CN110860815A - 一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构及其组焊工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构，采用多块铝合金型材拼焊而成，包括第一立柱、第二立柱、窗框上部、上嵌板、下嵌板、垫板、折弯垫板、安装板和焊接垫板，通过合理的部件规划组成，不会产生材料浪费现象，成本低；本发明的侧墙结构产品不易发生变形，且侧墙顶部增加垫板和折弯垫板的设计，可有效提高铆接强度。本发明还公开了侧墙结构的组焊工艺，通过专用的焊接工装、特定的焊接工艺和焊接顺序，可以很好的控制焊后侧墙的尺寸，也可以很好的保证了侧墙结构的焊接质量，侧墙结构的平面度得到保证且不易变形。

Description

一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构及其组焊工艺

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侧墙结构及其组焊工艺，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。

以往单轨车的侧墙结构是先由4块相同型材拼焊，再在型材中间整体机加工掏出窗框，这样的操作会使得型材材料造成浪费，而且工艺复杂，效率低，易变形，成本较高。

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侧墙结构。本发明的另一目的在于提供及一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构的组焊工艺，其具有焊接效率高、不易变形等优点，保证了侧墙结构焊接质量。

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侧墙结构，所述侧墙结构采用多块铝合金型材拼焊而成，包括第一立柱、第二立柱、窗框上部、上嵌板、下嵌板、垫板、折弯垫板、安装板和焊接垫板，第一立柱和第二立柱竖直设在所述侧墙结构两侧，二者之间依次水平设有窗框上部、上嵌板和下嵌板，窗框上部和上嵌板之间设有窗口用于后期安装窗框，上嵌板和下嵌板相互连接焊接，上嵌板内设有方孔用于安装所述安装板；第一立柱和第二立柱的顶部设有垫板和折弯垫板；窗框上部、上嵌板和下嵌板的两端内部分别焊接有焊接垫板，用于后期与两立柱的焊接定位装配。

进一步地，所述第一立柱和第二立柱的顶部向上分别设有多个立柱加强筋，垫板、折弯垫板分别居中放置在相邻的两立柱加强筋之间。所述折弯垫板设在第一立柱和第二立柱的顶部的内侧，即接近所述窗框上部的两端的位置，折弯垫板自身呈90°弯折设计，其一端竖直设置在焊接在第一立柱或第二立柱的顶部；折弯垫板旁边依次设有多个所述垫板，垫板竖直焊接在第一立柱或第二立柱的顶部。

进一步地，所述焊接垫板的设置形式分别根据所述窗框上部、上嵌板和下嵌板自身内部的结构而定。

进一步地，所述侧墙结构的轮廓度≤1mm。

一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构的组焊工艺，包括：

(1)窗框上部、上嵌板和下嵌板的两端型材内部分别设置焊接垫板；

(2)第一立柱、第二立柱与垫板、折弯垫板的组焊：分别在第一立柱、第二立柱顶部的两相邻的立柱加强筋之间设置垫板、折弯垫板；

(3)将上述准备工作完成后的第一立柱、第二立柱、窗框上部、上嵌板和下嵌板依次固定在侧墙工装上并段焊点固；

(4)焊接：焊接顺序为先焊接窗框上部与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝，再分别焊接上嵌板、下嵌板与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝；

(5)安装侧墙结构的窗口四角的角撑；并打磨侧墙结构的所有焊缝圆滑过渡。

进一步地，所述步骤(4)：首先利用侧墙工装旋转180°，焊接侧墙结构的背面焊缝：满焊侧墙结构背面的窗框上部与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝，再段焊侧墙结构背面的上嵌板、下嵌板与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝；其次，将侧墙工装旋转180°，满焊侧墙结构正面的焊缝：焊接顺序为先满焊焊接窗框上部与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝，再满焊焊接上嵌板、下嵌板与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝；最后，满焊侧墙结构背面的上嵌板、下嵌板与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝。

进一步地，在上嵌板进行焊接之前，将上嵌板上的方孔内焊接安装板。

本发明的侧墙结构通过合理的部件规划组成，不会产生材料浪费现象，成本低，经济性更强。此外本发明的侧墙结构产品不易发生变形。而且侧墙顶部增加垫板和折弯垫板的设计，可有效提高铆接强度。

侧墙是中空框架结构，焊接后变形难以保证，本发明通过合适的焊接参数以及合理的组装以及焊接顺序可以很好的控制焊接变形。

本发明产品结构较大，焊缝焊接翻转困难，在进行组焊时通过侧墙翻转组焊工装可以很好的控制焊接变形，保证焊缝质量：通过工装将产品所有焊缝都可以在平焊位置焊接，很好的保证了焊缝质量，为以后铝合金侧墙提供了很好的工艺参照。

即本发明通过专用的焊接工装(侧墙翻转组焊工装)、特定的焊接工艺和焊接顺序，可以很好的控制焊后侧墙的尺寸，也可以很好的保证了侧墙结构的焊接质量，保证侧墙结构的平面度，而且不易变形或者变形情况完全在可控范围内。

附图说明

图1是侧墙结构主视图；

图2是窗框上部的端部放大图；

图3是上嵌板端部放大图；

图4是下嵌板端部放大图；

图5是立柱端部放大图；

图6是安装板放大图；

其中，1、第一立柱；2、第二立柱；3、窗框上部；4、上嵌板；5、下嵌板；6、垫板；7、折弯垫板；8、安装板；9、角撑；10、第一焊接垫板；11、第二焊接垫板；12、第三焊接垫板。

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。

如图1所示的新型铝合金型材拼焊的侧墙结构采用多块铝合金型材拼焊而成，包括第一立柱1、第二立柱2、窗框上部3、上嵌板4、下嵌板5、垫板6、折弯垫板7和安装板8，第一立柱1和第二立柱2竖直设置在侧墙结构的两侧，二者之间依次水平设置有窗框上部3、上嵌板4和下嵌板5，窗框上部3和上嵌板4之间设有窗口用于后期安装窗框，上嵌板4和下嵌板5相互连接焊接，上嵌板4内设有方孔用于安装上述安装板8，安装板8可后续安装车辆急停手动开门装置。

第一立柱1和第二立柱2的顶部均设有垫板6、折弯垫板7，用于后期与单轨车的车顶结构安装。第一立柱1和第二立柱2的顶部向上设有多个立柱加强筋，垫板6、折弯垫板7分别居中放置在相邻的两立柱加强筋之间。折弯垫板7设置在第一立柱1和第二立柱2的顶部的内侧，即接近窗框上部3的两端的位置。第一立柱1和第二立柱2的顶部且位于折弯垫板7旁边依次设有多个垫板6。折弯垫板7自身呈90°弯折设计，其一端竖直设置在焊接在第一立柱1或第二立柱2的顶部；垫板7竖直焊接在第一立柱1或第二立柱2的顶部。

如图2至图4所示，窗框上部3、上嵌板4和下嵌板5的两端内部分别焊接设有第一焊接垫板10、第二焊接垫板11和第三焊接垫板12(如分别全包围的、设置在上部、设置在下部，这都是根据型材自身是否自带垫板材料而决定的)，用于后期与两立柱的焊接定位装配。

此外，在窗口的四角分别设有角撑9。

新型铝合金型材拼焊的侧墙结构的组焊工艺包括如下流程：

(1)焊接垫板的定位装配：窗框上部3、上嵌板4和下嵌板5组装前，分别对型材内部焊接垫板(第一焊接垫板10、第二焊接垫板11和第三焊接垫板12)进行焊接固定，具体见图2、图3和图4。

(2)第一立柱1和第二立柱2与垫板6、折弯垫板7的组焊：折弯垫板7与第二立柱2的顶端对齐，垫板6内的长腰孔按图纸要求放置(如图5所示)。垫板6、折弯垫板7均居中放置在两相邻的立柱加强筋之间，按图纸要求焊接。

(3)安装板8的组焊：将上嵌板4的方孔内壁与安装板8内壁对齐，并用F钳将两者夹紧固定，按图纸要求对两者进行段焊，如图6所示。

(4)将上述准备工作做好的第一立柱1、第二立柱2、窗框上部3、上嵌板4和下嵌板5依次固定在侧墙工装上并段焊点固，使用风动角磨机配合千叶片将段焊焊缝表面进行抛光精磨，使其与母材金属表面平齐。精磨后，余高应不超过母材金属表面0.3mm；角磨机行进方向要与焊缝方向一致。测量焊后侧墙结构的高度尺寸为2283(-1，+1)mm，长度2525(-1，+1)mm，侧墙结构的轮廓度≤1mm；如图1所示。

(5)将上述部件进行焊接：焊接顺序为先焊接窗框上部3与两端第一立柱1、第二立柱2的焊缝，再焊接上嵌板4、下嵌板5与两端第一立柱1、第二立柱2的焊缝。具体如下：

首先，将侧墙焊接工装旋转180度，开始焊接图1所示侧墙结构的背面焊缝，先满焊焊接窗框上部3与两端第一立柱1、第二立柱2的焊缝，再段焊焊接上嵌板4、下嵌板5与两端第一立柱1、第二立柱2的焊缝，打磨段焊缝。再次将工装旋转180度到图1位置，满焊正面的焊缝，焊接顺序为先满焊焊接窗框上部3与两端第一立柱1、第二立柱2的焊缝，再满焊焊接上嵌板4、下嵌板5与两端第一立柱1、第二立柱2的焊缝。最后再满焊图1所示的侧墙结构背面的上嵌板4、下嵌板5与两端第一立柱1、第二立柱2的焊缝。

段焊缝清理要求：清理段焊缝表面黑灰，对定位段焊缝端部(起弧和收弧)位置，使用直磨机配合旋转锉(砂纸磨头)将其修磨成倒角或凹面，要求打磨面无凸面、尖角和棱角，与母材金属圆滑过渡。

(6)组装焊接窗口的四个角撑9，按图纸尺寸将角撑9组装到侧墙上；先满焊图1的正面焊缝，再满焊背面焊缝。

(7)最后打磨所有焊缝圆滑过渡，并对产品进行质量检查。

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 (8)

1.一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构，其特征在于，所述侧墙结构采用多块铝合金型材拼焊而成，包括第一立柱、第二立柱、窗框上部、上嵌板、下嵌板、垫板、折弯垫板、安装板和焊接垫板，第一立柱和第二立柱竖直设在所述侧墙结构两侧，二者之间依次水平设有窗框上部、上嵌板和下嵌板，窗框上部和上嵌板之间设有窗口用于后期安装窗框，上嵌板和下嵌板相互连接焊接，上嵌板内设有方孔用于安装所述安装板；第一立柱和第二立柱的顶部设有垫板和折弯垫板；窗框上部、上嵌板和下嵌板的两端内部分别焊接有焊接垫板，用于后期与两立柱的焊接定位装配。

2.如权利要求1所述的一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构，其特征在于，所述第一立柱和第二立柱的顶部向上分别设有多个立柱加强筋，垫板、折弯垫板分别居中放置在相邻的两立柱加强筋之间。

3.如权利要求1或2所述的一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构，其特征在于，所述折弯垫板设在第一立柱和第二立柱的顶部的内侧，即接近所述窗框上部的两端的位置，折弯垫板自身呈90°弯折设计，其一端竖直设置在焊接在第一立柱或第二立柱的顶部；折弯垫板旁边依次设有多个所述垫板，垫板竖直焊接在第一立柱或第二立柱的顶部。

4.如权利要求1或2所述的一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构，其特征在于，所述焊接垫板的设置形式分别根据所述窗框上部、上嵌板和下嵌板自身内部的结构而定。

5.如权利要求1或2所述的一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构，其特征在于，所述侧墙结构的轮廓度≤1mm。

6.一种新型铝合金型材拼焊的侧墙结构的组焊工艺，其特征在于，包括：

(1)窗框上部、上嵌板和下嵌板的两端型材内部分别设置焊接垫板；

(2)第一立柱、第二立柱与垫板、折弯垫板的组焊：分别在第一立柱、第二立柱顶部的两相邻的立柱加强筋之间设置垫板、折弯垫板；

(3)将上述准备工作完成后的第一立柱、第二立柱、窗框上部、上嵌板和下嵌板依次固定在侧墙工装上并段焊点固；

(4)焊接：焊接顺序为先焊接窗框上部与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝，再分别焊接上嵌板、下嵌板与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝；

(5)安装侧墙结构的窗口四角的角撑；并打磨侧墙结构的所有焊缝圆滑过渡。

7.如权利要求6所述的组焊工艺，其特征在于，所述步骤(4)：

首先利用侧墙工装旋转180°，焊接侧墙结构的背面焊缝：满焊侧墙结构背面的窗框上部与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝，再段焊侧墙结构背面的上嵌板、下嵌板与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝；

其次，将侧墙工装旋转180°，满焊侧墙结构正面的焊缝：焊接顺序为先满焊焊接窗框上部与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝，再满焊焊接上嵌板、下嵌板与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝；

最后，满焊侧墙结构背面的上嵌板、下嵌板与两端第一立柱、第二立柱间的焊缝。

8.如权利要求6或7所述的组焊工艺，其特征在于，在上嵌板进行焊接之前，将上嵌板上的方孔内焊接安装板。

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