CN205927498U - 一种轨道车辆用侧墙组成及制作工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种轨道车辆用侧墙组成，侧墙组成为大断面实心挤压型材的双壳车体结构，双壳车体结构由两块平行的构架成形的板连接在一起，形成中空结构，侧墙组成包括四件挤压型材零件拼接而成，共有八条对接焊缝，为对接形式搅拌摩擦焊接头；在侧墙组成内外侧对接焊缝处设计有凸台。本实用新型还公开一种对应的制作工装，包括安装轨道、搅拌头、定位支撑、焊接垫板、侧顶下压及导轮。本实用新型的侧墙组成能够进行批量生产，制作工装焊接成本低且绿色环保。

Description

一种轨道车辆用侧墙组成及制作工装

技术领域

本发明属于轨道交通制造领域，特别是一种利用搅拌摩擦焊制作的轨道车辆用铝合金侧墙组成及制作工装。

背景技术

目前搅拌摩擦焊在国内轨道列车行业的应用仍处于起步阶段，搅拌摩擦焊的应用解放了熔焊对列车部件结构的束缚，就侧墙板而言，搅拌摩擦焊的应用使得在确保车体强度及刚度的前提下减轻车体的重量，不仅可以减少原材料的消耗，有利于降低牵引功率，改善列车启动和制动性能，增加机车和线路的使用寿命。在这种背景下我公司开展了搅拌摩擦焊焊接侧墙板的研究与应用项目，为搅拌摩擦焊在国内的推广及市场化应用做贡献。

根据传统侧墙焊接方式为氩弧焊，首先氩弧焊焊接方式有如下缺点，首先是焊接时产生烟气，对人体肺部有伤害，焊接过程中产生强烈光线对人眼产生伤害，而且产生大量热量，使得操作人员焊接时间短，劳动效率低下，而且焊缝容易产生缺陷，焊缝成型不良等。其次是侧墙焊接时需制作复杂的焊接工装，通过氩弧焊焊接后，容易产生焊接变形，变形量大，调修时间长，而且侧墙外侧须将高出的焊缝打磨平整，打磨后产生大量铝粉层，对工作环境产生不利因素，提高了环境环保要求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明根据轻量化及使用寿命等设计要求，提出改进的侧墙搅拌摩擦焊焊接方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：在确保焊缝质量、焊缝强度及制造公差等技术指标的可完成性及可保证性的前提下，对搅拌摩擦焊工装根据型材结构、接头形式的要求进行结构设计和优化。实现根据侧墙板鼓形特点制作组焊工装，并进行批量生产。

根据确定的型材结构并结合搅拌摩擦焊工艺特点，制作专用的工装和制定合理的工艺措施防止焊接过程中产品的变形。生产该结构要考虑三个因素：材料、焊接参数、所要求的强度。就材料来说，因为搅拌摩擦焊没有填充材料，因此要选择合适的铝合金与其热处理状态，保证焊接过程中中空缝隙的收缩应当最小。就焊接参数来考虑，稳定的参数能够在中空缝隙成形时变形最小。从所需强度来讲，接头的强度应与完整结构的强度相适应，以最具代表性的重量最小部位的强度为准。

轨道车辆用侧墙组成采用大断面实心挤压型材的双壳车体结构，双壳车体结构由两块平行的构架成形的板连接在一起，形成中空结构，两个平行的构架中间为锯齿形加强结构；侧墙组成包括四件挤压型材零件拼接而成，共有八条对接焊缝，为对接形式搅拌摩擦焊接头；在侧墙组成内外侧对接焊缝处设计有凸台。

凸台高度0.2-0.5mm，宽度5-12mm。作为优选，凸台高度为0.35mm，宽度为10.8mm。

本发明的侧墙组成的材料为EN AW-6005A-T6铝合金。

制作上述轨道车辆用侧墙组成的制作工装，包括一个安装轨道，搅拌头、定位支撑、焊接垫板、侧顶下压和导轮；

搅拌头设置在安装轨道上方；定位支撑设置在安装轨道一端；焊接垫板包括3个，等距设置，距离为侧墙板的宽度，靠近定位支撑的两个焊接垫板前均设置前定位下压、焊接垫板后设置后定位下压；侧顶下压设置在第三个焊接垫板正上方。

本发明的导轮到等距设置4组，控制侧墙组成水平传输。

本发明的搅拌头为螺旋槽型搅拌头，轴肩直径为12-15mm，搅拌头上的搅拌针带螺纹，搅拌针长为4-7mm。作为优选，轴肩直径为12mm，搅拌头上的搅拌针带螺纹，搅拌针长为4.7mm。

本发明具有以下有益效果：本发明实现根据侧墙板鼓形特点制作组焊工装，能够进行批量生产。本发明的铝合金侧墙焊接成本低，无需焊接过程消耗，并且焊接简单，自动化程度高，大大提高了侧墙板焊缝质量及产品制造精度，进一步降低了部件的重量及变形量，提高了产品批量生产时质量的可靠性与稳定性，同时还实现了绿色节能、对环境无污染及对人体无伤害焊接。

附图说明

图1为本发明实施例的搅拌摩擦焊焊接工装示意图。

图2为本发明实施例的搅拌摩擦焊接头形式示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明。

经过多次焊接工艺实验，针对产品接头形式进行焊接工作试件评定试验，优化出合适的参数，并由第三方出具检测报告，制作出严格的焊接工艺规范，以确保焊接工艺规范的正确性、可靠性以及焊接体系的完整性。

实物模拟实验，采用符合设计的型材，利用产品搅拌摩擦焊专用工装，执行焊接工艺进行实物模拟试验，焊接完成后利用搅拌摩擦焊设备对模拟产品进行校形，调试出合适的校形方法，积累校形经验。

结合实物模拟实验经验与结论，制作出完整的产品制造工艺文件，确保焊缝质量及焊后的尺寸达到设计要求。

轨道车辆用侧墙组成采用大断面实心挤压型材的双壳车体结构，双壳车体结构由两块平行的构架成形的板连接在一起，形成中空结构，两个平行的构架中间为锯齿形加强结构。侧墙搅拌摩擦焊搅拌头的接头，在0.4～50mm厚度范围内可以实现单道焊接成型；不受焊缝位置的限制，可实现多种接头形式的焊接。

图2为中空铝型材搅拌摩擦焊的一种接头形式，对型材装配要求相对较低。侧墙板由四件挤压型材零件拼接而成，材料为EN AW-6005A-T6铝合金。每件产品上共有八条对接焊缝，产品结构如图1所示。其搅拌摩擦焊接头形式为对接，在侧墙内外侧设计有凸台便于焊后打磨，凸台高度0.35mm，宽度10.8mm。

图1为实施例的制作上述轨道车辆用侧墙组成的制作工装，包括一个安装轨道，搅拌头、定位支撑1、3个焊接垫板3、3组定位下压2，侧顶下压4和4组导轮；

搅拌头设置在安装轨道上方；定位支撑1设置在安装轨道一端；焊接垫板3包括3个，等距设置，距离为侧墙板的宽度，靠近定位支撑1的两个焊接垫板3前后设置定位下压2，具体为焊接垫板3前均设置前定位下压、焊接垫板3后设置后定位下压；侧顶下压设置在第三个焊接垫板正上方。本实施例的导轮到等距设置4组，控制侧墙组成水平传输。

本实施例的搅拌头为螺旋槽型搅拌头，轴肩直径为12mm，搅拌头上的搅拌针带螺纹，搅拌针长为4.7mm。

以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。本发明未涉及的技术均可通过现有的技术加以实现。

Claims (7)

1.一种轨道车辆用侧墙组成，其特征在于：侧墙组成为大断面实心挤压型材的双壳车体结构，双壳车体结构由两块平行的构架成形的板连接在一起，形成中空结构，两个平行的构架中间为锯齿形加强结构；侧墙组成包括四件挤压型材零件拼接而成，共有八条对接焊缝，为对接形式搅拌摩擦焊接头；在侧墙组成内外侧对接焊缝处设计有凸台。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆用侧墙组成，其特征在于：侧墙组成的材料为EN AW-6005A-T6铝合金。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆用侧墙组成，其特征在于：凸台高度0.2-0.5mm，宽度5-12mm。

4.一种如权利要求1所述的轨道车辆用侧墙组成制作工装，包括一个安装轨道，其特征在于：还包括搅拌头、定位支撑、焊接垫板、侧顶下压、导轮；

搅拌头设置在安装轨道上方；定位支撑设置在安装轨道一端；焊接垫板包括3个，等距设置，距离为侧墙板的宽度，靠近定位支撑的两个焊接垫板前均设置前定位下压、焊接垫板后设置后定位下压；侧顶下压设置在第三个焊接垫板正上方；导轮控制侧墙组成水平传输。

5.根据权利要求4所述的轨道车辆用侧墙组成制作工装，其特征在于：搅拌头为螺旋槽型搅拌头，轴肩直径为12-15mm，搅拌头上的搅拌针带螺纹，搅拌针长为4-7mm。

6.根据权利要求4所述的轨道车辆用侧墙组成制作工装，其特征在于：搅拌头为螺旋槽型搅拌头，轴肩直径为12mm，搅拌头上的搅拌针带螺纹，搅拌针长为4.7mm。

7.根据权利要求4所述的轨道车辆用侧墙组成制作工装，其特征在于：导轮等距设置4组。