CN111702361B - 一种轨道交通箱梁构件控制焊接变形的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通箱梁构件控制焊接变形的工艺方法，它包括如下步骤：第一步，将各个构件的焊接顺序划分成一个个分序单元；第二步，针对第一个分序中的构件设计组对点固工装，并完成点固焊接；第三步，针对完成组对点固后的构件组合体，进行反变形预压；第四步，将完成反变形预压的组合体，进行完全焊接；第五步，继续对下一个分序执行上述操作，直到箱梁结构的所有组成构件焊接完成；第六步，箱梁结构进行平面度翘曲检测，检测合格，则焊接完成；检测不合格，则进行调修整形操作，直到产品检测合格或者报废为止。本发有具有可以适用于多种产品，调修压力更小，且能很好的适用于机械手自动焊接工艺的有益效果。

Description

一种轨道交通箱梁构件控制焊接变形的工艺方法

技术领域

本发明涉及到焊接技术领域，尤其是一种轨道交通车辆箱梁构件控制焊接变形的工艺方法。

背景技术

箱梁结构是一种结构自重小，抗拉强度高，材料利用率高，结构灵活多变的梁式承载结构，由盖板系统、立板系统及内部筋板等构件焊接组成，广泛用于桥梁、建筑和重工行业。轨道交通行业车辆也普遍采用箱梁结构作为重要承载梁，如机车牵枕缓、构架等，如附图1就是一种常见的箱梁承载结构，它主要包括101-盖板系统；102-立板系统；103-筋板系统三大构件，目前箱梁结构普遍采用全焊接结构，即附图中的三大构件之间的连接位置需要全部进行焊接。操作上存在结构复杂，熔透焊缝较多，从而导致焊接厚箱梁翘曲、平面度差、变形情况不一的问题。而轨道交通车辆箱梁结构焊接的工艺要求比普通结构的更高，例如交通车辆箱梁的构架平面度要求控制在2mm/2m内，平行度控制在1.5mm/2m内，翘曲度控制在3mm/3m内。目前行业基本采用焊接后进行调修，包括火调修、冷压调修，直到产品合格为止；以附图1中的三构件系统为例，现有技术中的常规变形控制工艺流程具体如附图2所示，即在每个构件之间依次完成组对点固和焊接工序后，直接进行平面度翘曲检测，如果不合格，就进行调修整形，然后再检测，再调修整形，直到产品合格为止。实际应用中，该焊接工艺路线接完成之后的调整工艺非常繁琐，只适用于传统手工或半自动焊接模式，对于全流程自动焊接工艺，上述方法无法满足。

针对上述问题，现有技术中也人有提出了在完成组对焊接后，增加预压反变形工装控制的方案。以专利名称为：轨道车辆缓冲梁焊接变形控制装置及方法，公开号为：CN110434500A的发明专利为代表，通过在完成所有的组对焊接后，增加预压反变形步骤，并设计专用的反变形组对焊接工装及增加焊接后液压千斤顶调修设备，使得缓冲梁焊接工艺后无需下火调修，节省了焊后下火调修带来的人力、时间成本，进而解决现有技术存在的缓冲梁焊接完成之后调整工艺繁琐的问题。

但本专利申请的发明人通过研究发现，上述方法仍然存在如下不足之处：

（1）针对每一款产品需设计特定的带有预制反变形的组对和焊接工装，且预压反变形系统需采用液压方式，工装成本高，只适用于单一产品；

（2）焊接后进行调修，结构已成整体，需要调修压力大；若调修顶压力把控不到位，会造成焊缝损伤，产品报废风险大；

（3）在采用机械手自动焊接工艺时，随行的焊接工装采用液压系统对接口和防油漏要求极高，但该方法中的液压系统难以达到相应的高要求，因此该方法只适用于手工焊接。

综上所述，目前仍缺少一种可以适用于多种产品，调修压力更小，且能很好的适用于机械手自动焊接工艺的轨道交通车辆箱梁构件控制焊接变形的工艺方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可以适用于多种产品，调修压力更小，且能很好的适用于机械手自动焊接工艺的轨道交通车辆箱梁构件控制焊接变形的工艺方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种轨道交通箱梁构件控制焊接变形的工艺方法，它包括如下步骤：

第一步，根据箱梁结构的组成构件的形状与数量，将各个构件的焊接顺序通过排列与组合划分成一个个分序单元，并进行分序编号；

第二步，依据分序编号，针对第一个分序中的构件设计组对点固工装，并通过工装完成组对构件之间的点固焊接；

第三步，针对完成组对点固后的构件组合体，设计对应的反变形预压设备，并将组合体安装到反变形预压设备上，进行反变形预压；

第四步，将完成反变形预压的组合体，由人工或机器人完成连接处的完全焊接；

第五步，继续针对下一个分序中的各构件执行上述第二步到第四步所述操作，直到完成箱梁结构的所有组成构件之间的组合焊接；

第六步，对完成焊接后的箱梁结构进行平面度翘曲检测，如果检测合格，则焊接完成；如果检测不合格，则进行调修整形操作，直到产品检测合格或者报废为止。

作为优选，第三步中所述的反变形预压设备包括预压基台、移动龙门预压系统、辅助定位夹持系统、移动龙门动力部件和移动龙门预压部件；所述的移动龙门预压系统至少为一台，且跨装在预压基台的上，所述的移动龙门动力部件安装在移动龙门预压系统与预压基台的连接处，用于驱动移动龙门预压系统在预压基台上前后移动；所述的辅助定位夹持系统为多个，分别安装于预压基台上，且安装位置可根据构件的具体形状进行调整；所述的移动龙门预压部件安装于移动龙门预压系统的横梁下端，用于与辅助定位夹持系统配合对需要进行预压的构件组合体进行预压操作。

采用上述方法后，本发明具有如下有益效果：创造性的就反变形预压的步骤进行了拆解，针对每一个分序在组对点固后焊接前都采用了反变形预压工序，而不是全部焊接完成后再统一进行反变形预压，故而工装上不用增设预制反变形系统，可以进行组对点固工装和焊接随行工装的自由设计，焊接随行工装变得简单，采用常规的手动夹具即可，同时由于分步反变形预压每次所需要的顶压力均小于整体一起预压的压力，所以大大降低了产品报废的风险。同时由于压力下降，对液压系统的对接口和防油漏的要求也同步下降，能更好的适用于机械人自动焊接，且工装成本也下降了。至于优选项中的第三步中所述的反变形预压设备采用移动龙门预压系统配合基台及辅助定位夹持系统，可以适用大多数的构件，针对不同构件，只需要调整龙门位置与对应的夹持系统的位置即可。

综上所述，本发明提供了一种可以适用于多种产品，调修压力更小，且能很好的适用于机械手自动焊接工艺的轨道交通车辆箱梁构件控制焊接变形的工艺方法。

附图说明

图1是目前常见的一种箱梁结构的结构示意图。

图2是目前常见的焊接变形控制工艺方法流程图。

图3是本发明专利中涉及的轨道交通车辆箱梁构件控制焊接变形的工艺方法流程图。

图4是本发明专利中涉及的反变形预压设备的结构示意图。

图5是图4中的一个移动龙门及下方对应的一段基台的放大示意图。

图6是本发明具体实施时对应的一种机车构架箱梁式侧梁的结构示意图。

图7是图6中的构架箱梁式侧梁的后立板一侧的局部放大示意图。

图8是本发明对应的具体实施例一的流程图。

如图所示：盖板系统101、立板系统102、筋板系统103、预压基台201、移动龙门预压系统202、辅助定位夹持系统203、移动龙门动力部件204、移动龙门预压部件205、上盖板301、下盖板302、前立板303、后立板304、筋板系统305、附件系统306。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合附图3到附图5，一种轨道交通箱梁构件控制焊接变形的工艺方法，它包括如下步骤：

第一步，根据箱梁结构的组成构件的形状与数量，将各个构件的焊接顺序通过排列与组合划分成一个个分序单元，并进行分序编号；

第二步，依据分序编号，针对第一个分序中的构件设计组对点固工装，并通过工装完成组对构件之间的点固焊接；

第三步，针对完成组对点固后的构件组合体，设计对应的反变形预压设备，并将组合体安装到反变形预压设备上，进行反变形预压；

第四步，将完成反变形预压的组合体，由人工或机器人完成连接处的完全焊接；

第五步，继续针对下一个分序中的各构件执行上述第二步到第四步所述操作，直到完成箱梁结构的所有组成构件之间的组合焊接；

第六步，对完成焊接后的箱梁结构进行平面度翘曲检测，如果检测合格，则焊接完成；如果检测不合格，则进行调修整形操作，直到产品检测合格或者报废为止。

作为优选，第三步中所述的反变形预压设备包括预压基台201、移动龙门预压系统202、辅助定位夹持系统203、移动龙门动力部件204和移动龙门预压部件205；所述的移动龙门预压系统202至少为一台，且跨装在预压基台201的上，所述的移动龙门动力部件204安装在移动龙门预压系统202与预压基台201的连接处，用于驱动移动龙门预压系统202在预压基台201上前后移动；所述的辅助定位夹持系统203为多个，分别安装于预压基台201上，且安装位置可根据构件的具体形状进行调整；所述的移动龙门预压部件205安装于移动龙门预压系统202的横梁下端，用于与辅助定位夹持系统203配合对需要进行预压的构件组合体进行预压操作。

为了便于理解本发明技术方案的理解，特举例轨道交通一种机车构架箱梁式侧梁的焊接工艺作为实施例进行说明，进一步结合附图6到附图8，所述的机车构架箱梁式侧梁包括上盖板301、下盖板302、前立板303、后立板304、筋板系统305和附件系统306几个构件；为了实现侧梁组成机器人自动焊接工艺路线，将侧梁组成焊接分为3个分序：

分序01：内腔组对点固及焊接，包括下盖板302、前立板303、后立板304和筋板系统305；

分序02：外主体组对点固，包括分序01完成的焊件组合体和上盖板301；

分序03：焊接及附件组对点固和焊接，包括分序02完成的焊件组合体和附件系统306。

具体工艺路线为：首先按图纸要求，完成分序01对应的内腔组对点固，然后通过反变形预压设备对点固后的组件进行反形变预压，预压完成后，安装上随行的焊接工装，设置机器人对整个内腔组件完成焊接，分序01完成；接下来进入分序02，将完成焊接的内腔组件与上盖板301进行外主体的组对点固，然后通过反变形预压设备对点固后的组件进行反形变预压，预压完成后，安装上随行的焊接工装，设置机器人对整个外主体组件完成焊接，分序02完成；接下来进入分序03，将完成焊接的外主体组件与附件系统306进行组对点固，然后通过反变形预压设备对点固后的组件进行反形变预压，预压完成后，安装上随行的焊接工装，设置机器人对整个附件组件完成焊接，分序03完成；然后对整个箱梁结构进行平面度翘曲检测，如果检测合格，则焊接完成；如果检测不合格，则进行调修整形操作，直到产品检测合格或者报废为止。实施过程中工装上不用增设预制反变形系统，焊接随行工装，采用常规的手动夹具即可。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，特别是反变形预压设备的结构，并不限于实施例中公开的结构，对于方法步骤的简单置换顺序而没有带来新的技术效果的，也在本发明的保护范围之内。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种轨道交通箱梁构件控制焊接变形的工艺方法，其特征在于：它包括如下步骤：

第一步，根据箱梁结构的组成构件的形状与数量，将各个构件的焊接顺序通过排列与组合划分成一个个分序单元，并进行分序编号；

第二步，依据分序编号，针对第一个分序中的构件设计组对点固工装，并通过工装完成组对构件之间的点固焊接；

第三步，针对完成组对点固后的构件组合体，设计对应的反变形预压设备，并将组合体安装到反变形预压设备上，进行反变形预压；所述的反变形预压设备包括预压基台（201）、移动龙门预压系统（202）、辅助定位夹持系统（203）、移动龙门动力部件（204）和移动龙门预压部件（205）；所述的移动龙门预压系统（202）至少为一台，且跨装在预压基台（201）的上，所述的移动龙门动力部件（204）安装在移动龙门预压系统（202）与预压基台（201）的连接处，用于驱动移动龙门预压系统（202）在预压基台（201）上前后移动；所述的辅助定位夹持系统（203）为多个，分别安装于预压基台（201）上，且安装位置可根据构件的具体形状进行调整；所述的移动龙门预压部件（205）安装于移动龙门预压系统（202）的横梁下端，用于与辅助定位夹持系统（203）配合对需要进行预压的构件组合体进行预压操作；

第四步，将完成反变形预压的组合体，由人工或机器人完成连接处的完全焊接；

第五步，继续针对下一个分序中的各构件执行上述第二步到第四步所述操作，直到完成箱梁结构的所有组成构件之间的组合焊接；

第六步，对完成焊接后的箱梁结构进行平面度翘曲检测，如果检测合格，则焊接完成；如果检测不合格，则进行调修整形操作，直到产品检测合格或者报废为止。

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