CN111702421B - 凹底架的组装焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种凹底架的组装焊接方法，包括如下步骤：将上盖板预制向下的挠度值，腹板下料前也作一致的下挠处理；组装隔板、腹板和筋板，夹紧定位后进行焊接固定；组装下盖板并进行焊接固定；采取火焰调校方法对承载梁的挠度及平面度予以校正；将组焊后的承载梁固定，以承载梁下盖板下平面为基准，调入两头的端臂定位并点焊固定，最后调入心盘梁定位并焊接固定。本发明有效控制了凹底架的装配精度，解决了承载梁组焊后反常上凸的问题，提升了凹底架完工质量，该方法操作简便，通俗易懂，操作人员掌握快，无需专用的大型胎模，其生产效率提高明显，适宜单件式小批量生产，利于行业推广应用。

Description

凹底架的组装焊接方法

技术领域

本发明涉及铁路凹底平车技术领域，特别涉及一种凹底架的组装焊接方法。

背景技术

D15B凹底平车的钢结构包括一个凹底架和两个小底架。其中凹底架由一承载梁、两端臂和两心盘梁组成，主要材质为符合GB/T714的Q345qE桥梁用结构钢，焊接性良好。承载梁的主体由上盖板、下盖板、腹板、隔板组焊成箱型全封闭结构，如图1所示。

现有技术中承载梁的组装焊接方法包括在备料工序预制上盖板及腹板的下挠度，按一定装配顺序组装焊接。承载梁组焊全部完成后，其整体的焊接变形上凸为反常规现象，后续组装容易出现端臂组焊困难、心盘梁扭曲等问题，需要对承载梁进行矫正，再与端臂以及心盘梁总成组装。但承载梁本身涉及整体结构成型后的大量焊接作业，容易对整体结构造成热输入变形，现有技术所提及的方式难以对其进行矫正，而如凹底架式的大型钢结构矫正，按生产现场工艺装备是难以完成的。若投入大型工装设备，对实际生产一次性投入要求很高，且后续场地发生变更时，所需工装维护成本很高，不利于大范围推广应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种凹底架的组装方法，主要通过预制挠度、焊接顺序优化、调校处理等步骤，配合定位工装保证凹底架的组装尺寸及精度，满足车体技术要求。

为了达到上述目的，本发明提供了一种凹底架的组装焊接方法，所述凹底架包括承载梁、端臂和心盘梁，所述承载梁主要由上盖板、下盖板、腹板、隔板以及筋板组成，所述组装焊接方法包括如下步骤：

步骤一、预制所述上盖板和所述腹板，将所述上盖板预制向下的挠度值，在所述上盖板的安装面上放样出所述腹板和所述隔板的定位线，所述腹板下料前也作一致的下挠处理；

步骤二、板材组焊，依次在所述上盖板对应位置组装所述隔板、所述腹板和所述筋板，夹紧定位后进行焊接固定；

步骤三、下盖板组焊，组装所述下盖板并进行焊接固定；

步骤四、调校处理，采取火焰调校方法对所述承载梁的挠度及平面度予以校正；

步骤五、整体组焊，将组焊后的所述承载梁固定，以所述承载梁下盖板下平面为基准，调入两头的所述端臂定位并点焊固定，最后调入所述心盘梁定位并焊接固定。

其中，步骤一中预制所述上盖板向下的挠度值方法为在钢平台两端对称放置两根厚度与预制挠度一致的垫块，将所述上盖板调入所述钢平台，定位后使用丝杆下压所述上盖板的中部。

其中，预制上盖板挠度前先将所述上盖板的左、右工艺件与所述上盖板进行拼接并点焊，预制所述上盖板挠度同时在所述上盖板的安装面上放样出所述腹板和所述隔板的定位线。

其中，所述上盖板的预制下挠度为12mm。

其中，步骤二中先完成所述腹板与所述上盖板之间的焊缝焊接，再完成所述隔板与所述上盖板之间的焊缝焊接。

其中，步骤二中采用分段退焊的形式，沿所述承载梁纵向由中间朝两端同时焊接。

其中，火焰调校分多段错开矫正，烤火位置避开所述隔板截面、设置于相邻的所述隔板中间位置，烤火宽度为50mm，烤火温度为600～650℃。

其中，步骤四中同步采用机械矫正方法辅助，使用千斤顶对所述承载梁持续加压，使所述承载梁挠度值下降。

其中，对所述承载梁的承载面上的凹陷部分直接补焊并作打磨处理，凸起部分采用切割的矫正办法。

其中，步骤五中先将组焊后的所述承载梁调入凹底架组焊胎，使所述上盖板的中心线与所述凹底架组焊胎的中心线对齐，再把两端的所述下盖板与所述凹底架组焊胎的承台平面点焊固定，量取所述上盖板长度并以标准尺寸加一定预留余量，进行所述上盖板的切头作业，再进行所述端臂以及所述心盘梁的组装焊接。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明为凹底架钢结构的组装焊接方法，通过降低承载梁的预制下挠度，优化板材焊接工艺，火焰调校对承载梁校正，优化端臂、心盘梁组焊精度等步骤，配合一系列配套小型胎模，有效控制了凹底架的装配精度，解决了承载梁组焊后反常上凸的问题，提升了凹底架完工质量，该方法操作简便，通俗易懂，操作人员掌握快，无需专用的大型胎模，其生产效率提高明显，适宜单件式小批量生产，利于行业推广应用。

附图说明

图1为承载梁的结构示意图；

图2为承载梁预制下挠度(反变形)示意图；

图3为承载梁的焊接顺序示意图；

图4为承载梁的火焰调校位置示意图；

图5为凹底架组焊胎及凹底架示意图。

【附图标记说明】

1-凹底架；2-承载梁；3-端臂；4-心盘梁；5-上盖板；6-下盖板；7-腹板；8-隔板；9-筋板；10-凹底架组焊胎；11-钢平台；12-垫块；13-丝杠；14-烤火位置。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，凹底架1包括一承载梁2、两端臂3和两心盘梁4，承载梁2的主体由上盖板5、下盖板6、腹板7、隔板8以及筋板9组焊成箱型全封闭结构。凹底架1的组装焊接方法包括采取“倒装法”进行组焊的步骤，具体如下：

步骤一、预制上盖板5和腹板7。将上盖板5调入钢平台11上，先将上盖板5的左、右工艺件与上盖板5进行拼接并点焊，再以上盖板5为基准面，预制12mm的向下挠度值，同时在上盖板5的面上放样出腹板7和隔板8的定位线，配套的腹板7下料前也作12mm的下挠处理。

步骤二、板材组焊。依次组装隔板8、腹板7和筋板9等板材，夹紧定位后完成承载梁2内部平角焊缝，再将工件连同夹紧工装一起翻转至90度位置，使另外的待焊部位呈平角位置，进行翻焊作业。

步骤三、下盖板6组焊。完成箱体内部的组焊后，组装下盖板6及工艺件，并完成焊接作业。

步骤四、调校处理。针对步骤一预制中出现的承载梁2挠度及平面度差的问题，采取火焰调校方法予以校正。烤火分三段错开矫正，烤火位置14避开隔板8截面位置，最好设置于相邻隔板8中间，如图4所示。烤火宽度为50mm左右，烤火温度为600～650℃，使上盖板5、腹板7加热部位呈深樱红色。

步骤五、整体组焊。先将组焊后的承载梁2调入凹底架组焊胎10，使上盖板5中心线与胎模中心线对齐，再把两端的下盖板6与承台平面贴严并点焊固定，量取上盖板5长度并以标准尺寸+5mm处理，进行上盖板5的切头作业；以承载梁2下盖板6下平面为基准，调入两头的端臂3定位并点焊固定，最后调入心盘梁4，完成凹底架1的组装及焊接作业，如图5所示。

在步骤一中，通过将上盖板5预制挠度值由原来的下挠18mm修改为下挠12mm，对焊接后的反变形进行优化。具体地，在钢平台11两端对称放置两根12mm厚的、长直的垫块12，将拼接好的上盖板5调入钢平台11，定位好后使用丝杆13下压上盖板5中部，调出12mm的挠度值，如图2所示。

下调上盖板5的预制挠度值不仅可以降低上盖板5的反变形量，减少下压机构修正的难度，而且也有利于减轻腹板7、隔板8的装配作业难度，装配间隙也可以得到较好的控制，此外还可以降低工件的拘束度，有利于减少焊接残余应力，提高其焊后稳定性。

在步骤二中，焊接时最好先完成腹板7与上盖板5之间的焊缝，再完成隔板8与上盖板5之间的焊缝。由于腹板7与上盖板5之间的焊缝会使承载梁2上挠效果减小，隔板8、筋板9与上盖板5之间的焊缝会使上挠效果增大，且后者影响效果相对来说大于前者。因此焊接时先完成腹板7与上盖板5之间的焊缝，此时上挠度值会减小，再完成隔板8与上盖板5之间的焊缝，此时上挠度值会增加。但由于腹板7焊接作业完成后，工件整体刚度得到强化，其对挠度的影响效果会受到限制，形成较好的平衡效果。此外，后焊隔板8有利于对上盖板5平面度进行控制。

同时，在步骤二中采用分段退焊的形式，沿承载梁2纵向由中间朝两端同时焊接，如图3所示。其主要目的是为了减低焊后残余应力，提高承载梁2箱体的稳定性，且可以减少腹板7旁弯的变化值。

在步骤四中，可以同步采用机械矫正方法辅助，使用千斤顶等设备对承载梁2持续加压，使得承载梁2挠度值下降。

另外，对于承载梁2承载面出现的凹凸不平或平面度差的问题，凹陷部分可以直接补焊并作打磨处理，凸起部分的矫正以不割伤母材或降低上盖板5强度为原则，采用切割的矫正办法，配合烤火热处理以及空气冷却的方式。

在步骤五中，凹底架组焊胎10制作时，心盘梁4定位基准最好预留有6mm的下垂值。调入端臂3时，端臂3的底盖板由之前的以承载梁2上盖板5上平面作为定位基准，改为以承载梁2下盖板6下平面作为定位基准进行定位。调入心盘梁4时，应先量取凹底架1的心盘距尺寸，最好按+10～15mm控制，对角线差按5mm控制。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种凹底架的组装焊接方法，所述凹底架包括承载梁、端臂和心盘梁，所述承载梁主要由上盖板、下盖板、腹板、隔板以及筋板组成，其特征在于，所述组装焊接方法包括如下步骤：

步骤一、预制所述上盖板和所述腹板，将所述上盖板预制向下的挠度值，在所述上盖板的安装面上放样出所述腹板和所述隔板的定位线，所述腹板下料前也作一致的下挠处理；

步骤二、板材组焊，依次在所述上盖板对应位置组装所述隔板、所述腹板和所述筋板，夹紧定位后进行焊接固定；先完成所述腹板与所述上盖板之间的焊缝焊接，再完成所述隔板与所述上盖板之间的焊缝焊接，采用分段退焊的形式，沿所述承载梁纵向由中间朝两端同时焊接；

步骤三、下盖板组焊，组装所述下盖板并进行焊接固定；

步骤四、调校处理，采取火焰调校方法对所述承载梁的挠度及平面度予以校正；火焰调校分多段错开矫正，烤火位置避开所述隔板截面、设置于相邻的所述隔板中间位置，烤火宽度为50mm，烤火温度为600～650℃；同步采用机械矫正方法辅助，使用千斤顶对所述承载梁持续加压，使所述承载梁挠度值下降；对所述承载梁的承载面上的凹陷部分直接补焊并作打磨处理，凸起部分采用切割的矫正办法，配合烤火热处理以及空气冷却的方式；

步骤五、整体组焊，将组焊后的所述承载梁固定，以所述承载梁下盖板下平面为基准，调入两头的所述端臂定位并点焊固定，最后调入所述心盘梁定位并焊接固定。

2.根据权利要求1所述的凹底架的组装焊接方法，其特征在于，步骤一中预制所述上盖板向下的挠度值方法为在钢平台两端对称放置两根厚度与预制挠度一致的垫块，将所述上盖板调入所述钢平台，定位后使用丝杆下压所述上盖板的中部。

3.根据权利要求2所述的凹底架的组装焊接方法，其特征在于，预制上盖板挠度前先将所述上盖板的左、右工艺件与所述上盖板进行拼接并点焊，预制所述上盖板挠度同时在所述上盖板的安装面上放样出所述腹板和所述隔板的定位线。

4.根据权利要求2所述的凹底架的组装焊接方法，其特征在于，所述上盖板的预制下挠度为12mm。

5.根据权利要求1所述的凹底架的组装焊接方法，其特征在于，步骤五中先将组焊后的所述承载梁调入凹底架组焊胎，使所述上盖板的中心线与所述凹底架组焊胎的中心线对齐，再把两端的所述下盖板与所述凹底架组焊胎的承台平面点焊固定，量取所述上盖板长度并以标准尺寸加一定预留余量，进行所述上盖板的切头作业，再进行所述端臂以及所述心盘梁的组装焊接。

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