CN110843828A - 一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构及其组焊工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构，采用铝合金型材拼焊而成，并采用分部件焊接调型再总成焊接的方式组装；包括圆顶、车顶空调、边缘悬垂机构和型材组件，车顶空调设在车顶结构中央，圆顶包括多块圆顶板依次焊接而成，圆顶设在车顶空调两端；型材组件包括依次连接的第三型材、空调平顶和第四型材，型材组件设在车顶空调和圆顶的两侧，边缘悬垂机构分别设在车顶结构两侧，边缘悬垂机构上接型材组件、下接交通工具的侧墙板。本发明还公开了一种组焊工艺，通过特定的组装顺序和焊接工艺来控制车顶焊后尺寸和焊接质量；通过采用双头龙门焊接设备焊接车顶长直焊缝大大提升了焊接效率，减小了焊接变形，为铝合金车顶提供了很好的工艺参照。

Description

一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构及其组焊工艺
技术领域
本发明涉及一种基于单轨车铝合金车型型材拼焊的车顶结构组焊工艺，具体涉及一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构及其组焊工艺，属于轨道交通车体部件制造领域。
背景技术
目前，全球对“能源”、“环境”和“安全”三大问题的关注程度日益加升。在交通运输行业中，轻量化、节能降耗、和降低污染已列为该行业的三大战略课题。
对于行业从业者来说，在开发安全可靠、高速舒适、节能环保的新型绿色交通运输工具的过程中，交通运输工具的轻量化则成为首要任务和目标。由于铝这种型材材质具有重量轻、强度高、低密度、抗腐蚀、可回收、易成型、环保等一系列优点，所以铝合金型材在交通运输上大量应用，其已成为全球公认实现轻量化的重要途径。
如今的交通运输工具的车顶结构总长大于10m，以往的手工焊和单头龙门焊接专机难以再满足多根型材拼接的长直焊缝要求。此外，车顶结构型材较多，采用传统的一次性组焊工艺会导致车顶结构焊后整体变形无法控制。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构，其具有焊接效率高、不易变形等优点，保证了车顶焊后尺寸以及焊接质量。
本发明还公开了一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构组焊工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构，所述车顶结构采用铝合金型材拼焊而成，车顶结构采用分部件焊接调型后再总成焊接的方式组装；车顶结构包括圆顶、车顶空调、边缘悬垂机构和型材组件，车顶空调设在车顶结构的中央，圆顶包括多块圆顶板依次焊接而成，圆顶和边缘悬垂机构之间采用可调节搭接结构进行连接，可调节搭接结构包括成对设置的延伸端、缓冲平台和接触空腔，边缘悬垂机构的上述延伸端、缓冲平台和接触空腔和圆顶的上述延伸端、缓冲平台和接触空腔呈中心对称，相互配合滑动搭接实现车顶结构的弧度可调；圆顶设置在车顶空调的两端；型材组件包括依次连接的第三型材、空调平顶和第四型材，型材组件设置在所述车顶空调和圆顶的两侧，边缘悬垂机构分别设置在车顶结构的两侧。
进一步地，所述延伸端从圆顶或边缘悬垂机构的端部延伸出来，延伸端和缓冲平台分别位于圆顶或边缘悬垂机构的正面或反面，即两者不在同一平面手上；从厚度方向来看，缓冲平台的设置高度要低于圆顶或边缘悬垂机构的厚度，形成一个卡接平台，便于延伸端与该卡接平台进行搭接；圆顶和边缘悬垂机构间可有间隙，即为所述接触空腔，通过调节圆顶和边缘悬垂机构间相互滑动搭接位置，即调节接触空腔的大小从而最终调节车顶结构的弧度。
进一步地，所述圆顶、型材组件和边缘悬垂机构均分别焊接调型后再组装到所述车顶结构上。
进一步地，所述车顶结构中的长直焊缝，即横向焊缝采用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝；所述车顶结构中的纵向焊缝采用气保焊。进一步地，所述边缘悬垂机构中各型材间的拼接组装、所述圆顶中各圆顶板间的拼接组装采用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝；所述型材组件自身的拼装焊接、所述圆顶与车顶空调之间的焊接采用气保焊。
进一步地，所述边缘悬垂结构包括两块型材焊接而成，分别是第一型材和第二型材，第二型材呈弯折曲线状，第二型材的下端连接交通工具侧墙板，第一型材的上端连接所述型材组件。
一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构组焊工艺，所述车顶结构采用分部件焊接调型后再总成焊接的方式完成组焊：先分别完成所述圆顶、边缘悬垂结构、型材组件的焊接定型，再将所述车顶空调以及所述圆顶、边缘悬垂结构、型材组件在工装上组装焊接；焊接时采用先焊接车顶结构中的横向焊缝再焊接纵向焊缝的顺序进行。
进一步地，通过调节所述圆顶和边缘悬垂机构间的相互滑动搭接位置，即调节所述可调节搭接结构中的空腔大小，从而最终实现车顶结构的弧度自由。
进一步地，所述车顶结构中的横向焊缝均采用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝；所述车顶结构中的纵向焊缝采用气保焊。所述边缘悬垂机构中各型材间的拼接组装、所述圆顶中各圆顶板间的拼接组装均采用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝；所述型材组件自身的拼装焊接以及所述圆顶与车顶空调之间的焊接采用气保焊。
本发明针对车顶型材较多、采用一次性组焊工艺会导致焊后整体变形无法控制的缺陷，因此本发明采用分部件焊接调型后再进行总成焊接的方式来减少焊接变形。
本发明的车顶结构总长大于等于10m，其克服以往的手工焊和单头龙门焊接专机已经不能满足多根型材拼接的长直焊缝要求的缺陷，本发明的车顶结构焊缝采用双头龙门长直焊缝专机进行焊接，既可以满足焊接质量也可以提高焊接效率。
本发明的车顶结构为保证部件和总成焊接质量设计专用组焊工装，在组焊工装上完成所有焊缝的焊接工作。
本发明车顶结构还通过在圆顶和边缘悬垂机构间设置可调节搭接结构，圆顶和边缘悬垂机构的相互配合最终实现车顶结构的弧度自由可调。
综上，本发明的车顶结构，通过特定的组装顺序以及特定的焊接工艺来控制车顶焊后尺寸以及焊接质量；通过采用双头龙门焊接设备焊接车顶长直焊缝大大的提升了焊接效率，减小了焊接变形，为以后铝合金车顶提供了很好的工艺参照。
附图说明
图1是三块圆顶板相互组装的侧视图；
图2是每侧两块型材连接示意图：(a)一侧型材；(b)另一侧型材；
图3是第三型材、空调平顶和第四型材在车顶结构中示意图；
图4是圆顶板在车顶结构中示意图；
图5是车顶结构的俯视图；
图6是圆顶和边缘悬垂机构间的放大示意图；
其中，1-第一型材，2-第二型材，3-第三型材，4-第四型材，5-圆顶，5a-第一圆顶板，5b-第二圆顶板，5c-第三圆顶板，6-空调平顶，7-封板，8-可调节搭接结构，8a-延伸端，8b-缓冲平台，8c-接触空腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
本实施例的新型铝合金型材拼焊的车顶结构，其采用铝合金型材，实现一种轻量化的车顶结构。车顶结构包括圆顶5、车顶空调、边缘悬垂机构和型材组件，车顶空调设置在车顶结构的中央，圆顶5包括多块圆顶板依次焊接而成，圆顶5 设置在车顶空调的两端；型材组件包括第三型材3、空调平顶6和第四型材4，第三型材3、空调平顶6和第四型材4依次连接，型材组件设置在上述车顶空调和圆顶5的两侧。边缘悬垂机构分别设置在车顶结构的两侧，边缘悬垂结构包括两块型材焊接而成，分别是第一型材1和第二型材2，第二型材2整体呈弯折曲线状，第二型材2的下端连接交通工具侧墙板，第一型材1的上端连接所述型材组件。
以往车顶型材均采用对接结构，因为型材尺寸固定，焊接后很难再调节车顶的弧度。本实施例的圆顶和边缘悬垂机构间采用可调节搭接结构8，可以在车顶组装时根据车顶弧度自由的调节圆顶和边缘悬垂机构的相互滑动搭接位置，如图 6所示。
可调节搭接结构8包括成对设置的延伸端8a、缓冲平台8b和接触空腔8c，具体的是，边缘悬垂机构的上述延伸端8a、缓冲平台8b和接触空腔8c和圆顶5 的上述延伸端8a、缓冲平台8b和接触空腔8c呈中心对称，相互配合搭接。延伸端8a从圆顶5或边缘悬垂机构的端部延伸出来，延伸端8a和缓冲平台8b分别位于圆顶5或边缘悬垂机构的正面或反面，即两者不在同一平面手上。从厚度方向来看，缓冲平台8b的设置高度要低于圆顶5或边缘悬垂机构的厚度，这样可形成一个卡接平台，便于延伸端8a与该卡接平台进行滑动搭接，即相互左右滑动调节(圆顶5和边缘悬垂机构可有间隙，即为接触空腔8c)，这时接触空腔 8c可调节大小。形成的该接触空腔8c的存在以及其大小的调节是为了实现车顶组装时调节车顶弧度。
本实施例的新型铝合金型材拼焊的车顶结构采用分部件焊接调型后再进行总成焊接的方式进行组装。具体的是，上述圆顶5、型材组件和边缘悬垂机构分别焊接调型再组装到本实施例的车顶结构上。
优选的是，本实施例的车顶结构中的所有长直焊缝(如图3和图4所示的所有横缝)均采用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝，如边缘悬垂机构中的第一型材1和第二型材2的组装、圆顶5自身的拼装焊接均采用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝。
优选的是，本实施例的车顶结构中的如图3和图4所示的所有竖缝均采用气保焊，如型材组件自身的拼装焊接采用气保焊对焊缝进行正反面段焊点固。
本实施例车顶结构组装顺序如下：
(1)圆顶板组装成圆顶5：将车顶中间的三块圆顶板(第一圆顶板5a、第二圆顶板5b和第三圆顶板5c)依次吊至圆顶板自动焊工装上，用木锤调节型材的端部，三块型材端部对齐，错边不超过1mm；工装加紧后用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝。如图1所示。(2)组装边缘悬垂结构：用1台行车配合吊钩及吊带依次吊运每侧2块型材至边缘悬垂结构工装上，每侧2块型材分别为第一型材1和第二型材2，第一型材1和第二型材2相互连接，第一型材1与工装连接，第二型材2垂挂在两侧；工装加紧后用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝。如图2所示。
(3)型材组件的组装，即第三型材3、空调平顶7、第四型材4的组装：从一位端依次吊运第三型材3、空调平顶6、第四型材4至型材组件工装上(吊运时注意勿将第三型材3和第四型材4用混，，第三型材3、空调平顶6、第四型材 4依次连接。用大木锤调节二位端，使得一位端所有型材的端部对齐(如图3的左侧端部型材对齐)，差值不超过0.5mm；用气保焊对焊缝进行正反面段焊点固。
(4)各部件在车顶结构工装完成组焊，如图4所示。如圆顶的安装：用1 台天车配合吊钩吊运一二位端的圆顶5至工装对应位置上，即将步骤(1)组装成的圆顶5分别安装在车顶结构中央区域的两端，段焊点固后按照焊接工艺采用双头龙门焊接设备对焊缝进行焊接。如型材组件以及边缘悬垂结构的安装等。
(5)密封：将两端封板7以及掉挂件焊接到车顶上，按焊接工艺要求焊接所有焊缝。如图5所示。
以上所述仅为本发明的优选例实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构，其特征在于，所述车顶结构采用铝合金型材拼焊而成，车顶结构采用分部件焊接调型后再总成焊接的方式组装；车顶结构包括圆顶、车顶空调、边缘悬垂机构和型材组件，车顶空调设在车顶结构的中央，圆顶包括多块圆顶板依次焊接而成，圆顶和边缘悬垂机构之间采用可调节搭接结构进行连接，可调节搭接结构包括成对设置的延伸端、缓冲平台和接触空腔，边缘悬垂机构的上述延伸端、缓冲平台和接触空腔和圆顶的上述延伸端、缓冲平台和接触空腔呈中心对称，相互配合滑动搭接实现车顶结构的弧度可调；圆顶设置在车顶空调的两端；型材组件包括依次连接的第三型材、空调平顶和第四型材，型材组件设置在所述车顶空调和圆顶的两侧，边缘悬垂机构分别设置在车顶结构的两侧。
2.如权利要求1所述的一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构，其特征在于，所述延伸端从圆顶或边缘悬垂机构的端部延伸出来，延伸端和缓冲平台分别位于圆顶或边缘悬垂机构的正面或反面，即两者不在同一平面手上；从厚度方向来看，缓冲平台的设置高度要低于圆顶或边缘悬垂机构的厚度，形成一个卡接平台，便于延伸端与该卡接平台进行搭接；圆顶和边缘悬垂机构间可有间隙，即为所述接触空腔，通过调节圆顶和边缘悬垂机构间的相互滑动搭接位置，即调节接触空腔的大小从而最终调节车顶结构的弧度。
3.如权利要求1或2所述的一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构，其特征在于，所述圆顶、型材组件和边缘悬垂机构均分别焊接调型后再组装到所述车顶结构上。
4.如权利要求1或2所述的一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构，其特征在于，所述车顶结构中的长直焊缝，即横向焊缝采用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝；所述车顶结构中的纵向焊缝采用气保焊。
5.如权利要求4所述的一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构，其特征在于，所述边缘悬垂机构中各型材间的拼接组装、所述圆顶中各圆顶板间的拼接组装采用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝；所述型材组件自身的拼装焊接、所述圆顶与车顶空调之间的焊接采用气保焊。
6.如权利要求1或2所述的一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构，其特征在于，所述边缘悬垂结构包括两块型材焊接而成，分别是第一型材和第二型材，第二型材呈弯折曲线状，第二型材的下端连接交通工具侧墙板，第一型材的上端连接所述型材组件。
7.一种新型铝合金型材拼焊的车顶结构组焊工艺，其特征在于，所述车顶结构采用分部件焊接调型后再总成焊接的方式完成组焊：先分别完成所述圆顶、边缘悬垂结构、型材组件的焊接定型，再将所述车顶空调以及所述圆顶、边缘悬垂结构、型材组件在工装上组装焊接；焊接时采用先焊接车顶结构中的横向焊缝再焊接纵向焊缝的顺序进行。
8.如权利要求7所述的组焊工艺，其特征在于，通过调节所述圆顶和边缘悬垂机构间的相互滑动搭接位置，即调节所述可调节搭接结构中的空腔大小，从而最终实现车顶结构的弧度自由。
9.如权利要求7或8所述的组焊工艺，其特征在于，所述车顶结构中的横向焊缝均采用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝；所述车顶结构中的纵向焊缝采用气保焊。
10.如权利要求9所述的组焊工艺，其特征在于，所述边缘悬垂机构中各型材间的拼接组装、所述圆顶中各圆顶板间的拼接组装均采用双头龙门焊接设备焊接正反面焊缝；所述型材组件自身的拼装焊接以及所述圆顶与车顶空调之间的焊接采用气保焊。
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