CN111151905B - 侧梁总成的焊接方法及焊接控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及侧梁总成的焊接方法及焊接控制系统。侧梁总成的焊接方法包括：对侧梁总成进行结构仿真分析，以将侧梁总成按模块拆分为若干个焊接组成，并且分别获取各个焊接组成的焊接组装顺序；按照焊接组装顺序，完成各个焊接组成的焊接和组装。该方法解决了侧梁焊接的变形问题，实现了轨道车辆侧梁焊接的免调修，节省了侧梁的生产成本，特别是时间成本，减少侧梁制造过程中的时间浪费，从而提高生产效率，大大缩短了生产制造周期；并且由于该方法能够实现侧梁总成在焊接后完全避免机械和火焰的调修过程，因此更能证明通过该方法制造的侧梁总成具有更高的产品质量。

Description

侧梁总成的焊接方法及焊接控制系统

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及侧梁总成的焊接方法及焊接控制系统。

背景技术

由于焊接过程中存在有不均匀的加热和冷却过程，导致焊接件不可避免的出现焊接变形，焊接变形通常需要通过机械和火焰，或者是两者相结合的方式进行矫形，以使矫形后的焊接件获得合格尺寸。

焊接件的矫形所需时间非常多，几乎造成了焊接产品生产过程中最大的时间浪费。焊接件的矫形不仅增加了产品的制造周期，比如现有的焊接过程中，每组侧梁的调修时间约2小时(两人)，在12辆/天的产能规划下，每天浪费在调修上的时间高达96小时；并且现有的调修过程常采用机械调修和火焰调修，机械调修和火焰调修都会使焊接产品母材塌陷，焊缝产生裂纹及组织硬化的风险，影响产品的运行安全。

因此，如何减少制造过程的浪费，降低时间成本、提高产品质量已成为焊接件生产过程中亟待解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种侧梁总成的焊接方法及焊接控制系统，用以解决如何减少侧梁制造过程中的时间浪费，降低时间成本、提高产品质量的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种侧梁总成的焊接方法，包括：

对侧梁总成进行结构仿真分析，以将所述侧梁总成按模块拆分为若干个焊接组成，并且分别获取各个所述焊接组成的焊接组装顺序；

按照所述焊接组装顺序，完成各个所述焊接组成的焊接和组装。

在部分实施例中，所述按照所述焊接组装顺序，完成各个所述焊接组成的焊接和组装的步骤，具体包括：

分别在两个腹板上各自焊接两个环焊缝，以构成腹板组成；

分别完成两组弹簧筒组成的焊接；

将第一盖板、若干个筋板、所述腹板组成和两组所述弹簧筒组成彼此焊接，以构成内筋组成；

将第二盖板、所述内筋组成以及两个定位臂彼此焊接，以构成所述侧梁总成。

在部分实施例中，所述分别在两个腹板上各自焊接两个环焊缝，以构成腹板组成的步骤，具体包括：

在所述腹板组成的待焊腹板上分别确定两个所述环焊缝的焊接起始点；

针对任一所述环焊缝，自所述环焊缝的焊接起始点分别沿所述环焊缝的顺时针和逆时针进行分段对称焊接。

在部分实施例中，所述在所述腹板组成的待焊腹板上分别确定两个所述环焊缝的焊接起始点的步骤，具体包括：

将两个所述焊接起始点设为基于所述腹板组成的轴线相对称，将两个所述焊接起始点分别设在两个所述环焊缝上靠近所述腹板组成的轴线的一侧，并且将两个所述焊接起始点分别设为位于两个所述环焊缝的中心连线以下。

在部分实施例中，所述分别完成两组弹簧筒组成的焊接的步骤，具体包括：

将两个立板相对焊接，以使两个所述立板的一端通过对接焊缝连接，并且在两个所述立板的另一端之间留有开口；

在靠近所述开口的两个所述立板之间焊接筋板；

在两个所述立板的顶部焊接第三盖板；

将所述筋板与所述第三盖板之间焊接。

在部分实施例中，所述将第一盖板、若干个筋板、所述腹板组成和两组所述弹簧筒组成彼此焊接，以构成内筋组成的步骤，具体包括：

将所述腹板组成的两个腹板分别设在所述第一盖板的前后两侧，将两个所述弹簧筒组成分别设在所述第一盖板的左右两端，以利用所述第一盖板、腹板组成和两个弹簧筒组成合围成箱型结构；

在所述箱型结构的内部沿所述第一盖板的长度方向上间隔的排列设置若干个所述筋板，各个所述筋板分别与所述第一盖板和所述腹板相垂直；

自所述箱型结构的内部分别将各个所述筋板与第一盖板焊接；

自所述箱型结构的内部分别将两个所述腹板与第一盖板焊接；

自所述箱型结构的内部分别将各个所述筋板与两个腹板焊接，以构成所述内筋组成。

在部分实施例中，所述将第二盖板、所述内筋组成以及两个定位臂彼此焊接，以构成所述侧梁总成的步骤，具体包括：

将所述第二盖板设在所述箱型结构的顶部；

自所述箱型结构的外部分别将两个所述腹板与第二盖板焊接；

自所述箱型结构的外部分别将两个所述腹板与第一盖板焊接；

自所述箱型结构的外部分别将两个所述定位臂焊接在所述第一盖板底部的左右两端，以构成所述侧梁总成。

在部分实施例中，所述自所述箱型结构的内部分别将两个所述腹板与第一盖板焊接的步骤、以及所述自所述箱型结构的外部分别将两个所述腹板与第一盖板焊接的步骤，具体包括：

按照自所述腹板的轴线位置向所述第一盖板左右两端的顺序对称焊接。

在部分实施例中，所述自所述箱型结构的外部分别将两个所述定位臂焊接在所述第一盖板底部的左右两端，以构成所述侧梁总成的步骤，具体包括：

按照先内后外以及先打底焊后封面焊的顺序将所述定位臂焊接在所述第一盖板的底部。

在部分实施例中，所述对侧梁总成进行结构仿真分析，以将所述侧梁总成按模块拆分为若干个焊接组成，并且分别获取各个所述焊接组成的焊接组装顺序的步骤，具体包括：

对侧梁总成进行结构仿真分析，以针对所述侧梁总成的各个焊接组成制定统一的反变形公差。

在部分实施例中，所述按照所述焊接组装顺序，完成各个所述焊接组成的焊接和组装的步骤以前，还包括：

根据所述反变形公差，对各个所述焊接组成的间隙和坡口的不均匀处进行研磨。

在部分实施例中，所述按照所述焊接组装顺序，完成各个所述焊接组成的焊接和组装的步骤，具体包括：

根据所述侧梁总成的结构仿真分析，对各个所述焊接组成中的焊缝制定焊接参数和焊缝结构参数。

本发明还提供了一种基于如上所述的侧梁总成的焊接方法的焊接控制系统，包括：

结构分析单元，用于对侧梁总成进行结构仿真分析，以将所述侧梁总成按模块拆分为若干个焊接组成，并且分别获取各个所述焊接组成的焊接组装顺序；

焊接控制单元，与所述结构分析单元电连接，用于按照所述焊接组装顺序，控制焊接设备完成各个所述焊接组成的焊接和组装。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明所述的侧梁总成的焊接方法包括：对侧梁总成进行结构仿真分析，以将侧梁总成按模块拆分为若干个焊接组成，并且分别获取各个焊接组成的焊接组装顺序；按照焊接组装顺序，完成各个焊接组成的焊接和组装。该方法统筹考虑侧梁总成的各个工序特点，结合仿真分析优化焊接工艺，解决了侧梁焊接的变形问题，实现了轨道车辆侧梁焊接的免调修，节省了侧梁的生产成本，特别是时间成本，减少侧梁制造过程中的时间浪费，从而提高生产效率，大大缩短了生产制造周期；并且由于该方法能够实现侧梁总成在焊接后完全避免机械和火焰的调修过程，因此更加能证明通过该方法制造的侧梁总成具有更高的产品质量。

通过本发明所述的侧梁总成的焊接方法及焊接控制系统制造的侧梁总成中，梁体z向公差为(0，-2)，旁弯小于1毫米，由此可见，产品质量完全符合侧梁总成的产品使用要求，故而该焊接方法及焊接控制系统能够实现侧梁总成在焊接后完全避免机械和火焰的调修过程的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的侧梁总成的焊接方法的流程框架图；

图2为本发明实施例的转向架构架的俯视图；

图3为本发明实施例的侧梁总成的结构示意图；

图4为本发明实施例的腹板组成的正视图；

图5为本发明实施例的弹簧筒组成的俯视图；

图6为本发明实施例的弹簧筒组成的正视剖视图；

图7为本发明实施例的内筋组成的正视剖视图；

图8为本发明实施例的筋板的焊接示意图；

图9为本发明实施例的侧梁总成的正视剖视图；

图10为本发明实施例的侧梁总成的焊接示意图；

图11为本发明实施例的定位臂的焊接示意图；

图12至图18分别为本发明实施例的参数控制步骤中表2所述的焊道示例图；

附图标记：

100：侧梁总成；1：第一盖板；2：第二盖板；3：第三盖板；4：立板；5：腹板；6：定位臂；7：筋板；8：环焊缝；9：腹板的轴线；10：对接焊缝；11：开口；H1：第一道焊道；H2：第二道焊道；H3：第三道焊道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”和“若干个”的含义都是指两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前侧”、“后侧”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实施例提供了一种侧梁总成的焊接方法，以及一种基于该焊接方法的焊接控制系统。

如图2所示，本实施例所述的侧梁总成100固定在转向架构架上，两组侧梁总成100之间通过横梁总成连接，侧梁总成100与横梁总成之间存在有管板对接结构的焊接接头。如图3和图9所示，侧梁总成100包括由第一盖板1、第二盖板2、两个腹板5及两个弹簧筒组成合围而成的箱型结构，在箱型结构内部间隔排列的若干个筋板7，以及连接在第一盖板1底部两端的定位臂6。其中，第一盖板1和第二盖板2相对设置并分别连接在两个腹板5的上下两侧，也就是说，两个腹板5分别位于第一盖板1和第二盖板2的前后两侧，而两个弹簧筒组成分别连接在第一盖板1的左右两端。

如图1所示，本实施例的侧梁总成的焊接方法至少包括结构分析步骤和焊接控制步骤。结构分析步骤为：对侧梁总成100进行结构仿真分析，以将侧梁总成100按模块拆分为若干个焊接组成，并且分别获取各个焊接组成的焊接组装顺序。焊接控制步骤为：按照焊接组装顺序，完成各个焊接组成的焊接和组装。

该方法统筹考虑侧梁总成100生产过程中的各个工序特点，结合仿真分析优化焊接工艺，解决了侧梁总成100焊接的变形问题，实现了轨道车辆侧梁总成100焊接的免调修，节省了侧梁总成100的生产成本，特别是时间成本，减少侧梁制造过程中的时间浪费，从而提高生产效率，大大缩短了生产制造周期；并且由于该方法能够实现侧梁总成100在焊接后完全避免机械和火焰的调修过程，因此更加能证明通过该方法制造的侧梁总成100具有更高的产品质量。

根据该方法所述的结构仿真分析可知，上述侧梁总成100的各个零部件主要是由6毫米、8毫米、9毫米、12毫米、16毫米以及50mm厚度的板材构成，其主要由焊角尺寸要求为z4.8、z6.4、z9.6以及z12的角焊缝和对接焊缝构成。针对上述侧梁总成100的尺寸条件，该侧梁总成100的结构及焊接变形存在以下情况：

(1)侧梁总成100的组成零部件繁多，焊缝复杂，变形情况多样；

(2)箱型结构为非对称结构，其刚度集中在箱型结构的下方，且焊缝主要集中在第一盖板1上，则箱型结构容易围绕第一盖板1发生弯曲变形；

(3)定位臂6与第一盖板1之间的焊接采用多层多道堆焊，其焊接量大，故而容易发生较大的局部变形，并易产生扭曲变形；

(4)转向架构架的加工余量小(各个总成的加工量仅有3毫米至5mm)，故而生产过程中的尺寸精度要求很高。

鉴于上述情况，为了将侧梁总成100在焊接时的变形控制在免调修范围内，本实施例所述的焊接方法根据侧梁总成100的结构特点进行结构仿真分析，针对侧梁总成100的常见变形数据，通过均化、对称热输入等分析策略，考虑尺寸链精确控制和模块尺寸精度，从而利用模块化分解原理将侧梁总成100的焊接流程拆分为若干个焊接组成。

具体的，侧梁总成100的各个焊接组成至少包括腹板组成、内筋组成以及两组弹簧筒组成。则该焊接方法的焊接控制步骤具体包括：

步骤1、分别在两个腹板5上各自焊接两个环焊缝8，以构成腹板组成，如图4所示；

步骤2、分别完成两组弹簧筒组成的焊接，如图5和图6所示；

步骤3、将第一盖板1、若干个筋板7、腹板组成和两组弹簧筒组成彼此焊接，以构成内筋组成，如图7和图8所示；

步骤4、将第二盖板2、内筋组成以及两个定位臂6彼此焊接，以构成侧梁总成100，如图9、图10和图11所示。

可理解的是，本实施例的方法结合快速焊接仿真平台，对侧梁总成100的焊接制定出最优的焊接组装顺序，该焊接组装顺序的通用原则为对称焊接，即是说，以腹板的轴线9为中心，由中心向左右两端同步对称焊接。为了将焊接时的热输入控制在合理范围内，焊接时需要严格控制焊缝厚度，并结合焊接效率将焊缝按由内至外分为打底焊、填充焊和盖面焊，则除非特别要求，对于本实施例所述的焊接组装顺序中的焊缝分类不再进行赘述。

如图4所示，步骤1为腹板组成的焊接步骤，步骤1具体包括：

步骤1-1、在腹板组成的待焊腹板5上分别确定两个环焊缝8的焊接起始点O1点和O2点；

步骤1-2、针对任一环焊缝8，自环焊缝8的焊接起始点分别沿环焊缝8的顺时针和逆时针进行分段对称焊接。

如图4所示，腹板组成的焊接焊缝至少包括塞焊和角焊缝，并且焊缝集中在单侧(前侧或后侧)，故而采用现有的焊接方法进行焊接后得到的侧梁总成100的腹板5容易产生弯曲变形。为了减少该弯曲变形，本实施例所述的步骤1-2采用分段对称方式进行焊接，即如图4的线性箭头所示顺序进行焊接。

而上述步骤1-1具体包括：将两个焊接起始点O1点和O2设为基于腹板组成中的腹板的轴线9相对称，将两个焊接起始点O1点和O2分别设在两个环焊缝8上靠近腹板组成的轴线的一侧，并且将两个焊接起始点O1点和O2分别设为位于两个环焊缝8的中心连线以下。由此可以保证在对称焊接时，腹板5上沿腹板的轴线9左右两侧的焊接变形对称相反，从而相互抵消弯曲变形，以减小腹板5的弯曲变形。

在一个优选实施例中，在同一腹板5的两个环焊缝8上分别选取图4所示的O1点和O2点作为两个环焊缝8的焊接起始点，对应的，P1点和P2点分别为两个环焊缝8的焊接终止点。在焊接时如步骤1-2所述，以图4中腹板的轴线9左侧的环焊缝8为例，自O1点开始分别沿环焊缝8的顺时针和逆时针进行对称的分段焊接，从而在该环焊缝8上分别形成两条焊缝，两条焊缝在P1点交汇，则对称焊接于P1点终止。图4中腹板的轴线9右侧的环焊缝8的焊接顺序与腹板的轴线9左侧的环焊缝8的焊接顺序对称相反，故而不再赘述。

在一个优选实施例中，为了减少腹板5的焊接变形，在步骤1-1之前，还包括：先将两块腹板5背靠背夹紧焊接，并且基于焊接变形的仿真分析，将夹紧位置确定在距离焊缝热影响区20毫米至30毫米处。

如图5和图6所示，步骤2为弹簧筒组成的焊接步骤，步骤2具体包括：

步骤2-1、将两个立板4相对焊接，以使两个立板4的一端通过对接焊缝10连接，并且在两个立板4的另一端之间留有开口11；

步骤2-2、在靠近开口11的两个立板4之间焊接筋板7；

步骤2-3、在两个立板4的顶部焊接第三盖板3；

步骤2-4、将筋板7与第三盖板3之间焊接。

在一个优选实施例中，如图6中的线性箭头方向所示的焊接顺序，先对两个立板4之间的对接焊缝10进行焊接，即从图6所示的点B向点A实施焊接方向N1，然后在开口11内侧焊接筋板7，即从图6所示的点D向点C实施焊接方向N2，且由于筋板7两侧分别与立板4焊接，因此在筋板7的前后两侧分别通过焊接N2与两个立板4焊接。在完成焊接方向N1和焊接方向N2以后，再进行步骤2-3将图6所示的AC段与第三盖板3之间焊接，该步骤的焊接方向可根据操作方便进行选择。

应当说明的是，本实施例所述的弹簧筒组成的焊接步骤2的焊缝主要包括对接焊缝及角接焊缝。为了避免弹簧筒组成发生扭曲变形，在焊接时采用相同的焊接方向；并且由于弹簧筒组成设有开口，为了避免开口处变形，优选在开口处通过工艺梁固定，基于焊接变形仿真分析，将工艺梁的固定位置定在距离焊缝热影响区20毫米至30毫米处即可。

如图7所示，本实施例的内筋组成包括腹板组成、第一盖板1、第二盖板2以及两组弹簧筒组成。上述步骤3为内筋组成的焊接步骤，步骤3具体包括：

步骤3-1、将腹板组成的两个腹板5分别设在第一盖板1的前后两侧，将两个弹簧筒组成分别设在第一盖板1的左右两端，以利用第一盖板1、腹板组成和两个弹簧筒组成合围成箱型结构；

步骤3-2、在箱型结构的内部沿第一盖板1的长度方向上间隔的排列设置若干个筋板7，各个筋板7分别与第一盖板1和腹板5相垂直；

步骤3-3、自箱型结构的内部分别将各个筋板7与第一盖板1焊接；

步骤3-4、自箱型结构的内部分别将两个腹板5与第一盖板1焊接；

步骤3-5、自箱型结构的内部分别将各个筋板7与两个腹板5焊接，以构成内筋组成。

应当说明的是，根据内筋组成的结构可知，内筋组成的各个焊缝集中在第一盖板1处，则内筋组成容易绕第一盖板1产生弯曲，针对内筋组成的焊接顺序应当遵循从最靠近腹板的轴线9的筋板7向位于第一盖板1左右两端的筋板7的方向、采用对称焊接方式进行焊接。即本实施例的步骤3在进行焊接的同时，采用如图7中线性箭头所示的焊接方向进行焊接，具体为：以腹板的轴线9作为焊接起始位置，按照由腹板的轴线9向第一盖板1的左右两端进行焊接。该焊接步骤可以减少箱型结构如图7所示的z向公差偏差过大。

在一个优选实施例中，按照如图8中所示的焊接方向S1、焊接方向S2和焊接方向S3的顺序进行焊接，即完成步骤3-1和步骤3-2以后，先按照步骤3-3对E点和F点上的两条焊缝进行对称焊接，E点和F点上的两条焊缝是指分别位于E点和F点上的两个筋板7各自与第一盖板1之间的连接处；然后按照步骤3-4对EF段的焊缝进行焊接，EF段的焊缝是指腹板5与第一盖板1之间的连接处；最后按照步骤3-5，分别对EH段和FG段的两条焊缝进行焊接，EH段和FG段的两条焊缝是指图8所示的两个筋板7分别与腹板5之间的连接处。

可理解的是，图8仅是给出了一种可选的焊接方向，为了遵循本方法所述的由中间向两端对称焊接的焊接要求，当图8所示的两个筋板7都位于腹板的轴线9同一侧的情况下，则在对焊接方向S2进行焊接时，从较靠近腹板的轴线9一侧的筋板7向较远离腹板的轴线9一侧的筋板7进行焊接即可；当图8所示的两个筋板7分别位于腹板的轴线9两侧的情况下，则在对焊接方向S2进行焊接时，自腹板的轴线9分别向两侧的筋板7进行焊接即可。

应当说明的是，为减小内筋组成的扭曲变形，优选在进行焊接方向S3的过程中，保证每个筋板7与腹板5之间的焊缝都位于各个筋板7的同一侧；在进行焊接方向S2的过程中，仅从箱体结构的内部对腹板5与第一盖板1之间进行焊接，即仅焊接腹板5与第一盖板1的内侧焊缝；其余封头焊接对变形影响小，可在完成侧梁总成100的各个主要焊缝焊接后进行补偿焊接即可。

如图9所示，侧梁总成100包括箱体结构的内筋组成、位于箱型结构顶部的第二盖板2以及分别位于第一盖板1底部两端的两个定位臂6。

如图10所示，步骤4为侧梁总成100的焊接步骤，步骤4具体包括：

步骤4-1、将第二盖板2设在箱型结构的顶部；

步骤4-2、自箱型结构的外部分别将两个腹板5与第二盖板2焊接；

步骤4-3、自箱型结构的外部分别将两个腹板5与第一盖板1焊接；

步骤4-4、自箱型结构的外部分别将两个定位臂6焊接在第一盖板1底部的左右两端，以构成侧梁总成100。

应当说明的是，根据侧梁总成100的结构可知，内筋组成焊接完成后，位于第一盖板1左右两端弹簧筒组成满足z向公差(-1，-3)，其中，z向为如图7中的实心箭头所示。为了避免z向公差超差，在侧梁总成100的焊接步骤4中也应当遵循从最靠近腹板的轴线9的筋板7向位于第一盖板1左右两端的筋板7的方向、采用对称焊接方式进行焊接，具体顺序如图10所示，在完成侧梁总成100中的内筋组成外部的所有焊缝的焊接步骤(即步骤4-1、步骤4-2和步骤4-3)后，实施步骤4-4即可。

在一个优选实施例中，如图10所示，以腹板的轴线9为焊接起始位置，自箱型结构的外部，依次按照图10所示的焊接方向M1、焊接方向M2、焊接方向M3和焊接方向M4进行焊接，即先焊接腹板5与第二盖板2之间的连接处，再焊接腹板5与第一盖板1之间的连接处，并遵循先中间后两端的焊接顺序。

如图11所示，在上述步骤4-4中具体包括：按照先内后外以及先打底焊后封面焊的顺序将定位臂6焊接在第一盖板1的底部。

在一个优选实施例中，如图11所示，以靠近定位臂6的轴线的一侧为定位臂6的内侧，依次按照图11所示的顺序对焊缝W1、焊缝W2、焊缝W3、焊缝W4、焊缝W5和焊缝W6进行焊接，焊缝W1和焊缝W2均位于定位臂6的内侧，焊缝W3、焊缝W4、焊缝W5和焊缝W6均位于定位臂6的外侧。其中，焊缝W3和焊缝W5位于定位臂6与第一盖板1同一侧的连接处，且焊缝W3为打底焊，焊缝W5为封面焊；焊缝W4和焊缝W6位于定位臂6与第一盖板1另一侧的连接处，且焊缝W4为打底焊，焊缝W6为封面焊。

为了提高侧梁总成100焊接的免调修效果，本实施例的方法还包括公差制定步骤、研磨步骤和参数控制步骤。其中，公差制定步骤包含在结构分析步骤中，研磨步骤在焊接控制步骤之前，参数控制步骤包含在焊接控制步骤中。

公差制定步骤具体包括：对侧梁总成100进行结构仿真分析，以针对侧梁总成100的各个焊接组成制定统一的反变形公差。

研磨步骤具体包括：根据反变形公差，对各个焊接组成的间隙和坡口的不均匀处进行研磨。

参数控制步骤具体包括：根据侧梁总成100的结构仿真分析，对各个焊接组成中的焊缝制定焊接参数和焊缝结构参数。

公差制定步骤中，由于转向架构架的结构主要通过焊缝条件为z12T的对接环焊缝8连接，根据转向架构架及侧梁总成100的结构仿真分析可知，由于侧梁总成100的刚度集中在下部，当侧梁总成100与横梁总成之间通过环焊缝8焊接后，若第二盖板2的刚度不足，则侧梁总成100易出现两端向上翘曲的问题，通过仿真计算及大量的数据分析可知，现有的焊接方法所制成的侧梁总成100的翘曲量为2毫米至3毫米(侧梁总成100的翘曲如图9中线性箭头所示)，且侧梁总成100往外侧旁弯量为1毫米至2毫米(侧梁总成100的向外侧旁弯如图2中线性箭头所示)。基于上述分析，通过本方法的公差制定步骤实现精确的公差尺寸链控制，确定侧梁总成100应当满足的免调修要求为：侧梁总成100上的弹簧筒组成的z向公差为(0，-2)，旁弯公差不超过1毫米。结合上述焊接方法可知，利用本实施例所述的焊接方法可以实现该免调修要求。

研磨步骤中，根据侧梁总成100的结构仿真分析可知，侧梁总成100的各个部件之间的组装间隙应当控制在1毫米至2毫米的范围内，并且对间隙和坡口的不均匀处进行精确研磨，该研磨过程需确保间隙均匀，坡口角度均匀统一，从而避免因焊接填充量和焊接热输入的差异太大，而导致的变形异常问题。

参数控制步骤中，焊接参数和焊缝结构参数(例如焊道尺寸)都会影响焊接热输入，从而对焊接变形产生至关重要的影响。为了避免侧梁总成100的过量变形，基于根据侧梁总成100的结构仿真分析并针对不同结构和位置的焊缝，制定了精确的参数组合以及合理的焊道分布，从而严格控制焊接单道热输入量。本实施例的方法所述的焊接参数见表1所示，本实施例的方法所述的焊缝结构参数中不同位置的焊缝的焊道分布情况见表2所示。

表1 焊接参数表

焊层	电流(A)	电压(V)	气体流量(L/min)	保护气
					打底焊	190～210	23～25	18～22	80％Ar+20％CO2
填充焊	240～280	26～29	18～22	80％Ar+20％CO2
					封面焊	240～280	26～29	18～22	80％Ar+20％CO2

表2 焊道分布情况表

表2中所示的焊道分布情况表中，焊道示例所列举的图12至图18中，H1表示第一道焊道，H2表示第二道焊道，H3表示第三道焊道。根据表2可知，为了减少焊接的热输入，对于超过5毫米的焊角，需避免采用单道焊接。

通过上述的参数控制步骤对焊接参数和焊缝结构参数进行精确制定，从而严格控制焊接单道热输入量，以使利用本方法进行焊接而成的侧梁总成100能够达到上述的免调修要求。

基于上述的侧梁总成的焊接方法，本实施例所述的侧梁总成100的焊接控制系统至少包括结构分析单元和焊接控制单元。结构分析单元用于实现上述方法中的结构分析步骤。焊接控制单元与结构分析单元电连接，用于控制焊接设备完成上述方法中的焊接控制步骤。

综上所述，本实施例的侧梁总成的焊接方法包括：对侧梁总成100进行结构仿真分析，以将侧梁总成100按模块拆分为若干个焊接组成，并且分别获取各个焊接组成的焊接组装顺序；按照焊接组装顺序，完成各个焊接组成的焊接和组装。该方法统筹考虑侧梁总成100的各个工序特点，结合仿真分析优化焊接工艺，解决了侧梁焊接的变形问题，实现了轨道车辆侧梁焊接的免调修，节省了侧梁的生产成本，特别是时间成本，减少侧梁制造过程中的时间浪费，从而提高生产效率，大大缩短了生产制造周期；并且由于该方法能够实现侧梁总成100在焊接后完全避免机械和火焰的调修过程，因此更加能证明通过该方法制造的侧梁总成100具有更高的产品质量。

通过本发明所述的侧梁总成的焊接方法及焊接控制系统制造的侧梁总成100中，梁体z向公差为(0，-2)，旁弯小于1毫米，由此可见，产品质量完全符合侧梁总成100的产品使用要求，故而该焊接方法及焊接控制系统能够实现侧梁总成100在焊接后完全避免机械和火焰的调修过程的技术效果。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (11)

1.一种侧梁总成的焊接方法，其特征在于，包括：

对侧梁总成进行结构仿真分析，以将所述侧梁总成按模块拆分为若干个焊接组成，并且分别获取各个所述焊接组成的焊接组装顺序；

按照所述焊接组装顺序，完成各个所述焊接组成的焊接和组装；

所述按照所述焊接组装顺序，完成各个所述焊接组成的焊接和组装的步骤，具体包括：

分别在两个腹板上各自焊接两个环焊缝，以构成腹板组成；

分别完成两组弹簧筒组成的焊接；

将第一盖板、若干个筋板、所述腹板组成和两组所述弹簧筒组成彼此焊接，以构成内筋组成；

将第二盖板、所述内筋组成以及两个定位臂彼此焊接，以构成所述侧梁总成；

其中，所述分别完成两组弹簧筒组成的焊接的步骤，具体包括：

将两个立板相对焊接，以使两个所述立板的一端通过对接焊缝连接，并且在两个所述立板的另一端之间留有开口；

在靠近所述开口的两个所述立板之间焊接筋板；

在两个所述立板的顶部焊接第三盖板；

将所述筋板与所述第三盖板之间焊接。

2.根据权利要求1所述的侧梁总成的焊接方法，其特征在于，所述分别在两个腹板上各自焊接两个环焊缝，以构成腹板组成的步骤，具体包括：

在所述腹板组成的待焊腹板上分别确定两个所述环焊缝的焊接起始点；

针对任一所述环焊缝，自所述环焊缝的焊接起始点分别沿所述环焊缝的顺时针和逆时针进行分段对称焊接。

3.根据权利要求2所述的侧梁总成的焊接方法，其特征在于，所述在所述腹板组成的待焊腹板上分别确定两个所述环焊缝的焊接起始点的步骤，具体包括：

将两个所述焊接起始点设为基于所述腹板组成的轴线相对称，将两个所述焊接起始点分别设在两个所述环焊缝上靠近所述腹板组成的轴线的一侧，并且将两个所述焊接起始点分别设为位于两个所述环焊缝的中心连线以下。

4.根据权利要求1所述的侧梁总成的焊接方法，其特征在于，所述将第一盖板、若干个筋板、所述腹板组成和两组所述弹簧筒组成彼此焊接，以构成内筋组成的步骤，具体包括：

将所述腹板组成的两个腹板分别设在所述第一盖板的前后两侧，将两个所述弹簧筒组成分别设在所述第一盖板的左右两端，以利用所述第一盖板、腹板组成和两个弹簧筒组成合围成箱型结构；

在所述箱型结构的内部沿所述第一盖板的长度方向上间隔的排列设置若干个所述筋板，各个所述筋板分别与所述第一盖板和所述腹板相垂直；

自所述箱型结构的内部分别将各个所述筋板与第一盖板焊接；

自所述箱型结构的内部分别将两个所述腹板与第一盖板焊接；

自所述箱型结构的内部分别将各个所述筋板与两个腹板焊接，以构成所述内筋组成。

5.根据权利要求4所述的侧梁总成的焊接方法，其特征在于，所述将第二盖板、所述内筋组成以及两个定位臂彼此焊接，以构成所述侧梁总成的步骤，具体包括：

将所述第二盖板设在所述箱型结构的顶部；

自所述箱型结构的外部分别将两个所述腹板与第二盖板焊接；

自所述箱型结构的外部分别将两个所述腹板与第一盖板焊接；

自所述箱型结构的外部分别将两个所述定位臂焊接在所述第一盖板底部的左右两端，以构成所述侧梁总成。

6.根据权利要求5所述的侧梁总成的焊接方法，其特征在于，所述自所述箱型结构的内部分别将两个所述腹板与第一盖板焊接的步骤、以及所述自所述箱型结构的外部分别将两个所述腹板与第一盖板焊接的步骤，具体包括：

按照自所述腹板的轴线位置向所述第一盖板左右两端的顺序对称焊接。

7.根据权利要求5所述的侧梁总成的焊接方法，其特征在于，所述自所述箱型结构的外部分别将两个所述定位臂焊接在所述第一盖板底部的左右两端，以构成所述侧梁总成的步骤，具体包括：

按照先内后外以及先打底焊后封面焊的顺序将所述定位臂焊接在所述第一盖板的底部。

8.根据权利要求1至7任一项所述的侧梁总成的焊接方法，其特征在于，所述对侧梁总成进行结构仿真分析，以将所述侧梁总成按模块拆分为若干个焊接组成，并且分别获取各个所述焊接组成的焊接组装顺序的步骤，具体包括：

对侧梁总成进行结构仿真分析，以针对所述侧梁总成的各个焊接组成制定统一的反变形公差。

9.根据权利要求8所述的侧梁总成的焊接方法，其特征在于，所述按照所述焊接组装顺序，完成各个所述焊接组成的焊接和组装的步骤以前，还包括：

根据所述反变形公差，对各个所述焊接组成的间隙和坡口的不均匀处进行研磨。

10.根据权利要求8所述的侧梁总成的焊接方法，其特征在于，所述按照所述焊接组装顺序，完成各个所述焊接组成的焊接和组装的步骤，具体包括：

根据所述侧梁总成的结构仿真分析，对各个所述焊接组成中的焊缝制定焊接参数和焊缝结构参数。

11.一种基于如权利要求1至10任一项所述的侧梁总成的焊接方法的焊接控制系统，其特征在于，包括：

结构分析单元，用于对侧梁总成进行结构仿真分析，以将所述侧梁总成按模块拆分为若干个焊接组成，并且分别获取各个所述焊接组成的焊接组装顺序；

焊接控制单元，与所述结构分析单元电连接，用于按照所述焊接组装顺序，控制焊接设备完成各个所述焊接组成的焊接和组装。

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