CN113649737B - 一种机车导流筒焊接工艺结构及焊接工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机车导流筒焊接工艺结构及焊接工艺方法，焊接工艺结构包括导流筒与盖板组焊工装结构和导流筒二次组对工装结构；导流筒与盖板组焊工装结构为第一次组对焊接，包括底框装配、压紧槽钢框架、圆盘装配、内压板装置、外压板装置和夹紧装置，导流筒二次组对工装结构为第二次组对焊接，对翻转180度后的导流筒进行焊接过程控制，包括二次底架装配、限位盖板、支撑台压紧装置、二次圆盘装配、法兰结构和支撑槽钢。本发明焊接工艺设计满足导流筒、直流筒、散流筒的直径公差在1‑2mm之间，可提高导流筒装配件的质量和现场工作效率。

Description

一种机车导流筒焊接工艺结构及焊接工艺方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体而言，尤其涉及一种机车导流筒焊接工艺结构及焊接工艺方法。

背景技术

导流筒装配是很多机车冷却室都会应用的冷却机构，在过去导流筒的组焊中，其导流筒、直流筒、散流筒的直径公差允许在4-6mm之间。随着现代车体设计理念的提升以及焊接工艺要求的提高，出口南非机车导流筒的直径公差要求为1-2mm。南非机车导流筒在南非实现本地化生产的过程中，出现了导流筒直径焊后尺寸不能稳定保证的问题。

在焊接过程中，由于不同的焊接热循环作用，使得焊缝金属及热影响区的金相组织都要发生改变。由于各种组织密度不同，焊缝金属冷却下来就会发生体积变化，而这种体积变化同样也受到周围没有组织变化的金属约束，其结果就使得焊缝金属内部产生了应力。通常把这种由于组织变化产生的应力称为组织应力，也就是通常所说的焊接应力。而如何尽可能完全的释放焊接应力对于保证焊接件尺寸起着至关重要的作用。目前的焊接工艺无法满足导流筒、直流筒、散流筒的直径公差在1-2mm之间，无法提高导流筒装配件的质量和现场工作效率。

南非机车导流筒结构，其图纸要求导流筒直径为：1409±2mm。其中散流筒与直流筒之间的焊缝、直流筒与盖板之间的焊缝、散流筒与直流筒和盖板之间的焊缝皆为周长约为4424mm的满焊缝，所以其焊接后变形非常大。通过分段满焊的方式减少焊接受热变形，但是导流筒与盖板焊缝离盖板边缘距离过近，导致此处焊接收缩比较大，致使整体收缩不均匀。

发明内容

根据上述提出的目前的焊接工艺无法满足导流筒、直流筒、散流筒的直径公差在1-2mm之间，无法提高导流筒装配件的质量和现场工作效率；焊接后变形非常大；焊接收缩比较大，致使整体收缩不均匀的技术问题，而提供一种机车导流筒焊接工艺结构及焊接工艺方法。本发明主要通过导流筒与盖板组焊工装设计和导流筒二次组对工装设计，规划各部件焊接工艺顺序，保证焊接件尺寸，提高导流筒装配件的质量和现场工作效率。

本发明采用的技术手段如下：

一种机车导流筒焊接工艺结构，包括：导流筒与盖板组焊工装结构和导流筒二次组对工装结构；导流筒与盖板组焊工装结构为第一次组对焊接，包括底框装配、安装在底框装配上方的压紧槽钢框架、安装在压紧槽钢框架上方的圆盘装配、与圆盘装配相连的内压板装置、外压板装置和夹紧装置，圆盘装配插入直流筒，其外壁与直流筒的内壁接触连接，用于移动顶紧导流筒，夹紧装置安装在圆盘装配顶部，用于将直流筒顶紧在圆盘装配外壁，内压板装置位于圆盘装配中部的腔室中，用于压紧圆盘装配，外压板装置与底框装配上部相连，用于压平焊接时的盖板；

导流筒二次组对工装结构为第二次组对焊接，对翻转180度后的导流筒进行焊接过程控制，包括二次底架装配、安装在二次底架装配上的限位盖板和支撑台压紧装置以及安装在限位盖板上的二次圆盘装配、法兰结构和支撑槽钢，二次圆盘装配插入直流筒中，用于支撑导流筒，通过法兰结构和连接的销轴来定位风扇电机座装配，支撑台压紧装置用于压紧压平盖板。

进一步地，所述圆盘装配安装在底架装配的中心位置，中部为空腔，由4瓣弧形支撑结构组成，每瓣支撑结构由两个盖板一、两个盖板二和两个筋板一组成，盖板二连接在盖板一外侧，构成双层盖板结构，两个筋板一的顶部和底部各连接一组双层盖板结构，每个双层盖板结构中的盖板一的内侧分别与筋板一的上下两端垂直连接，底部双层盖板结构中的盖板二的外侧与底架装配的上表面连接，支撑结构的外弧形用于卡接直流筒内圆弧；中部空腔中设有两组垂直交叉设置的顶紧结构，使焊件焊后易于从工装上卸下，顶紧结构由梯形结构和锁螺丝一组成，锁螺丝一两端各连接一个梯形结构，梯形结构由顶板、槽钢和筋板二组成，锁螺丝一两端分别与两个梯形结构的筋板二内侧连接，筋板二与槽钢相连，槽钢与顶板相连，两个梯形结构中的4个顶板分别与4瓣支撑结构的内弧边连接，构成可通过旋转锁螺丝一调整圆盘外径的可伸缩圆盘装配结构；为避免干涉，两组顶紧结构的锁螺丝一高低错位设置。

进一步地，所述夹紧装置为拐臂型结构，设有多个，均匀分布圆周方向上，由底板、立板、弯板、定位销一、丝杠一、调节片一和调节片二组成，底板固定在顶部双层盖板结构中的盖板二的上表面，立板连接在底板上，其上部通过两个定位销一连接在弯板的一端，弯板的另一端与丝杠一相连，丝杠一的内端分别连接有调节片一和调节片二，调节片二位于内侧，与直流筒的外壁接触连接，2个定位销一均插入立板中时，在周圈顶紧直流筒，保证在组对时，直流筒相对于盖板的垂直度，其中，位于上侧的定位销一拆卸下去时，向工装内侧转动弯板以保证工件顺利脱离工装。

进一步地，所述内压板装置设有多个，均匀分布在圆盘装配的中部空腔中，由内压板、止挡板、六角头螺栓二和垫板一组成，止挡板置于底架装配上表面，内压板的一侧与圆盘装配的底部双层盖板结构中的盖板一的上表面接触连接，另一侧通过六角头螺栓二与止挡板相连，内压板另一侧端部与止挡板间设置垫板一；拧紧六角头螺栓，带动内压板压紧底部双层盖板结构，以解决圆盘装配在顶紧过程中翘脚导致的焊后导流筒上下大小口的问题。

进一步地，所述外压板装置设有多个，由压板以及两组六角头螺栓一和螺母组成；两个螺母左右间隔设置，均点焊在底框装配上盖板以上、压板以下；两个六角头螺栓一左右间隔设置，底框装配上盖板上相应位置加工两个丝孔一，压板上开设有与左侧丝孔一同轴的丝孔二，左侧六角头螺栓一从上到下依次穿过压板、螺母和底框装配上盖板，右侧六角头螺栓一从上到下依次穿过螺母和底框装配上盖板；右侧六角头螺栓一位于压板之下，当压板下方靠右的六角头螺栓一向上旋转时，将压板的右侧向上踮起，同时靠左的六角头螺栓一向下旋转，即可实现压紧作用。

进一步地，所述导流筒二次组对工装结构还包括支撑筋板、筋板三、多个立板一，筋板三和立板一底部均垂直焊接在限位盖板上，筋板三侧部与立板一侧部焊接；法兰结构焊接固定在立板一顶部，由叠加设置的法兰一、法兰二和法兰三组成，以满足风扇电机座装配的组对高度，法兰结构上连接有四个定位柱二，定位柱二的底端与限位盖板焊接连接；待组对风扇电机座装配时，将风扇电机座装配的上法兰的四个把接孔对应法兰结构的四个把接口并插入定位用的销轴-A，来定位风扇电机座装配；

所述二次圆盘装配设计为4瓣，中部具有空腔，该空腔中设有锁螺丝二，锁螺丝二与二次圆盘装配中的内置筋板焊接来推动二次圆盘装配，以解决工件偏心的问题。

进一步地，所述支撑台压紧装置设有多个，由夹具槽钢、夹具盖板、夹具立板、丝杠二、夹具弯板和定位销二组成，夹具槽钢固定在二次底架装配上，顶部设置夹具盖板，夹具盖板的上方置有垫板二，夹具立板连接在夹具槽钢的外侧，并通过两个定位销二与夹具弯板的一端相连，夹具弯板的另一端与丝杠二相连，丝杠二位于夹具盖板的上方；工作时，导流筒的盖板位于垫板二与丝杠二之间；

当一次焊接后的导流筒的盖板平放至每个支撑台压紧装置的夹具盖板上时，拔出位于上方的定位销二，将夹具弯板旋转并紧固丝杠二来实现压紧、压平盖板的功能。

本发明还提供了一种机车导流筒焊接工艺结构的焊接工艺方法，包括如下步骤：

S1、导流筒与盖板组对工艺：

S11、将直流筒固定在导流筒与盖板组焊工装结构的底框装配的上平面上，并旋转锁螺丝一调整圆盘装配的外径，并用夹紧装置夹紧，保证直流筒直径尺寸并点焊固定；

S12、焊接导流筒拼接缝处焊缝：

S121、将盖板放置在直流筒外侧，同时用内压板装置压紧盖板四周，压紧后，与直流筒点焊固定，盖板与直流筒拼接缝间隙不大于2mm；

S122、分段跳焊直流筒与盖板焊缝；

S13、组对盖板上筋板，平缝点焊一处，立缝点焊两处；

S14、按筋板类型组对散流筒，并由下向上焊接每个散流筒之间的拼接缝；

S15、分三次段续焊接直流筒与盖板环拼接缝以及散流筒与直流筒外侧环焊缝；其中，每段焊缝冷却后再进行下一段焊接，焊缝冷却时间在半小时以上；焊后将筋板与散流筒之间自有部分进行点焊固定；

S16、交验，核对各组对尺寸；

S2、导流筒二次组对工艺：

S21、将导流筒正面朝下，放置于导流筒二次组对工装结构的二次底架装配上并用二次圆盘装配将其顶紧，用支撑台压紧装置支撑盖板并将其压紧固定；

S22、将风扇电机座装配的上法兰的四个把接孔对应叠加设置的法兰一、法兰二和法兰三的四个把接口并插入定位用销轴-A，从而定位风扇电机座装配；

S23、使二次圆盘装配顶紧风扇电机座装配内壁的同时，保证盖板和风扇电机座装配上非拼接缝两边的中心线对正二次胎同侧中心线，同时，保证盖板上四个把接口与支撑槽钢上的螺栓孔对正，组对后，风扇电机座装配同心度控制在2mm以内；

S24、组焊拉筋；压紧盖板，组对拉筋其中，为便于释放拉筋焊接后的内应力，拉筋与盖板之间只点焊一处；焊接拉筋与风扇电机座装配之间的焊缝，按照先焊接6个拉筋一侧的焊缝，再按另一侧的顺序焊接，焊接完成后先把拉筋与盖板之间的焊点打掉，使其释放应力，然后再焊接拉筋与盖板之间的平焊缝；

S25、组焊集流筒：组对集流筒，并分别分三段焊接集流筒与盖板的外侧、内侧焊缝，按照内一内二内三外一外二外三的顺序焊接，每段焊接冷却后再进行下一段焊接，冷却时间为半小时；

S26、整体组焊；

S261、焊接拉筋与集流筒的内、外侧立焊缝，待焊缝冷却后，最后焊接盖板拼接缝、导流筒与盖板之间的筋板除了仰脸以外的所有焊缝；其中，盖板拼接缝上的工艺放量处不焊接；

S262、焊缝冷却后下二次胎，先测量一边尺寸并进行需要的调整，焊接剩余焊缝，即筋板与散流筒之间的焊缝；调修后对盖板窄边部分进行加热，拉长其内部纤维，再用大锤敲击；

S27、交验，核对各组对尺寸；

S28、在盖板拼接缝位置的直流筒内壁加置工艺拉筋后，用等离子切割去之前盖板加工的部分，等导流筒装配与冷钢整体装配焊接完成后再去除拉筋。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的机车导流筒焊接工艺结构及焊接工艺方法，其焊接工艺设计满足导流筒、直流筒、散流筒的直径公差在1-2mm之间，提高导流筒装配件的质量和现场工作效率。

2、本发明提供的机车导流筒焊接工艺结构及焊接工艺方法，通过制作专用的导流筒与盖板组焊工装和导流筒二次组对工装，梳理导流筒各部件的焊接工艺顺序，在满焊状态下保证了导流筒的圆弧尺寸1409+2mm。同时，使操作者上手容易，缩短熟练度周期，减少后续意外调整焊接外形频率、节省时间。

综上，应用本发明的技术方案能够解决目前的焊接工艺无法满足导流筒、直流筒、散流筒的直径公差在1-2mm之间，无法提高导流筒装配件的质量和现场工作效率；焊接后变形非常大；焊接收缩比较大，致使整体收缩不均匀的问题。

基于上述理由本发明可在机车导流筒焊接等领域广泛推广。

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做以简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为南非机车导流筒的三维视图。

图2为南非机车导流筒的结构示意图。

图3为本发明导流筒与盖板组焊工装的二维结构示意图。

图4为本发明导流筒与盖板组焊工装的俯视图。

图5为本发明图3中I处的放大图。

图6为本发明图4中A-A处内压板装置的剖面图。

图7为本发明导流筒与盖板组焊工装的三维结构示意图。

图8为本发明圆盘装配的结构示意图。

图9为本发明图8中A-A处的剖面图。

图10为本发明图8中B-B处的剖面图。

图11为本发明夹紧装置的结构示意图。

图12为本发明夹紧装置的俯视图。

图13为本发明导流筒二次组对工装的三维结构示意图。

图14为本发明导流筒二次组对工装的二维结构示意图。

图15为本发明导流筒二次组对工装的正视图。

图16为本发明图14中A-A处的剖面图。

图17为本发明支撑台压紧装置的结构示意图。

图18为本发明支撑台压紧装置的左视图。

图19为定位风扇电机座装配的销轴-A的结构示意图。

图中：001、散流筒；002、直流筒；003、盖板；004、集流筒；005、风扇电机座装配；006、拉筋；1、圆盘装配；2、底框装配；3、压紧槽钢框架；4、压板；5、六角头螺栓一；6、螺母；7、内压板；8、止挡板；9、六角头螺栓二；10、垫板一；11、夹紧装置；12、底框装配上盖板；101、盖板一；102、盖板二；103、筋板一；104、顶板；105、槽钢；106、锁螺丝；107、筋板二；1101、底板；1102、立板；1103、弯板；1104、定位销一；1105、丝杠一；1106、调节片一；1107、调节片二；

13、限位盖板；14、支撑槽钢；15、筋板三；16、立板一；17、法兰一；18、法兰二；19、二次底架装配；20、二次圆盘装配；21、定位柱二；22、支撑台压紧装置；23、法兰三；24、垫板二；25、销轴-A；2201、夹具槽钢；2202、夹具盖板；2203、夹具立板；2204、定位销二；2205、夹具弯板；2206、丝杠二。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图所示，本发明提供了一种机车导流筒焊接工艺结构，包括：导流筒与盖板组焊工装结构和导流筒二次组对工装结构；导流筒与盖板组焊工装结构为第一次组对焊接，包括底框装配2、安装在底框装配2上方的压紧槽钢框架3、安装在压紧槽钢框架3上方的圆盘装配1、与圆盘装配1相连的内压板7装置、外压板装置和夹紧装置11，圆盘装配1插入直流筒002，其外壁与直流筒002的内壁接触连接，用于移动顶紧导流筒，夹紧装置11安装在圆盘装配1顶部，用于将直流筒002顶紧在圆盘装配1外壁，内压板7装置位于圆盘装配1中部的腔室中，用于压紧圆盘装配1，外压板装置与底框装配2上部相连，用于压平焊接时的盖板003；

导流筒二次组对工装结构为第二次组对焊接，对翻转180度后的导流筒进行焊接过程控制，包括二次底架装配19、安装在二次底架装配19上的限位盖板13和支撑台压紧装置22以及安装在限位盖板13上的二次圆盘装配20、法兰结构和支撑槽钢14，二次圆盘装配20插入直流筒002中，用于支撑导流筒，通过法兰结构和连接的销轴-A25来定位风扇电机座装配005，支撑台压紧装置22用于压紧压平盖板003。本发明通过导流筒与盖板003组焊工装设计和导流筒二次组对工装设计，规划各部件焊接工艺顺序，保证焊接件尺寸。

作为优选的实施方式，所述圆盘装配1安装在底架装配的中心位置，中部为空腔，由4瓣弧形支撑结构组成，每瓣支撑结构由两个盖板一101、两个盖板二102和两个筋板一103组成，盖板二102连接在盖板一101外侧，构成双层盖板003结构，两个筋板一103的顶部和底部各连接一组双层盖板003结构，每个双层盖板003结构中的盖板一101的内侧分别与筋板一103的上下两端垂直连接，底部双层盖板003结构中的盖板二102的外侧与底架装配的上表面连接，支撑结构的外弧形用于卡接直流筒002内圆弧；中部空腔中设有两组垂直交叉设置的顶紧结构，使焊件焊后易于从工装上卸下，顶紧结构由梯形结构和锁螺丝一106组成，锁螺丝一106两端各连接一个梯形结构，梯形结构由顶板104、槽钢105和筋板二107组成，锁螺丝一106两端分别与两个梯形结构的筋板二107内侧连接，筋板二107与槽钢105相连，槽钢105与顶板104相连，两个梯形结构中的4个顶板104分别与4瓣支撑结构的内弧边连接，构成可通过旋转锁螺丝一106调整圆盘外径的可伸缩圆盘装配1结构；为避免干涉，两组顶紧结构的锁螺丝一106高低错位设置。

作为优选的实施方式，所述夹紧装置11为拐臂型结构，设有多个，均匀分布圆周方向上，由底板1101、立板1102、弯板1103、定位销一1104、丝杠一1105、调节片一1106和调节片二1107组成，底板1101固定在顶部双层盖板003结构中的盖板二102的上表面，立板1102连接在底板1101上，其上部通过两个定位销一1104连接在弯板1103的一端，弯板1103的另一端与丝杠一1105相连，丝杠一1105的内端分别连接有调节片一1106和调节片二1107，调节片二1107位于内侧，与直流筒002的外壁接触连接，2个定位销一1104均插入立板1102中时，在周圈顶紧直流筒002，保证在组对时，直流筒002相对于盖板003的垂直度，其中，位于上侧的定位销一1104拆卸下去时，向工装内侧转动弯板1103以保证工件顺利脱离工装。

作为优选的实施方式，所述内压板7装置设有多个，均匀分布在圆盘装配1的中部空腔中，由内压板7、止挡板8、六角头螺栓二9和垫板一10组成，止挡板8置于底架装配上表面，内压板7的一侧与圆盘装配1的底部双层盖板003结构中的盖板一101的上表面接触连接，另一侧通过六角头螺栓二9与止挡板8相连，内压板7另一侧端部与止挡板8间设置垫板一10；拧紧六角头螺栓，带动内压板7压紧底部双层盖板003结构，以解决圆盘装配1在顶紧过程中翘脚导致的焊后导流筒上下大小口的问题。

作为优选的实施方式，所述外压板装置设有多个，由压板4以及两组六角头螺栓一5和螺母6组成；两个螺母6左右间隔设置，均点焊在底框装配上盖板12以上、压板4以下；两个六角头螺栓一5左右间隔设置，底框装配上盖板12上相应位置加工两个丝孔一，压板4上开设有与左侧丝孔一同轴的丝孔二，左侧六角头螺栓一5从上到下依次穿过压板4、螺母6和底框装配上盖板12，右侧六角头螺栓一5从上到下依次穿过螺母6和底框装配上盖板12；右侧六角头螺栓一5位于压板4之下，当压板4下方靠右的六角头螺栓一5向上旋转时，将压板4的右侧向上踮起，同时靠左的六角头螺栓一5向下旋转，即可实现压紧作用。

作为优选的实施方式，所述导流筒二次组对工装结构还包括筋板三15、多个立板一16，筋板三15和立板一16底部均垂直焊接在限位盖板13上，筋板三15侧部与立板一16侧部焊接；法兰结构焊接固定在立板一16顶部，由叠加设置的法兰一17、法兰二18和法兰三23组成，以满足风扇电机座装配005的组对高度，法兰结构上连接有四个定位柱二21，定位柱二21的底端与限位盖板13焊接连接；待组对风扇电机座装配005时，将风扇电机座装配005的上法兰的四个把接孔对应法兰结构的四个把接口并插入定位用的销轴-A25，来定位风扇电机座装配005；

所述二次圆盘装配20设计为4瓣，中部具有空腔，该空腔中设有锁螺丝二，锁螺丝二与二次圆盘装配20中的内置筋板焊接来推动二次圆盘装配20，以解决工件偏心的问题。

作为优选的实施方式，所述支撑台压紧装置22设有多个，由夹具槽钢2201、夹具盖板2202、夹具立板2203、丝杠二2206、夹具弯板2205和定位销二2204组成，夹具槽钢2201固定在二次底架装配19上，顶部设置夹具盖板2202，夹具盖板2202的上方置有垫板二24，夹具立板2203连接在夹具槽钢2201的外侧，并通过两个定位销二2204与夹具弯板2205的一端相连，夹具弯板2205的另一端与丝杠二2206相连，丝杠二2206位于夹具盖板2202的上方；工作时，导流筒的盖板003位于垫板二24与丝杠二2206之间；

当一次焊接后的导流筒的盖板003平放至每个支撑台压紧装置22的夹具盖板2202上时，拔出位于上方的定位销二2204，将夹具弯板2205旋转并紧固丝杠二2206来实现压紧、压平盖板003的功能。

实施例1

如图1-19所示，本发明提供了一种机车导流筒焊接工艺结构，包括：导流筒与盖板组焊工装结构和导流筒二次组对工装结构；导流筒与盖板组焊工装结构为第一次组对焊接，是为了控制焊后尺寸在±2mm以内，导流筒与盖板003组焊工装圆盘直径设计为1411mm。

导流筒与盖板组焊工装结构包括底框装配2、安装在底框装配2上方的压紧槽钢框架3、安装在压紧槽钢框架3上方的圆盘装配1、与圆盘装配1相连的内压板7装置、外压板装置和夹紧装置11，圆盘装配1插入直流筒002，其外壁与直流筒002的内壁接触连接，用于移动顶紧导流筒，夹紧装置11安装在圆盘装配1顶部，用于将直流筒002顶紧在圆盘装配1外壁，内压板7装置位于圆盘装配1中部的腔室中，用于压紧圆盘装配1，外压板装置与底框装配2上部相连，用于压平焊接时的盖板003。

导流筒二次组对工装结构为第二次组对焊接，对翻转180度后的导流筒进行焊接过程控制，即是为了控制一次组对之后的焊接过程，也是独立且一次组对工装的另一套组对工装。导流筒二次组对工装结构包括二次底架装配19、安装在二次底架装配19上的限位盖板13和支撑台压紧装置22以及安装在限位盖板13上的二次圆盘装配20、法兰结构和支撑槽钢14，二次圆盘装配20插入直流筒002中，用于支撑导流筒，通过法兰结构和连接的销轴-A25来定位风扇电机座装配005，支撑台压紧装置22用于压紧压平盖板003。

本实施例中，为能够移动顶紧导流筒周圈，在底架装配的中心位置设计了圆盘装配1，圆盘装配1中部为空腔，由4瓣弧形支撑结构组成，每瓣支撑结构由两个盖板一101、两个盖板二102和两个筋板一103组成，盖板二102焊接在盖板一101外侧，构成双层盖板003结构，两个筋板一103的顶部和底部各连接一组双层盖板003结构，每个双层盖板003结构中的盖板一101的内侧分别与筋板一103的上下两端垂直焊接，底部双层盖板003结构中的盖板二102的外侧与底架装配的上表面焊接，支撑结构的外弧形用于卡接直流筒002内圆弧；中部空腔中设有两组垂直交叉设置的顶紧结构，使焊件焊后易于从工装上卸下，顶紧结构由梯形结构和锁螺丝一106组成，锁螺丝一106两端各焊接一个梯形结构，梯形结构由顶板104、槽钢105和筋板二107组成，锁螺丝一106两端分别与两个梯形结构的筋板二107内侧焊接，筋板二107与槽钢105焊接，槽钢105与顶板104焊接，两个梯形结构中的4个顶板104分别与4瓣支撑结构的内弧边焊接，构成可通过旋转锁螺丝一106调整圆盘外径的可伸缩圆盘装配1结构；为避免干涉，两组顶紧结构的锁螺丝一106高低错位设置。

本实施例中，夹紧装置11为拐臂型结构，设有8个，均匀分布圆周方向上，由底板1101、立板1102、弯板1103、定位销一1104、丝杠一1105、调节片一1106和调节片二1107组成，底板1101焊接在顶部双层盖板003结构中的盖板二102的上表面，立板1102焊接在底板1101上，其上部通过两个定位销一1104连接在弯板1103的一端，弯板1103的另一端与丝杠一1105相连，丝杠一1105的内端分别连接有调节片一1106和调节片二1107，调节片二1107位于内侧，与直流筒002的外壁接触连接，2个定位销一1104均插入立板1102中时，在周圈顶紧直流筒002，保证在组对时，直流筒002相对于盖板003的垂直度，其中，位于上侧的定位销一1104拆卸下去时，向工装内侧转动弯板1103以保证工件顺利脱离工装。

本实施例中，内压板7装置设有8个，均匀分布在圆盘装配1的中部空腔中(圆盘装配1内周圈)，由内压板7、止挡板8、六角头螺栓二9和垫板一10组成，止挡板8置于底架装配上表面，内压板7的一侧与圆盘装配1的底部双层盖板003结构中的盖板一101的上表面接触连接，另一侧通过六角头螺栓二9与止挡板8相连，内压板7另一侧端部与止挡板8间设置垫板一10；拧紧六角头螺栓，可以带动内压板7压紧底部双层盖板003结构，以解决圆盘装配1在顶紧过程中翘脚导致的焊后导流筒上下大小口的问题。

本实施例中，外压板装置设有12个，均匀分布，用于压平焊接时的盖板003，防止其受热后出现翘脚的现象，外压板装置由压板4、两组六角头螺栓一5和螺母6组成。螺母6分为左右两个：间隔点焊在底框装配上盖板12以上、压板4以下；六角头螺栓一5也分为左右两个：由于在底框装配上盖板12上相应位置加工两个丝孔一，而且压板4上开设有与左侧丝孔一同轴的丝孔二，使得左边的六角头螺栓一5可以从上到下依次穿过压板4、螺母6和底框装配上盖板12，右边的六角头螺栓一5可以从上到下依次穿过螺母6和底框装配上盖板12。且右边的六角头螺栓一5位于压板4之下，当压板4下方靠右的六角头螺栓一5向上旋转时，将压板4的右侧向上踮起，同时靠左的六角头螺栓一5向下旋转，即可实现压紧作用。

本实施例中，导流筒二次组对工装结构还包括筋板三15、6个立板一16，筋板三15和立板一16底部均垂直焊接在限位盖板13上，筋板三15侧部与立板一16侧部焊接；法兰结构加焊在立板一16顶部，由叠加设置的法兰一17、法兰二18和法兰三23组成，以满足风扇电机座装配005的组对高度(正常情况下，只需一个足够厚度的法兰即可，但本发明在试验过程中经过几轮改造，整体高度加高，加焊了法兰二18和法兰三23两个法兰来满足风扇电机座的组对高度)，法兰结构上连接有四个定位柱二21，定位柱二21的底端与限位盖板13焊接连接；待组对风扇电机座装配005时，将风扇电机座装配005的上法兰的四个把接孔对应叠加设置的法兰一17、法兰二18和法兰三23(法兰结构)的四个把接口并插入定位用的直径为24mm的GB/T882-200销轴-A25，来定位风扇电机座装配005；二次圆盘装配20设计为4瓣，中部具有空腔，该空腔中设有锁螺丝二，锁螺丝二与二次圆盘装配20中的内置筋板(与圆盘装配1中筋板一103结构相同)焊接来推动二次圆盘装配20，以解决工件偏心的问题，其结构同理于导流筒与盖板组焊工装结构中的圆盘装配1。

本实施例中，为了解决焊后盖板003不平的问题，设计了12个支撑台压紧装置22，支撑台压紧装置22由夹具槽钢2201、夹具盖板2202、夹具立板2203、丝杠二2206、夹具弯板2205和定位销二2204组成，夹具槽钢2201固定在二次底架装配19上，顶部设置夹具盖板2202，夹具盖板2202的上方置有垫板二24，夹具立板2203连接在夹具槽钢2201的外侧，并通过两个定位销二2204与夹具弯板2205的一端相连，夹具弯板2205的另一端与丝杠二2206相连，丝杠二2206位于夹具盖板2202的上方；工作时，导流筒的盖板003位于垫板二24与丝杠二2206之间；当一次焊接后的导流筒的盖板003平放至每个支撑台压紧装置22的夹具盖板2202上时，拔出位于上方的定位销二2204，将夹具弯板2205旋转并紧固丝杠二2206来实现压紧、压平盖板003的功能。

实施例2

在实施例1的基础上，本发明还提供了一种机车导流筒焊接工艺结构的焊接工艺方法，包括如下步骤：

S1、导流筒与盖板组对工艺：

S11、将直流筒002固定在导流筒与盖板组焊工装结构的底框装配2的上平面，并旋转锁螺丝一106调整圆盘装配1的外径，并用夹紧装置11夹紧，保证直流筒002直径尺寸并点焊固定；

S12、焊接导流筒拼接缝处焊缝：

S121、将盖板003放置在直流筒002外侧，同时用内压板装置7压紧盖板003四周，压紧后，与直流筒002点焊固定，盖板003与直流筒002拼接缝间隙不大于2mm；

S122、分段跳焊直流筒002与盖板003焊缝；

S13、组对盖板003上筋板，平缝点焊一处，立缝点焊两处；

S14、按筋板类型组对散流筒001，并由下向上焊接每个散流筒001之间的拼接缝(上坡焊)；

S15、分三次段续焊接直流筒002与盖板003环拼接缝以及散流筒001与直流筒002外侧环焊缝；其中，每段焊缝冷却后再进行下一段焊接，焊缝冷却时间在半小时以上；焊后将筋板与散流筒001之间自有部分进行点焊固定；

S16、交验，核对各组对尺寸；

S2、导流筒二次组对工艺：

S21、将导流筒正面朝下，放置于导流筒二次组对工装结构的二次底架装配19上并用二次圆盘装配20将其顶紧，用支撑台压紧装置22支撑盖板003并将其压紧固定；

S22、将风扇电机座装配005上上法兰的四个把接孔对应叠加设置的法兰一17、法兰二18和法兰三23的四个把接口并插入定位用销轴-A25，从而定位风扇电机座装配005；

S23、使二次圆盘装配20顶紧风扇电机座装配005内壁的同时，保证盖板003和风扇电机座装配005上非拼接缝两边的中心线对正二次胎同侧中心线，同时，保证盖板003上四个把接口与支撑槽钢14上的螺栓孔对正，组对后，风扇电机座装配005同心度控制在2mm以内；

S24、组焊拉筋006；压紧盖板003，组对拉筋006其中，为便于释放拉筋006焊接后的内应力，拉筋006与盖板003之间只点焊一处；焊接拉筋006与风扇电机座装配005之间的焊缝，按照先焊接6个拉筋006一侧的焊缝，再按另一侧的顺序焊接，焊接完成后先把拉筋006与盖板003之间的焊点打掉，使其释放应力，然后再焊接拉筋006与盖板003之间的平焊缝；

S25、组焊集流筒004：组对集流筒004，并分别分三段焊接集流筒004与盖板003的外侧、内侧焊缝，按照内一内二内三外一外二外三的顺序焊接，每段焊接冷却后再进行下一段焊接，冷却时间为半小时；

S26、整体组焊；

S261、焊接拉筋006与集流筒004的内、外侧立焊缝，待焊缝冷却后，最后焊接盖板003拼接缝、导流筒与盖板003之间的筋板除了仰脸以外的所有焊缝；其中，盖板003拼接缝上的工艺放量处不焊接；

S262、焊缝冷却后下二次胎，先测量一边尺寸并进行需要的调整，焊接剩余焊缝，即筋板与散流筒001之间的焊缝；调修后对盖板003窄边部分进行加热，拉长其内部纤维，再用大锤敲击；

S27、交验，核对各组对尺寸；

S28、在盖板003拼接缝位置的直流筒002内壁加置工艺拉筋006后，用等离子切割去之前盖板003加工的部分，等导流筒装配与冷钢整体装配焊接完成后再去除拉筋006。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种机车导流筒焊接工艺结构，其特征在于，包括：导流筒与盖板组焊工装结构和导流筒二次组对工装结构；导流筒与盖板组焊工装结构为第一次组对焊接，包括底框装配结构（2）、安装在底框装配结构（2）上方的压紧槽钢框架（3）、安装在压紧槽钢框架（3）上方的圆盘装配结构（1）、与圆盘装配结构（1）相连的内压板装置、外压板装置和夹紧装置（11），圆盘装配结构（1）插入直流筒（002），其外壁与直流筒（002）的内壁接触连接，用于移动顶紧导流筒，夹紧装置（11）安装在圆盘装配结构（1）顶部，用于将直流筒（002）顶紧在圆盘装配结构（1）外壁，内压板装置位于圆盘装配结构（1）中部的腔室中，用于压紧圆盘装配结构（1），外压板装置与底框装配结构（2）上部相连，用于压平焊接时的盖板（003）；

导流筒二次组对工装结构为第二次组对焊接，对翻转180度后的导流筒进行焊接过程控制，包括二次底架装配结构（19）、安装在二次底架装配结构（19）上的限位盖板（13）和支撑台压紧装置（22）以及安装在限位盖板（13）上的二次圆盘装配结构（20）、法兰结构和支撑槽钢（14），二次圆盘装配结构（20）插入直流筒（002）中，用于支撑导流筒，通过法兰结构和连接的销轴-A（25）来定位风扇电机座装配结构（005），支撑台压紧装置（22）用于压紧压平盖板（003）。

2.根据权利要求1所述的机车导流筒焊接工艺结构，其特征在于，所述圆盘装配结构（1）安装在底架装配结构的中心位置，中部为空腔，由4瓣弧形支撑结构组成，每瓣支撑结构由两个盖板一（101）、两个盖板二（102）和两个筋板一（103）组成，盖板二（102）连接在盖板一（101）外侧，构成双层盖板（003）结构，两个筋板一（103）的顶部和底部各连接一组双层盖板（003）结构，每个双层盖板（003）结构中的盖板一（101）的内侧分别与筋板一（103）的上下两端垂直连接，底部双层盖板（003）结构中的盖板二（102）的外侧与底架装配结构的上表面连接，支撑结构的外弧形用于卡接直流筒（002）内圆弧；中部空腔中设有两组垂直交叉设置的顶紧结构，使焊件焊后易于从工装上卸下，顶紧结构由梯形结构和锁螺丝一（106）组成，锁螺丝一（106）两端各连接一个梯形结构，梯形结构由顶板（104）、槽钢（105）和筋板二（107）组成，锁螺丝一（106）两端分别与两个梯形结构的筋板二（107）内侧连接，筋板二（107）与槽钢（105）相连，槽钢（105）与顶板（104）相连，两个梯形结构中的4个顶板（104）分别与4瓣支撑结构的内弧边连接，构成可通过旋转锁螺丝一（106）调整圆盘外径的可伸缩圆盘装配结构（1）；为避免干涉，两组顶紧结构的锁螺丝一（106）高低错位设置。

3.根据权利要求2所述的机车导流筒焊接工艺结构，其特征在于，所述夹紧装置（11）为拐臂型结构，设有多个，均匀分布圆周方向上，由底板（1101）、立板（1102）、弯板（1103）、定位销一（1104）、丝杠一（1105）、调节片一（1106）和调节片二（1107）组成，底板（1101）固定在顶部双层盖板（003）结构中的盖板二（102）的上表面，立板（1102）连接在底板（1101）上，其上部通过两个定位销一（1104）连接在弯板（1103）的一端，弯板（1103）的另一端与丝杠一（1105）相连，丝杠一（1105）的内端分别连接有调节片一（1106）和调节片二（1107），调节片二（1107）位于内侧，与直流筒（002）的外壁接触连接，2个定位销一（1104）均插入立板（1102）中时，在周圈顶紧直流筒（002），保证在组对时，直流筒（002）相对于盖板（003）的垂直度，其中，位于上侧的定位销一（1104）拆卸下去时，向工装内侧转动弯板（1103）以保证工件顺利脱离工装。

4.根据权利要求2所述的机车导流筒焊接工艺结构，其特征在于，所述内压板装置设有多个，均匀分布在圆盘装配结构（1）的中部空腔中，由内压板（7）、止挡板（8）、六角头螺栓二（9）和垫板一（10）组成，止挡板（8）置于底架装配结构上表面，内压板（7）的一侧与圆盘装配结构（1）的底部双层盖板（003）结构中的盖板一（101）的上表面接触连接，另一侧通过六角头螺栓二（9）与止挡板（8）相连，内压板（7）另一侧端部与止挡板（8）间设置垫板一（10）；拧紧六角头螺栓，带动内压板（7）压紧底部双层盖板（003）结构，以解决圆盘装配结构（1）在顶紧过程中翘脚导致的焊后导流筒上下大小口的问题。

5.根据权利要求1所述的机车导流筒焊接工艺结构，其特征在于，所述外压板装置设有多个，由压板（4）以及两组六角头螺栓一（5）和螺母（6）组成；两个螺母（6）左右间隔设置，均点焊在底框装配上盖板（12）以上、压板（4）以下；两个六角头螺栓一（5）左右间隔设置，底框装配上盖板（12）上相应位置加工两个丝孔一，压板（4）上开设有与左侧丝孔一同轴的丝孔二，左侧六角头螺栓一（5）从上到下依次穿过压板（4）、螺母（6）和底框装配上盖板（12），右侧六角头螺栓一（5）从上到下依次穿过螺母（6）和底框装配上盖板（12）；右侧六角头螺栓一（5）位于压板（4）之下，当压板（4）下方靠右的六角头螺栓一（5）向上旋转时，将压板（4）的右侧向上踮起，同时靠左的六角头螺栓一（5）向下旋转，即可实现压紧作用。

6.根据权利要求1所述的机车导流筒焊接工艺结构，其特征在于，所述导流筒二次组对工装结构还包括筋板三（15）、多个立板一（16），筋板三（15）和立板一（16）底部均垂直焊接在限位盖板（13）上，筋板三（15）侧部与立板一（16）侧部焊接；法兰结构焊接固定在立板一（16）顶部，由叠加设置的法兰一（17）、法兰二（18）和法兰三（23）组成，以满足风扇电机座装配结构（005）的组对高度，法兰结构上连接有四个定位柱二（21），定位柱二（21）的底端与限位盖板（13）焊接连接；待组对风扇电机座装配结构（005）时，将风扇电机座装配结构（005）的上法兰的四个把接孔对应法兰结构的四个把接口并插入定位用的销轴-A（25），来定位风扇电机座装配结构（005）；

所述二次圆盘装配结构（20）设计为4瓣，中部具有空腔，该空腔中设有锁螺丝二，锁螺丝二与二次圆盘装配结构（20）中的内置筋板焊接来推动二次圆盘装配结构（20），以解决工件偏心的问题。

7.根据权利要求1或6所述的机车导流筒焊接工艺结构，其特征在于，所述支撑台压紧装置（22）设有多个，由夹具槽钢（2201）、夹具盖板（2202）、夹具立板（2203）、丝杠二（2206）、夹具弯板（2205）和定位销二（2204）组成，夹具槽钢（2201）固定在二次底架装配结构（19）上，顶部设置夹具盖板（2202），夹具盖板（2202）的上方置有垫板二（24），夹具立板（2203）连接在夹具槽钢（2201）的外侧，并通过两个定位销二（2204）与夹具弯板（2205）的一端相连，夹具弯板（2205）的另一端与丝杠二（2206）相连，丝杠二（2206）位于夹具盖板（2202）的上方；工作时，导流筒的盖板（003）位于垫板二（24）与丝杠二（2206）之间；

当一次焊接后的导流筒的盖板（003）平放至每个支撑台压紧装置（22）的夹具盖板（2202）上时，拔出位于上方的定位销二（2204），将夹具弯板（2205）旋转并紧固丝杠二（2206）来实现压紧、压平盖板（003）的功能。

8.一种如权利要求1-7任意一项权利要求所述的机车导流筒焊接工艺结构的焊接工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、导流筒与盖板组对工艺：

S11、将直流筒（002）固定在导流筒与盖板组焊工装结构的底框装配结构（2）的上平面，并旋转锁螺丝一（106）调整圆盘装配结构（1）的外径，并用夹紧装置（11）夹紧，保证直流筒（002）直径尺寸并点焊固定；

S12、焊接导流筒拼接缝处焊缝：

S121、将盖板（003）放置在直流筒（002）外侧，同时用内压板装置压紧盖板（003）四周，压紧后，与直流筒（002）点焊固定，盖板（003）与直流筒（002）拼接缝间隙不大于2mm；

S122、分段跳焊直流筒（002）与盖板（003）焊缝；

S13、组对盖板（003）上筋板，平缝点焊一处，立缝点焊两处；

S14、按筋板类型组对散流筒（001），并由下向上焊接每个散流筒（001）之间的拼接缝；

S15、分三次断续焊接直流筒（002）与盖板（003）环拼接缝以及散流筒（001）与直流筒（002）外侧环焊缝；其中，每段焊缝冷却后再进行下一段焊接，焊缝冷却时间在半小时以上；焊后将筋板与散流筒（001）之间自有部分进行点焊固定；

S16、交验，核对各组对尺寸；

S2、导流筒二次组对工艺：

S21、将导流筒正面朝下，放置于导流筒二次组对工装结构的二次底架装配结构（19）上并用二次圆盘装配结构（20）将其顶紧，用支撑台压紧装置（22）支撑盖板（003）并将其压紧固定；

S22、将风扇电机座装配结构（005）的上法兰的四个把接孔对应叠加设置的法兰一（17）、法兰二（18）和法兰三（23）的四个把接口并插入定位用销轴-A（25），从而定位风扇电机座装配结构（005）；

S23、使二次圆盘装配结构（20）顶紧风扇电机座装配结构（005）内壁的同时，保证盖板（003）和风扇电机座装配结构（005）上非拼接缝两边的中心线对正二次胎同侧中心线，同时，保证盖板（003）上四个把接口与支撑槽钢（14）上的螺栓孔对正，组对后，风扇电机座装配结构（005）同心度控制在2mm以内；

S24、组焊拉筋（006）；压紧盖板（003），组对拉筋（006）其中，为便于释放拉筋（006）焊接后的内应力，拉筋（006）与盖板（003）之间只点焊一处；焊接拉筋（006）与风扇电机座装配结构（005）之间的焊缝，按照先焊接6个拉筋（006）一侧的焊缝，再按另一侧的顺序焊接，焊接完成后先把拉筋（006）与盖板（003）之间的焊点打掉，使其释放应力，然后再焊接拉筋（006）与盖板（003）之间的平焊缝；

S25、组焊集流筒（004）：组对集流筒（004），并分别分三段焊接集流筒（004）与盖板（003）的外侧、内侧焊缝，按照内一内二内三外一外二外三的顺序焊接，每段焊接冷却后再进行下一段焊接，冷却时间为半小时；

S26、整体组焊；

S261、焊接拉筋（006）与集流筒（004）的内、外侧立焊缝，待焊缝冷却后，最后焊接盖板（003）拼接缝、导流筒与盖板（003）之间的筋板除了仰脸以外的所有焊缝；其中，盖板（003）拼接缝上的工艺放量处不焊接；

S262、焊缝冷却后下二次胎，先测量一边尺寸并进行需要的调整，焊接剩余焊缝，即筋板与散流筒（001）之间的焊缝；调修后对盖板（003）窄边部分进行加热，拉长其内部纤维，再用大锤敲击；

S27、交验，核对各组对尺寸；

S28、在盖板（003）拼接缝位置的直流筒（002）内壁加置工艺拉筋（006）后，用等离子切割去之前盖板（003）加工的部分，等导流筒装配结构与冷钢整体装配结构焊接完成后再去除拉筋（006）。

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