接用定位胎及焊接工艺方法

技术领域

本发明涉及大型车车架焊接技术领域，尤其是涉及一种大型车架焊接用定位胎，还涉及使用该定位胎完成车架焊接的工艺方法。

背景技术

汽车各个总成都直接或者间接的安装在车架上，车架是承受载荷的基础件， 该载荷包括汽车的静载荷和行驶中的动载荷，因此车架是影响汽车使用寿命的关键部件之一。

目前，国内载货车采用边梁式焊接车架，即车架由两个槽型纵梁和若干根横梁焊接成闭合式构架。该焊接中，由于接头多，焊接难度大，焊缝的焊接强度和焊接精度难以保证。因此如何设计合理的焊接工艺，并配合适合的焊接定位胎具，是保证该车架焊接质量关键之所在。

申请号为201611065743.2的发明专利申请中给出了一种车架的焊接工装及焊接方法，其方法为先焊接单纵梁后焊接车架，且同一焊接工装既能对单纵梁进行定位焊接，也能对车架进行定位焊接，方便了工作人员的焊接，且安全性高。但是该焊接无法方便的完成焊接精度的检测，焊接精度需人工单独检测进行，延长了焊接周期。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种大型车架焊接用组合定位胎，采用该组合定位胎中的基础焊接胎可快速、高精度组焊车架主体，采用该组合定位胎中的定位检测胎，可将组焊后的车架主体放置于该定位检测胎上，不仅可直观快速检测焊精度，还可将其余部件进一步组焊至车架主体，完成整个车架的焊接加工，采用的技术方案是：一种大型车架焊接用定位胎，其特征在于：包括基础焊接胎Ⅰ和定位检测胎Ⅱ，所述基础焊接胎Ⅰ包括底座Ⅰ和位于底座Ⅰ上的定位支架Ⅰ；所述定位支架Ⅰ上设纵梁定位组件，所述纵梁定位组件包括设置在定位支架Ⅰ端部的纵梁前定位板，还包括倾斜设置的纵梁侧定位板；所述定位支架Ⅰ上还设横梁定位组件，所述横梁定位组件包括横梁轴定位部件和横梁纵向定位部件，所述横梁轴定位部件为与活动连接轴配合的支撑轴座。

定位检测胎Ⅱ的结构包括：所述定位检测胎Ⅱ包括底座Ⅱ和位于底座Ⅱ上的定位支架Ⅱ；所述定位支架Ⅱ上设与车架后支腿配合完成后支耳孔定位的后支耳孔定位座，还包括后支腿下定位板，所述后支耳孔定位座中心与后支腿下定位板中心之间为符合要求的定值X。作为定位时的关键尺寸，所述后支耳孔定位座中心与后支腿下定位板中心之间的值为定值Y。

为实现前支腿的组焊，所述定位检测胎Ⅱ还包括与车架前支腿配合的前支腿定位部件，所述前支腿定位部件包括前支腿孔定位轴座，还包括设置在所述轴座上的前支腿下定位板。

为实现车架前端的组焊，所述定位检测胎Ⅱ还包括与车架前段配合的前定位部件，所述前定位部件包括设置在定位支架Ⅱ前部、与车架前段端部配合的前段前定位部件，还包括与车架前段侧部配合的前段侧定位部件。

摆臂支撑定位部件的具体结构为：所述基础焊接胎Ⅰ还包括摆臂支撑定位部件，所述摆臂支撑定位部件为转动臂，所述转动臂的一端铰接在车架的摆臂支撑部件的孔上，另一端铰接在横梁孔中。

本发明提供的技术方案还有：一种大型车架焊接工艺方法，其特征在于：所述工艺方法先借助基础焊接胎Ⅰ完成车架主体的组焊，经预装后支腿后再借助定位检测胎Ⅱ检查车架主体的焊接变形量，并进行其余部件的焊接。本工艺方法采用两焊接胎配合完成车架的整体焊接和关键定位精度的直接检测，加工精度高。

在基础焊接胎Ⅰ上进行纵梁、横梁、横撑、摆臂支架的焊接，具体工艺步骤为：

11）将两纵梁分别置于定位支架Ⅰ上，并使纵梁的不同表面分别紧靠纵梁前定位板、纵梁侧定位板和纵梁上定位板的定位面；

12）横梁经横梁定位组件轴定位和纵向定位后，不同横梁依次焊接在纵梁上；

13）经摆臂支撑定位部件，以横梁上的孔和孔端面为基准定位摆臂支撑部件，定位后移走摆臂支撑定位部件；

14）横撑部件焊接组装在两纵梁之间，形成初步成型的车架。

定位检测胎Ⅱ的焊接精度检测和部件的组焊工艺步骤为：

21）将车架吊装入定位检测胎Ⅱ中；

22）借助车架上定位部件和车架侧定位部件，对车架在定位检测胎Ⅱ中的位置进行调整，同时检查基础焊接胎Ⅰ焊接后的车架主体变形量，检查不符合焊接精度要求之处，重新剖开焊缝，经焊接修正后再行重新焊接，直至符合车架焊接精度要求；

23）经后支耳孔定位座和后支腿下定位板对预装的后支腿进行定位，定位完成后进行后支腿焊接；

24）经前支腿下定位板和前支腿孔定位支座对前支腿进行定位，定位后对前支腿进行组焊；

25）经前段前定位部件、前段上定位部件和前段侧定位部件对前段进行定位，定位完成后进行前段的组焊；

26）焊接其他附件于车架上；

27）将焊接完成后的车架从定位检测胎Ⅱ中吊出，车架焊接完成。

本焊接工艺方法还包括经定位检测胎Ⅱ检测后、因变形量大不符合加工精度要求的焊缝的修正工艺，该修正工艺为根据焊接变形量，在变形焊缝处施加一个适当大小的外力F，使焊接处产生一个反向变形，然后在外力F作用下将焊缝抛开并重新焊接，最后去除外力F，待焊缝处冷却，一次焊接变形修正完成。

本发明的有益效果在于：本发明采用两定位胎组合方式完成大型车架的组焊，具有定位精度高、焊接速度快之优点；在胎具内完成的焊接工作，有效减小了焊接变形量，提高了焊接精度；采用本焊接方法完成的大型车车架焊接，以总长度接近17米的车架为例，桥线精度误差控制在2mm以内，长度误差控制在10mm以内，焊接精度完全符合图纸设计要求。

附图说明

附图1是本发明基础焊接胎Ⅰ结构示意图，附图2是附图1的A-A视图，附图3是附图2的B向视图,附图4是定位检测胎Ⅱ主视图，附图5是附图4的俯视图，附图6是前支腿定位结构示意图。

1是基础焊接胎Ⅰ，11是底座Ⅰ，12是定位支架Ⅰ，13是纵梁定位组件，131是纵梁前定位板，132是纵梁侧定位板，133是纵梁上定位板，14是横梁定位组件，141是横梁轴定位部件，142是横梁纵向定位部件，143是摆臂支撑定位部件，144是横梁支耳孔轴，145是摆臂支撑部件上孔轴；

2是定位检测胎Ⅱ，21是底座Ⅱ，22是后支耳孔定位座，23是后支腿下定位板，24是车架上定位部件，25是车架侧定位部件，26是前段前定位部件，27是前段侧定位部件，28是定位支架Ⅱ，29是桥线侧定位基准面，210是前支腿孔定位支座，211前支腿下定位板，212是前段上定位部件；

3是车架，31是纵梁，32是横梁，321是横梁支耳孔，33是桥线，331是桥线，34是后支腿，35是前支腿，36是车架前段，37是摆臂支撑部件，38是横撑部件。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。

本发明首先公开了一种大型车架焊接用定位胎，该焊接用定位胎为组合胎，即包括基础焊接胎Ⅰ1和定位检测胎Ⅱ2，基础焊接胎Ⅰ1用于组装纵梁31、横梁32、摆臂支撑部件37和横撑部件38，定位检测胎Ⅱ2的作用有；1）直观检测基础焊接胎Ⅰ1组装成型的车架主体关键部件精度是否符合要求，并借助位检测胎Ⅱ2对不合格焊缝进行整修；2）在车架主体上进一步组焊后支腿34、前支腿35和车架前段36等部件，完成车架焊接。

基础焊接胎Ⅰ1包括底座Ⅰ11和位于底座Ⅰ11上的定位支架Ⅰ12，在定位支架Ⅰ12上设纵梁定位组件13，车架上纵梁31为两根平行纵梁，两根平行纵梁31之间设横梁32、横撑部件38等部件，组焊后纵梁31的横截面（见附图2）为上口大、下口小的近似梯形形状，纵梁31的内侧面与竖直方向夹角为9度。

为实现纵梁快速定位组焊，纵梁定位组件13包括设置在定位支架Ⅰ12端部的纵梁前定位板131和纵梁上定位板133，还包括倾斜设置的纵梁侧定位板132。使用时，将两根纵梁31分别抵靠在各自前端的纵梁前定位板131完成前定位，纵梁31的端部上表面抵靠在纵梁上定位板133的下定位面完成端部上定位，抵靠在纵梁侧定位板132的倾斜定位面上完成纵梁侧定位（本实施例中倾斜定位面为一连续倾斜面，有效长度略小于纵梁长度）。借助上定位、前定位、侧定位全面定位纵梁，以满足定位精度要求。

为实现横梁32的组焊，定位支架Ⅰ12上还设横梁定位组件14，以及为之设计的横梁摆臂定位支架143，横梁定位组件14包括横梁轴定位部件141和横梁纵向定位部件142（即支撑轴座），轴定位方式为将活动连接轴穿入横向轴定位部件141，以及与之配合的横梁对应的孔中，以保证两者同轴度。本实施例中，同时将横梁纵向定位部件142集成在横向轴定位部件141上。结合附图1，采用支撑轴座一侧的内侧面作为横梁纵向定位面，该横梁纵向定位面与该内侧面冲齐，即将横梁32的纵向定位面与之相配合即可完成横梁的快速纵向定位。

为定位焊接横梁32侧部的摆臂支撑部件37，本定位胎Ⅰ1还配有摆臂支撑定位部件143，摆臂支撑定位部件为一转动臂，转动臂的上端经横梁支耳孔321穿入横梁支耳轴144中，下端经摆臂支撑部件上孔轴145穿入摆臂支撑部件上孔中，当横梁32焊接完成后，在横梁支耳孔321中穿入横梁支耳轴144，以实现横梁32对摆臂支撑部件37的轴定位。

定位检测胎Ⅱ2包括底座Ⅱ21和位于底座Ⅱ上的定位支架Ⅱ28。该定位检测胎Ⅱ2是在车架主体组装后，将车架主体从基础焊接胎Ⅰ1吊装至该定位检测胎Ⅱ2中，借助该检测胎完成精度快速检测和其余部件的焊接。

为对预装的后支腿34进行定位检测并完成焊接，定位支架Ⅱ28上设后支耳孔定位座22，该后支耳孔定位座22实现后支腿34的轴定位，定位方式为在后支耳孔定位座22和对应的后支腿耳孔中穿入轴，以检测两者的同轴度。同时定位检测胎Ⅱ2上还设后支腿下定位板23，在进行轴定位时检测后支腿34的下定位精度。与车架后支腿34配合完成后支耳孔定位的还包括后支腿下定位板23，后支耳孔定位座22中心与后支腿下定位板23之间的值为符合要求的定值X。为确定该X值，在后支腿下定位板上加工有定位基孔（一般为加工在定位板表面的盲孔）。观察该定位基孔与后支腿34上的孔之间的间距，即可推断加工精度是否符合要求。另外，还要求后支耳孔定位座22中心与后支腿下定位板23中心之间的值应当为定值Y。

定位检测胎Ⅱ2还包括与车架前支腿35配合的前支腿定位部件，前支腿定位部件包括前支腿孔定位轴座210，还包括设置在轴座210上的前支腿下定位板211。在前支腿下定位板211上还设有前支腿定位基孔，通过基孔以确定前支腿轴线位置的精确度。

定位检测胎Ⅱ2还包括与车架前段配合的前定位部件，前定位部件包括设置在定位支架Ⅱ28前部、与车架前段36端部配合的前段前定位部件26，还包括与车架前段36侧部配合的前端侧定位部件27，以及前段上定位部件212。通过前定位部件26、侧定位部件27和上定位部件212的配合，在准确定位前段位置。

本实施例中，该车架共包括5桥横梁。

本发明还公开了一种大型车架焊接工艺方法，该工艺方法先借助基础焊接胎Ⅰ完成车架主体的组焊，经预装后支腿34后再借助定位检测胎Ⅱ2检查车架主体的焊接变形量，并进行其余部件的焊接。

其中采用基础焊接胎Ⅰ1进行车架主体的组焊工艺步骤包括：

11）将两纵梁31分别置于定位支架Ⅰ12上，并使纵梁31的相应不同表面分别紧靠纵梁前定位板131、纵梁侧定位板132和纵梁上定位板133的定位面，以完成纵梁的前定位、侧定位和上定位；

12）横梁32经横梁定位组件14轴定位和纵向定位后，不同横梁依次焊接在纵梁上；

13）经摆臂支撑定位部件143，以横梁上的孔和孔端面为基准定位摆臂支撑部件37，定位后移走摆臂支撑定位部件143；

14）将横撑部件38焊接组装在两纵梁之间，形成初步成型的车架。

其中车架经定位检测胎Ⅱ2实现的工艺步骤包括：

21）将车架吊装入定位检测胎Ⅱ2中；

22）借助车架上定位部件24和车架侧定位部件25，对车架在定位检测胎Ⅱ2中的位置进行调整，同时检查基础焊接胎Ⅰ1的焊接变形量，检查不符合焊接精度要求之处，重新剖开焊缝，经焊接修正后再行重新焊接，直至符合车架焊接精度要求；

23）经后支耳孔定位座22和后支腿下定位板23对预装的后支腿34进行定位，定位完成后进行后支腿34焊接；

24）经前支腿下定位板211和前支腿孔定位支座210对前支腿35进行定位，定位后对前支腿35进行组焊；

25）经前段前定位部件26、前段上定位部件212和前段侧定位部件27对前段进行定位，定位完成后进行前段36的组焊；

26）焊接其他附件于车架上；

27）将焊接完成后的车架从定位检测胎Ⅱ2中吊出，车架焊接完成。

在步骤22）中焊接修正包括焊接变形的修正工艺，该工艺为根据焊接变形量，在变形焊缝处施加一个适当大小的外力F，使焊接处产生一个反向变形，然后在外力F作用下将焊缝抛开并重新焊接，最后去除外力F，待焊缝处冷却，一次焊接变形修正完成。采用该修正工艺可快速、精确的完成变形焊缝的修复。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大型车架焊接用定位胎，其特征在于：包括基础焊接胎Ⅰ和定位检测胎Ⅱ，所述基础焊接胎Ⅰ包括底座Ⅰ和位于底座Ⅰ上的定位支架Ⅰ；所述定位支架Ⅰ上设纵梁定位组件，所述纵梁定位组件包括设置在定位支架Ⅰ端部的纵梁前定位板，还包括倾斜设置的纵梁侧定位板；所述定位支架Ⅰ上还设横梁定位组件，所述横梁定位组件包括横梁轴定位部件和横梁纵向定位部件，所述横梁轴定位部件为与活动连接轴配合的支撑轴座。

2.按照权利要求1所述的焊接用定位胎，其特征在于：所述定位检测胎Ⅱ包括底座Ⅱ和位于底座Ⅱ上的定位支架Ⅱ；所述定位支架Ⅱ上设与车架后支腿配合完成后支耳孔定位的后支耳孔定位座，还包括后支腿下定位板，所述后支耳孔定位座中心与后支腿下定位板中心之间为符合要求的定值X。

3.按照权利要求2所述的焊接用定位胎，其特征在于：所述后支耳孔定位座中心与后支腿下定位板中心之间的值为定值Y。

4.按照权要求2所述的焊接用定位胎，其特征在于：所述定位检测胎Ⅱ还包括与车架前支腿配合的前支腿定位部件，所述前支腿定位部件包括前支腿孔定位轴座，还包括设置在所述轴座上的前支腿下定位板。

5.按照权利要求2所述的焊接用定位胎，其特征在于：所述定位检测胎Ⅱ还包括与车架前段配合的前定位部件，所述前定位部件包括设置在定位支架Ⅱ前部、与车架前段端部配合的前段前定位部件，还包括与车架前段侧部配合的前段侧定位部件。

6.按照权利要求1所述的焊接用定位胎，其特征在于：所述基础焊接胎Ⅰ还包括摆臂支撑定位部件，所述摆臂支撑定位部件为转动臂，所述转动臂的一端铰接在车架的摆臂支撑部件的孔上，另一端铰接在横梁孔中。

7.一种大型车架焊接工艺方法，其特征在于：所述工艺方法先借助基础焊接胎Ⅰ完成车架主体的组焊，经预装后支腿后再借助定位检测胎Ⅱ检查车架主体的焊接变形量，并进行其余部件的焊接。

8.按照权利要求7所述的大型车架焊接工艺方法，其特征在于：所述基础焊接胎Ⅰ进行车架主体的组焊工艺步骤包括：

11）将两纵梁分别置于定位支架Ⅰ上，并使纵梁的不同表面分别紧靠纵梁前定位板、纵梁侧定位板和纵梁上定位板的定位面；

12）横梁经横梁定位组件轴定位和纵向定位后，不同横梁依次焊接在纵梁上；

13）经摆臂支撑定位部件，以横梁上的孔和孔端面为基准定位摆臂支撑部件，定位后移走摆臂支撑定位部件；

14）横撑部件焊接组装在两纵梁之间，形成初步成型的车架。

9.按照权利要求7所述的大型车架焊接工艺方法，其特征在于：所述车架经定位检测胎Ⅱ实现的工艺步骤包括：

21）将车架吊装入定位检测胎Ⅱ中；

22）借助车架上定位部件和车架侧定位部件，对车架在定位检测胎Ⅱ中的位置进行调整，同时检查基础焊接胎Ⅰ焊接后的车架主体变形量，检查不符合焊接精度要求之处，重新剖开焊缝，经焊接修正后再行重新焊接，直至符合车架焊接精度要求；

23）经后支耳孔定位座和后支腿下定位板对预装的后支腿进行定位，定位完成后进行后支腿焊接；

24）经前支腿下定位板和前支腿孔定位支座对前支腿进行定位，定位后对前支腿进行组焊；

25）经前段前定位部件、前段上定位部件和前段侧定位部件对前段进行定位，定位完成后进行前段的组焊；

26）焊接其他附件于车架上；

27）将焊接完成后的车架从定位检测胎Ⅱ中吊出，车架焊接完成。

10.按照权利要求9所述的大型车架焊接工艺方法，其特征在于：所述步骤22）中焊接修正包括焊接变形的修正工艺，该工艺为根据焊接变形量，在变形焊缝处施加一个适当大小的外力F，使焊接处产生一个反向变形，然后在外力F作用下将焊缝抛开并重新焊接，最后去除外力F，待焊缝处冷却，一次焊接变形修正完成。