CN110733518A - 不锈钢型材结构及组焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不锈钢型材结构及组焊方法，属于轨道车辆侧墙生产技术领域。由外板，位于中间层的夹芯板、以及内板通过激光搭接焊接方法连接而成。该型材所用材料均为SUS301L不锈钢，外板为平板，板厚为2mm，表面进行拉丝处理；夹芯板截面形状为梯形，且两端带有翻边，板厚为0.6mm；内板为平板，板厚为1mm‑1.5mm。外板与夹芯板采用半熔透激光叠焊方式在夹芯板一侧焊接，采用由中间向两侧对称焊接的焊接顺序，减小结构变形。且夹芯板与内板采用镂空结构以减轻重量，因此，该不锈钢型材结构具有提高生产效率、减轻结构重量等优点。

Description

不锈钢型材结构及组焊方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆侧墙生产技术领域，特别涉及一种不锈钢型材结构及组焊方法。

背景技术

SUS301L不锈钢具有含碳量低、抗蚀性好、强度高等特点，由于其优异的综合性能和产品的系列化，该种不锈钢成为不锈钢轨道车辆的原材料。不锈钢不能通过挤压方式得到中空型材，因此，不锈钢型材通常设计成板梁组焊结构，其工艺复杂，生产效率低，变形大，质量不易得到保证。为改善上述问题，以及为提高不锈钢轨道客车车体生产效率及结构轻量化，提供一种不锈钢型材结构以及组焊方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不锈钢型材结构及组焊方法，解决了现有不锈钢轨道客车车体焊接制造加工过程中存在的的工艺复杂、效率低、周期长等问题，为不锈钢轨道客车车体制造提供一种模块化的高效的制造方法，并进一步提高不锈钢轨道客车的轻量化水平。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

不锈钢型材结构，包括外板、位于中间层的夹芯板、内板，所述外板、夹芯板、内板之间通过激光搭接焊连接而成；

所述外板为平板，材料为SUS301L不锈钢板，板厚为2mm，表面进行拉丝处理；

所述夹芯板的截面形状为梯形，且两端带有翻边，夹芯板的材料为SUS301L不锈钢板，板厚为0.6mm，夹芯板采用镂空结构以减轻重量；

所述内板为平板，材料为SUS301L不锈钢板，板厚为1mm~1.5mm，内板采用镂空结构以减轻重量。

本发明的另一目的在于提供一种不锈钢型材结构的组焊方法，外板与夹芯板采用半熔透激光叠焊方式进行焊接，夹芯板与内板采用熔透激光叠焊方式焊接，均为激光断续焊连接；具体步骤如下：

步骤一、将外板与夹芯板采用半熔透激光叠焊方式在夹芯板一侧焊接，采用由中间向两侧对称焊接的焊接顺序以减小结构变形；

步骤二、将步骤一中的夹芯板与内板采用熔透激光叠焊方式在内板一侧焊接，采用由中间向两侧对称焊接的焊接顺序以减小结构变形。

本发明的有益效果在于：构思新颖，结构简单，操作方便。夹芯板与内板采用镂空结构以减轻重量，因此，该不锈钢型材结构具有提高生产效率、减轻结构重量等优点。实用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实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。

图1为本发明的不锈钢型材结构中夹芯板镂空结构示意图；

图2为本发明的不锈钢型材结构中内板镂空结构示意图；

图3为本发明的不锈钢型材结构组装示意图；

图4为本发明的不锈钢型材结构局部放大示意图；

图5为本发明的不锈钢型材结构模块接口设计示意图；

图6为本发明的不锈钢型材结构模块接口设计局部放大示意图；

图7为本发明的不锈钢型材结构外板与夹芯板激光叠焊示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。

参见图1至图7所示，本发明的不锈钢型材结构，包括外板、位于中间层的夹芯板、内板，所述外板、夹芯板、内板之间通过激光搭接焊连接而成；

所述外板为平板，材料为SUS301L不锈钢板，板厚为2mm，表面进行拉丝处理；

所述夹芯板的截面形状为梯形，且两端带有翻边，夹芯板的材料为SUS301L不锈钢板，板厚为0.6mm，夹芯板采用镂空结构以减轻重量；

所述内板为平板，材料为SUS301L不锈钢板，板厚为1mm~1.5mm，内板采用镂空结构以减轻重量。

本发明的不锈钢型材结构的组焊方法，外板与夹芯板采用半熔透激光叠焊方式进行焊接，夹芯板与内板采用熔透激光叠焊方式焊接，均为激光断续焊连接；将外板与夹芯板采用半熔透激光叠焊方式在夹芯板一侧焊接，采用由中间向两侧对称焊接的焊接顺序以减小结构变形；将上述夹芯板与内板采用熔透激光叠焊方式在内板一侧焊接，采用由中间向两侧对称焊接的焊接顺序以减小结构变形。具体步骤如下：

步骤一、通过仿真软件进行夹芯板的优化计算，确定波峰宽度、高度、翼板宽度、翻边尺寸等指标；

步骤二、确定夹芯板间距，组装焊接由外板、夹芯板、内板组成的不锈钢模块；

步骤三、确定不锈钢模块之间接口设计方案；

步骤四、为提高不锈钢轨道客车的轻量化水平，对夹芯板，内板进行轻量化设计，采用镂空结构以减轻重量。

所述步骤一中，确定夹芯板的具体形状以及尺寸，方法是以现有不锈钢型材中的夹芯板作为基准，通过三维软件Pro/E绘制夹芯板，仿真软件HyperMesh计算夹芯板力学性能，确定波纹板最优形状。

所述步骤二中，通过仿真软件ABAQUS, HyperMesh确定夹芯板间距，从而确定不锈钢模块结构尺寸。通过仿真软件Simufact.Welding模拟焊接过程，外板与夹芯板采用半熔透激光叠焊方式进行焊接，夹芯板与内板采用熔透激光叠焊方式焊接。

所述步骤三中，确定不锈钢模块之间接口设计以及连接方法。根据实际结构特点，对不锈钢型材模块横向连接接口进行设计，确定连接方式，包括搭边尺寸、连接型材结构及布置方式、连接内板的布置方式及焊接次序。

所述步骤四中，为提高不锈钢轨道客车的轻量化水平，在保证不锈钢组装型材结构整体力学性能达到要求的前提下，对不锈钢组装型材结构轻量化设计，夹芯板、内板采用镂空结构。

实施例：

如图1所示，本发明不锈钢型材结构中的夹芯板镂空结构，其结构简单，夹芯板两端带有翻边，翻边具有提高夹芯板弯曲刚度，扭转刚度的作用。如图2所示，本发明不的内板镂空结构，夹芯板以固定距离排列，在与外板、内板搭接处通过激光焊接方法连接。如图 3 所示，为本发明不锈钢型材结构模块图。如图5所示，为本发明不锈钢型材结构模块接口设计，外板的一端设置连接马腿与另一边外板连接，通过激光焊接连接；中间内板连接两端内板，同样设置马腿结构，通过激光焊接连接。

本发明的不锈钢型材组装结构由外板，位于中间层的夹芯板、以及内板通过激光搭接焊接方法连接而成。该型材所用材料均为SUS301L不锈钢，外板为平板，板厚为2mm ，表面进行拉丝处理；夹芯板截面形状为梯形，且两端带有翻边，板厚为0.6mm；内板平板，板厚为1mm-1.5mm。

在保证不锈钢型材结构力学性能的前提下，夹芯板与内板采用镂空结构以减轻重量，夹芯板采用椭圆形镂空结构，内板采用圆形镂空结构以减轻重量。

本发明不锈钢型材结构的组焊方法采用激光焊接连接方式，为断续焊。外板与夹芯板采用半熔透激光叠焊方式进行焊接，夹芯板与内板采用熔透激光叠焊方式焊接。

不锈钢型材结构组装模块焊接步骤如下：

步骤一：将外板与夹芯板采用半熔透激光叠焊方式在夹芯板一侧焊接；

步骤二：将步骤一中的夹芯板与内板采用熔透激光叠焊方式在内板一侧焊接。

不锈钢型材结构组装模块之间焊接步骤如下：

步骤一：将带有马腿的不锈钢模块的外板与不带马腿的不锈钢模块的外板采用半熔透激光叠焊方式在夹芯板一侧焊接；

步骤二：在步骤一基础上，将夹芯板放置在两个不锈钢模块之间，确定好位置 ，采用半熔透激光叠焊方式在夹芯板一侧焊接；

步骤三：在步骤二基础上，将带有马腿的内板-连接板放置在夹芯板之上，在内板一侧采用熔透激光叠焊方式焊接，将两个模块连接。

以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种不锈钢型材结构，其特征在于：包括外板、位于中间层的夹芯板、内板，所述外板、夹芯板、内板之间通过激光搭接焊连接而成；

所述外板为平板，材料为SUS301L不锈钢板，板厚为2mm，表面进行拉丝处理；

所述夹芯板的截面形状为梯形，且两端带有翻边，夹芯板的材料为SUS301L不锈钢板，板厚为0.6mm，夹芯板采用镂空结构以减轻重量；

所述内板为平板，材料为SUS301L不锈钢板，板厚为1mm~1.5mm，内板采用镂空结构以减轻重量。

2.根据权利要求1所述的不锈钢型材结构的组焊方法，其特征在于：外板与夹芯板采用半熔透激光叠焊方式进行焊接，夹芯板与内板采用熔透激光叠焊方式焊接，均为激光断续焊连接；具体步骤如下：

步骤一、将外板与夹芯板采用半熔透激光叠焊方式在夹芯板一侧焊接，采用由中间向两侧对称焊接的焊接顺序以减小结构变形；

步骤二、将步骤一中的夹芯板与内板采用熔透激光叠焊方式在内板一侧焊接，采用由中间向两侧对称焊接的焊接顺序以减小结构变形。

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