CN114952134A - 一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法及装置，所述方法包括：设置待焊接工件的放置状态；设定焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置；在待焊接工件处于初始位置时，在待焊接工件端部弧形焊缝的起始位置上起弧；转动待焊接工件，并根据设定的焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置调整焊枪位置；控制焊枪对待焊接工件端部弧形焊缝进行焊接作业。采用本申请实施例中提供的转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法，通过转动待焊接工件，以及在待焊接工件转动过程中同步保持焊枪与端部弧形焊缝之间的相对位置，能够实现端部弧形焊缝的连续自动焊接，提高端部弧形焊缝的焊接质量，降低作业强度，提高生产效率。

Description

一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法及装置

技术领域

本申请涉及轨道交通领域，尤其涉及一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法及装置。

背景技术

目前，转向架侧梁在生产过程中，两端的弧形立板和上下盖板连接位置的焊缝采用在PB和PC位置手工焊接。由于弧形立板结构上下两端均开有焊接坡口，并且转向架所用板材厚度普遍较厚，造成坡口最外侧宽度较大。在进行盖面焊接时，盖面层焊缝横焊时无法实现一道焊接完成，只能采用多道焊接方式才能填满坡口。但是，采用上述方法会带来如下问题：

(1)采用横焊位置进行多层多道盖面焊接时，由于重力原因，焊缝下坠，造成焊缝最终成型差，在焊道与焊道搭接处极容易出现成道的深沟状缺陷。这样的缺陷不能够满足使用要求，需要将焊缝全部打磨整形。在这一过程中，打磨劳动强度极大，生产效率低下。同时产生的打磨粉尘影响作业人员身体健康和作业场所环境质量。

(2)由于侧梁的具体结构不同，在多层多道焊接的过程中，弧形立板弧度在180°至360°不等，手工焊接难度较大，焊枪不能实现连续焊接，在每道焊缝焊接过程中都无法一次性焊接完成，存在大量的焊接接头，在起弧和停弧时必须对焊接接头进行修磨，容易产生较多的焊接缺陷。

(3)多层多道焊接由于焊接成型问题，焊后焊缝表面无法达到规定的表面要求。必须经过后续大量的打磨工序，才能把焊缝修磨成合理的工艺焊缝形式。而且大量的焊接作业无形中就增加了焊接热影响区，降低板材抗冲击以及拉伸强度，对板材造成了不良影响。

目前也有一些专利提供了侧梁的焊接方法，例如CN103286463A一种侧梁上盖板与帽筒自动焊工艺方法，该方法主要应用于平板与圆筒圆环焊缝的焊接，将变位机体向前旋转60°至65°后定位不动，侧梁上盖板与帽筒组合件的焊缝接头右上方部分被摆放出PA焊位即船形焊位；变位机转盘带着工件按顺时针方向旋转，侧梁上盖板与帽筒组合件的焊缝接头上方部分始终处于PA焊位，焊接机械手焊枪在工件旋转过程中始终对准侧梁上盖板与帽筒组合件的焊缝接头上方PA焊位部分，从而实现对帽筒环焊缝的PA焊位连续焊接；利用八轴焊接机械手和两轴L型联动变位机的联动功能，使侧梁上盖板与帽筒组合件以PA焊位焊接得以实现；缩短了一周(圈)的焊接时间，提高了生产效率；使焊缝表面质量得到保证。但是由于该专利要求工件前倾60°至65°，同时要求两端焊缝为规则圆形，并且只适用于圆环与平板的连接焊缝，应用范围较窄，适用性较低。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法及装置。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法，所述方法包括：

设置待焊接工件的放置状态；

设定焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置；

在待焊接工件处于初始位置时，在所述待焊接工件端部弧形焊缝的起始位置上起弧；

转动待焊接工件，并根据设定的焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置调整焊枪位置；

控制焊枪对所述待焊接工件端部弧形焊缝进行焊接作业。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接装置，其特征在于，所述装置包括机械手变位机和处理器，所述机械手变位机用于固定和移动待焊接工件和焊枪，所述处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如本申请实施例的第一个方面所述的方法。

采用本申请实施例中提供的转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法，通过转动待焊接工件，以及在待焊接工件转动过程中同步保持焊枪与端部弧形焊缝之间的相对位置，能够实现端部弧形焊缝的连续自动焊接，提高端部弧形焊缝的焊接质量，降低作业强度，提高生产效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例1提供的一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法的流程图；

图2为本申请实施例1所述的待焊接工件的结构示意图；

图3为本申请实施例1所述的待焊接工件的放置状态示意图；

图4为本申请实施例1所述的焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置示意图；

图5为本申请实施例1所述的在待焊接工件端部弧形焊缝的起始位置上起弧的示意图；

图6为本申请实施例1所述的在待焊接工件中部长直焊缝上起弧的示意图；

图7为本申请实施例1所述的在待焊接工件中部长直焊缝上收弧的示意图；

图8为本申请实施例1所述的待焊接工件位于22.5°旋转位置时的焊枪位置示意图；

图9为本申请实施例1所述的待焊接工件位于45°旋转位置时的焊枪位置示意图；

图10为本申请实施例1所述的待焊接工件位于67.5°旋转位置时的焊枪位置示意图；

图11为本申请实施例1所述的待焊接工件位于90°旋转位置时的焊枪位置示意图；

图12为本申请实施例1所述的待焊接工件位于112.5°旋转位置时的焊枪位置示意图；

图13为本申请实施例1所述的待焊接工件位于135°旋转位置时的焊枪位置示意图；

图14为本申请实施例1所述的待焊接工件位于157.5°旋转位置时的焊枪位置示意图；

图15为本申请实施例1所述的待焊接工件位于180°旋转位置时的焊枪位置示意图；

图16为本申请实施例1所述的待焊接工件端部弧形焊缝存在圆弧和直线混合焊缝时的焊缝示意图。

附图标记：

1、上盖板，2、下盖板，3、中部立板，4、端部立板，5、焊枪，6、待焊接工件端部弧形焊缝的直线段，7、待焊接工件端部弧形焊缝的圆弧段。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法，该方法包括：

S101、设置待焊接工件的放置状态。

具体的，本实施例中，待焊接工件由上盖板1、下盖板2、中部立板3和两侧的端部立板4组成，如图2所示。端部弧形焊缝即为上盖板1或下盖板2与端部立板4之间的焊缝。首先将待焊接工件正装或反装在机械手变位机上。图2所示即为正装状态，正装状态时上盖板1置于上面，反装状态时下盖板2置于上面。然后将待焊接工件转动90°，使得中部立板3置于上面，处于水平位置，保持与地面平行，该状态即为待焊接工件的放置状态，如图3所示。

S102、设定焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置。

具体的，首先预先设定多个旋转位置。然后保持待焊接工件的放置状态，即保持中部立板3与地面平行，水平转动待焊接工件，依次到达上述旋转位置。为了便于理解，本实施例选取旋转位置为0°、22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°、157.5°和180°为例进行说明，如图4所示。转动的方向可以为顺时针，也可为逆时针，本实施例不做具体限定，图4所示为顺时针转动。在转动待焊接工件至上述旋转位置的同时，调整焊枪5的位置和姿态，使焊枪5与待焊接工件端部弧形焊缝保持垂直状态。同时，为了保证焊带具有良好的均匀度和外观，在转动待焊接工件时为匀速转动。

S103、在待焊接工件处于初始位置时，在所述待焊接工件端部弧形焊缝的起始位置上起弧。

具体的，以先对待焊接工件A端端部弧形焊缝进行焊接作业为例，在待焊接工件处于初始位置(旋转位置为0°)时，在A端端部弧形焊缝的起始位置开始起弧焊接，焊接路径如图5所示。

此外，如果待焊接工件中部长直焊缝可以实现与端部弧形焊缝连续焊接时，可以在待焊接工件中部长直焊缝上起弧，在焊接作业完成后，同样在待焊接工件中部长直焊缝上收弧，如图6和图7所示。

S104、转动待焊接工件，并根据设定的焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置调整焊枪位置。

具体的，沿顺时针或逆时针转动待焊接工件，以使待焊接工件依次到达预先设定的多个旋转位置。根据预先设定的焊枪5与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置控制焊枪5随待焊接工件的转动进行同步移动，并且保持焊枪5与待焊接工件端部弧形焊缝垂直。

S105、控制焊枪对所述待焊接工件端部弧形焊缝进行焊接作业。

具体的，在待焊接工件依次预先设定的旋转位置时，对焊枪5在每个旋转位置上的步点进行编制，并根据编制的步点对待焊接工件端部弧形焊缝进行焊接作业，直至所有旋转位置均完成焊接作业，如图8至图15所示。在这一过程中，可通过采集焊接作业过程中的电弧信息或利用电弧跟踪手段，对焊枪5与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置进行补偿修正，以保证焊枪5与端部弧形焊缝之间的相对位置更加稳定。此外，当待焊接工件端部弧形焊缝存在圆弧和直线混合焊缝时，如图16所示，附图标记6和7分别为待焊接工件端部弧形焊缝的直线段和圆弧段，需要优化焊枪5的步点，增加焊枪5的步点，以保证焊缝成型质量。

进一步的，本实施例中，焊接作业包括多道填充焊接作业和盖面焊接作业。在设置待焊接工件的放置状态以及设定焊枪5与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置后，通过执行S103至S105的步骤对A端端部弧形焊缝进行打底焊接。然后同样通过执行S103至S105的步骤对B端端部弧形焊缝进行打底焊接。接着依次通过执行S103至S105的步骤完成A端端部弧形焊缝和B端端部弧形焊缝的多道填充焊接作业，最后通过执行S103至S105的步骤完成A端端部弧形焊缝和B端端部弧形焊缝的盖面焊接作业。同时，可通过增加填充焊接作业和盖面焊接作业之间的间隔时间，使焊缝充分冷却，防止盖面焊接时由于过热影响焊缝外观成型质量。

实施例2

本实施例提供了一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接装置，该装置包括机械手变位机和处理器，机械手变位机用于固定和移动待焊接工件和焊枪，处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作指令：

设置待焊接工件的放置状态；

设定焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置；

在待焊接工件处于初始位置时，在所述待焊接工件端部弧形焊缝的起始位置上起弧；

转动待焊接工件，并根据设定的焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置调整焊枪位置；

控制焊枪对所述待焊接工件端部弧形焊缝进行焊接作业。

本实施例采用待焊接工件与焊枪同步联动的方式保证端部弧形焊缝的自动连续焊接。可根据端部弧形焊缝的具体弧度进行针对性的步点编制。同时将端部弧形焊缝的焊接步骤融入至待焊接工件整体焊接顺序中，优化焊接层道数、焊接顺序等内容。降低待焊接工件焊后变形量，提高焊缝外观质量，减少焊后打磨工作量，提高生产效率，降低生产成本，并能够使端部弧型焊缝直接焊接成型，保证焊缝的一致性，大大减少焊缝接头数量，提高焊缝质量。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接方法，其特征在于，所述方法包括：

设置待焊接工件的放置状态；

设定焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置；

在待焊接工件处于初始位置时，在所述待焊接工件端部弧形焊缝的起始位置上起弧；

转动待焊接工件，并根据设定的焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置调整焊枪位置；

控制焊枪对所述待焊接工件端部弧形焊缝进行焊接作业。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待焊接工件的放置状态为待焊接工件的中部立板处于水平位置时的状态。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述设定焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置的过程包括：

水平转动所述待焊接工件至预先设定的多个旋转位置，并在所述待焊接工件水平转动过程中同步将所述焊枪移动至所述多个旋转位置；

在每个旋转位置上保持所述焊枪与所述待焊接工件端部弧形焊缝垂直。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述转动待焊接工件，并根据设定的焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置调整焊枪位置的过程包括：

沿顺时针或逆时针水平转动待焊接工件，以使所述待焊接工件依次到达预先设定的多个旋转位置；

根据预先设定的焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置控制焊枪随所述待焊接工件的转动进行同步移动。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制焊枪对所述待焊接工件端部弧形焊缝进行焊接作业的过程包括：

在每个旋转位置上进行焊枪的步点编制，并根据所述编制的步点对所述待焊接工件端部弧形焊缝进行焊接作业，直至所有旋转位置均完成焊接作业。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述待焊接工件端部弧形焊缝存在圆弧和直线混合焊缝时，增加所述焊枪的步点。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取焊接作业过程中的电弧信息；

根据所述电弧信息对所述焊枪与待焊接工件端部弧形焊缝之间的相对位置进行补偿修正。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述待焊接工件中部长直焊缝与端部弧形焊缝连续焊接时，在所述待焊接工件中部长直焊缝上起弧。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊接作业包括依次进行的打底焊接作业、多道填充焊接作业和盖面焊接作业，所述打底焊接作业、多道填充焊接作业和盖面焊接作业之间预先设定间隔时间。

10.一种转向架侧梁端部弧形焊缝焊接装置，其特征在于，所述装置包括机械手变位机和处理器，所述机械手变位机用于固定和移动待焊接工件和焊枪，所述处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如权利要求1至9任一项所述的方法。

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