CN116944639B - 一种铁路货车板柱式端墙组焊工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铁路货车板柱式端墙组焊工艺,通过预先对角柱进行反变形,再采用角柱组对装置对角柱、上端梁进行定位,最后组装横带,实现端墙宽度尺寸公差、对角线差精准控制,有效减小端墙角柱变形,通过采用脉冲电源调整焊接参数、预留拼接间隙实现端板拼接焊接机器人自动焊接,保证拼缝熔深。
Description
技术领域
本发明属于焊接技术领域,涉及一种端墙组焊工艺,具体是一种铁路货车板柱式端墙组焊工艺。
背景技术
端墙是铁路货车中的重要部件,与侧墙、底架一起构成铁路货车装货车厢的主体结构,位于铁路货车车厢前后两端;端墙通常为板柱式结构,主要由上端梁、角柱、端板及横带组焊而成;端板为钢板,由上端板、下端板拼接而成,上端梁、角柱为方形型钢、横带为帽形型钢。为保证铁路货车车厢整体组装尺寸和焊接质量,需要精准控制端墙宽度、对角线差等尺寸的公差,同时将端墙焊接变形控制在合理范围内。
传统的组焊工艺是端墙各零件加工完毕后直接组对,先拼接并点固上、下端板,然后将上端梁、角柱、横带一起组装点固,再采用半自动或者自动MAG焊焊接端墙正面焊缝及反面焊缝。上、下端板的拼缝采用自动MAG焊一次完成焊接,拼缝熔深难以达到设计要求,需开坡口、采用半自动MAG焊打底或焊接。端墙宽度、对角线差随横带下料长度变化而变化难以精准控制;端墙焊接完成后,端墙角柱和端板变形较大,难以满足标准要求。
发明内容
本发明的目的就是提供一种铁路货车板柱式端墙组焊工艺,解决传统方法端墙组焊时,端墙宽度尺寸公差、对角线差无法精准控制、角柱变形过大以及端板拼接自动焊难以实现的技术问题。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是:
一种铁路货车板柱式端墙组焊工艺,包括如下步骤:
S1、对角柱实施反变形;采用液压装置将角柱中部向组装后与端板贴合的一面下凸,实施6至8mm的塑性变形。
S2、在端墙组对胎实施端墙组装。
S21、制作角柱组对装置;角柱组对装置由多段矩形空心钢管组焊而成,包括两个等长横梁、两个等长纵梁、两个等长定位梁和角部支撑;两个横梁平行,两个纵梁平行连接固定在两个横梁之间,构成一个矩形框,两个定位梁对称固定在上横梁的两侧上方,角部支撑固定在矩形框的对角线上;
S22、拼接上端板和下端板;端板拼缝处不开坡口,拼接时预留1mm到1.5mm间隙。
S23、组装上端梁和两个角柱;利用角柱组对装置,控制两角柱内侧间距离及角柱与上端梁垂直度;在两个角柱中间放置角柱组对装置,角柱组对装置的定位梁上端紧靠上端梁,左右两端靠紧角柱,控制两个角柱内侧间距及角柱与上端梁垂直度;
S24、将上端梁、角柱、上端板、下端板压紧后实施点固焊;
S25、组装横带;对端墙已组零部件实施定位焊后,取出角柱组对装置,再组装横带。
S3、采用焊接机器人对端墙正面和反面焊缝进行自动焊接。端板拼缝在端墙反面单面单道焊接,采用焊接机器人、激光跟踪实施脉冲MAG焊,脉冲电源峰值电流为180A到220A,焊接速度550mm/min到600mm/min。
本发明的有益效果是:通过预先进行反变形、先组装角柱后组装横带,实现端墙宽度尺寸公差、对角线差精准控制,有效减小角柱变形;通过采用脉冲电源调整焊接参数、预留拼接间隙实现端墙的机器人自动焊接,保证拼缝熔深。
附图说明
图1是端墙结构示意图;
图2是角柱组对装置用于端墙组装示意图;
图中1、角柱一;2、角柱二;3、上端板;4、下端板;5、上端梁;6、横带一;7、横带二;8、横带三;9、横梁一;10、横梁二;11、纵梁一;12、纵梁二;13、定位梁一;14、定位梁二;15、角部支撑一;16、角部支撑二;17、角部支撑三。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的内容做进一步说明:
实施 例
采用本发明工艺对铁路货车敞车端墙组焊生产,并对端墙工作试件焊接试验,端墙结构如图1所示,包括角柱一1、角柱二2、上端板3、下端板4、上端梁5、横带一6、横带二7、横带三8,要求端墙宽度公差为 0 -4mm,对角线差≤8mm,端板拼接焊缝要求熔深为其厚度的80%以上。实施过程包括如下步骤:
S1、采用液压装置对角柱一1、角柱二2实施反变形;将角柱一1和角柱二2两端垫高10mm,中间采用液压装置下压到位,并保持3分钟;检测角柱一1和角柱二2的变形量为6mm。
S2、在端墙组对胎实施端墙组装。
S21、焊接角柱组对装置,角柱组对装置如图2所示,由横梁一9、横梁二10、纵梁一11、纵梁二12、定位梁一13、定位梁二14、角部支撑一15、角部支撑二16、角部支撑三17组焊而成;两个横梁等长,两个纵梁等长,两个定位梁等长,两个横梁平行,两个纵梁平行连接固定在两个横梁之间,构成一个矩形框,两个定位梁对称固定在上横梁的两侧上方,角部支撑固定在矩形框的对角线上。
S22、拼接上端板3和下端板4;端板拼缝处不开坡口,拼接时预留拼接间隙1mm到1.5mm。
S23、组装上端梁5和角柱一1和角柱二2;在角柱一1和角柱二2之间放置角柱组对装置,定位梁一13和定位梁二14上端靠紧上端梁5,横梁一9和横梁二10两端分别靠紧角柱一1和角柱二2,如图2所示;整个角柱组对装置下平面的平面度不大于0.5mm;横梁长度与横带长度最大设计公差一致;2个横梁平行度不大于0.1mm,对角线差不大于0.5mm,2个横梁左端定位面平面度不大于0.1mm,2个横梁右端定位面平面度不大于0.1mm;2个上定位梁平行度不大于0.1mm,2个上定位梁上定位面平面度不大于0.1mm,上定位梁与横梁垂直度不大于0.1mm。
S24、将上端梁5、角柱一1、角柱二2、上端板3和下端板4压紧后实施点固焊。
S25、取出角柱组对装置后再组装横带。
S3、采用焊接机器人、脉冲电源焊接端墙正面焊缝及反面焊缝。
针对端板拼接焊缝熔深,根据拼接间隙、焊接峰值电流、焊接速度给出六种焊接参数试验方案,如表1所示,
| 方案序号 | 拼接间隙 | 焊接峰值电流 | 焊接速度 |
| 1 | (0~0.5)mm | 220A | 600mm/min |
| 2 | (0~0.5)mm | 200A | 600mm/min |
| 3 | (0~0.5)mm | 180A | 600mm/min |
| 4 | (1~1.5)mm | 220A | 600mm/min |
| 5 | (1~1.5)mm | 200A | 600mm/min |
| 6 | (1~1.5)mm | 180A | 600mm/min |
表1
准备12块规格t5mm×150mm×400mm的不开坡口的试板,每2块为一组,按表1所示的6个方案进行拼接试验,采用焊接机器人、激光跟踪实施脉冲MAG焊,进行单面单道焊接。试板焊接完成、检查焊缝外观合格后,每组各制作两个试样进行宏观金相试验并检测熔深,6个试验的结果如表2所示,
| 方案序号 | 宏观金相1 | 熔深1 | 宏观金相2 | 熔深2 |
| 1 | 无缺陷 | 3.8mm | 无缺陷 | 3.7mm |
| 2 | 无缺陷 | 3.4mm | 无缺陷 | 3.4mm |
| 3 | 无缺陷 | 3.1mm | 无缺陷 | 2.9mm |
| 4 | 无缺陷 | 5mm | 无缺陷 | 5mm |
| 5 | 无缺陷 | 4.8mm | 无缺陷 | 5mm |
| 6 | 无缺陷 | 4.2mm | 无缺陷 | 4.3mm |
表2
从试验结果及对比分析来看,拼接间隙为最关键因素,焊接电流、焊接速度为重要因素。
采用焊接机器人、激光跟踪实施脉冲MAG焊,脉冲电源峰值电流180A到220A、焊接速度550mm/min到600mm/min时拼缝熔深均能达到板厚的80%,完全达到设计要求。
端墙焊接完成后2小时,检测端墙宽度、对角线差符合要求;检测端墙角柱变形量为4mm,端板平面度为7mm。从检测结果可以看出,实施上述工艺完全解决了端墙尺寸控制和端墙变形的技术问题。
Claims (1)
1.一种铁路货车板柱式端墙组焊工艺,其特征在于:包括如下步骤:
S1.对角柱实施反变形;采用液压装置对角柱实施反变形,将角柱中部向组装后与端板贴合的一面下凸,实施6至8mm的塑性变形;
S2.在端墙组对胎实施端墙组装;
S21.制作角柱组对装置;所述角柱组对装置由多段矩形空心钢管组焊而成,包括两个等长横梁、两个等长纵梁、两个等长定位梁和角部支撑;两个横梁平行,两个纵梁平行连接固定在两个横梁之间,构成一个矩形框,两个定位梁对称固定在上横梁的两侧上方,角部支撑固定在矩形框的对角线上;
S22.拼接上端板和下端板;端板拼接焊缝处不开坡口,拼接时预留1mm到1.5mm间隙;
S23.组装上端梁和两个角柱;利用角柱组对装置,控制两角柱内侧间距离及角柱与上端梁垂直度;在两个角柱中间放置角柱组对装置,角柱组对装置的定位梁上端紧靠上端梁,左右两端靠紧角柱,控制两个角柱内侧间距及角柱与上端梁垂直度;
S24.将上端梁、角柱、上端板、下端板压紧后实施点固焊;
S25.组装横带,对端墙已组零部件实施定位焊后,取出角柱组对装置,再组装横带;
S3.采用焊接机器人对端墙正面和反面焊缝进行自动焊接;端板拼缝在端墙反面单面单道焊接,采用焊接机器人、激光跟踪实施脉冲MAG焊,脉冲电源峰值电流为180A到220A,焊接速度550mm/min到600mm/min。
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