CN211248765U - 一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，所述工装包括基础框架、焊缝支撑梁装置、边梁定位压紧装置、边梁推紧压紧装置、顶板拉紧装置、端部定位压紧装置和端部推紧装置，基础框架作为基板，焊缝支撑梁装置纵向平行分布在顶板型材间的焊缝下方；顶板拉紧装置平行设在焊缝的两侧，采用液压气动机构对焊缝产生向下的固定拉紧力；边梁定位压紧装置和边梁推紧压紧装置设在车顶边梁的侧面，定位固定两侧边梁；端部定位压紧装置和端部推紧装置设在顶板型材的端部，定位固定顶板。本实用新型有较大的优势：组装效率高、焊接变形小、焊缝质量高、焊接位置方便、操作的可靠性及安全性高，因此本实用新型可广泛应用于车顶搅拌摩擦焊组装焊接工艺中。

Description

一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装

技术领域

本实用新型涉及一种铝合金车顶部件的搅拌摩擦焊焊接工装，具体涉及一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，属于轨道交通车体制造搅拌摩擦焊技术领域。

背景技术

为了焊接车顶，需要利用工装将待焊接的部件定位并装夹，车顶部件结构形式众多，不同车型的车顶结构也存在较大差异，这些差异势必会造成其工装需求的各异性。

以往搅拌摩擦焊焊接工装，采用手动压紧和手动拉紧，操作不方便，效率低，劳动强度大，且工件装夹压力不均匀，导致焊接变形不易控制。

同时，在生产实践中，车顶薄板搅拌摩擦焊工装还会存在以下难点：

(1)装夹难度大：用于摩擦焊的型材与常规用于MIG焊的型材存在不同，常规MIG焊型材一般为正反两面双壁的空腔型材，具有结构刚性好易于装夹的特点，而用于摩擦焊的车顶型材一般只为单壁型材，壁厚一般不超过3～5mm，存在材料刚性差，不易装夹及错边要求难以控制等问题。

(2)焊缝长度长，易于产生挠度变形：车顶型材一般长度达几米甚至十几米，而由于摩擦焊这一工艺特点，需保证焊缝长度方向上垂向高度起伏控制在极小范围内，不易实现。

(3)错边量不易控制：针对对接焊缝，特别是全熔透的对接焊缝，焊缝左右两侧母材的错边量直接影响着焊缝的熔深，而此类薄壁型材对接焊缝的错边量的控制又是一大难点。

鉴于以上创新需求及工艺难点，需尽快创新一款适合轨道车辆车顶等薄壁型材摩擦焊焊接工装。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，本实用新型成功解决装夹以及错边等工艺难题，通过便捷的装夹方式，提高了组焊的效率，减轻了焊接操作工及铆工的工作强度，很大程度上降低了生产成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，所述工装包括基础框架、焊缝支撑梁装置、边梁定位压紧装置、边梁推紧压紧装置、顶板拉紧装置、端部定位压紧装置和端部推紧装置，基础框架作为基板，其他部件均设在其上；焊缝支撑梁装置纵向平行分布在车顶顶板型材间的焊缝下方；顶板拉紧装置平行设在所述焊缝的两侧，采用液压气动机构对每条焊缝产生向下的固定拉紧力；所述边梁定位压紧装置和边梁推紧压紧装置设在车顶边梁的侧面，定位固定两侧边梁；所述端部定位压紧装置和端部推紧装置设在顶板型材的端部，定位固定顶板。

进一步地，所述边梁定位压紧装置设置在车顶边梁的两侧，边梁定位压紧装置包括支撑座、压头和连接件，连接件的一端连接在支撑座上，二者可相互转动，连接件的另一端设有压头，压头与边梁直接接触并对所述边梁定位压紧。

进一步地，所述车顶一侧的所述边梁定位压紧装置固定在基础框架上，定位压紧该边梁；车顶另一侧的边梁定位压紧装置设在直线导轨副上，通过直线导轨副的导轨和滑块的相互运动，从而使该边梁定位压紧装置实现对该侧边梁的定位压紧；该边梁定位压紧装置的外侧还设有所述边梁推紧压紧装置，产生向内的推紧力，从而对边梁整体移动推紧。

进一步地，所述端部定位压紧装置设在每个顶板型材两端，从型材的上方压紧型材的端部。

进一步地，所述端部推紧压紧装置设在每个顶板型材的一端，其另一端设置定位块，对型材进行端部推紧。

进一步地，所述基础框架包括基础横梁和纵梁，基础横梁设置在纵梁的下方；所述焊缝支撑梁装置包括所述纵梁和钢板，焊缝支撑梁装置的上平面的平面度小于0.5mm。

进一步地，所述顶板拉紧装置包括固定板、导向杆、导向板、拉紧钳、杆端连接部、铰链板和气缸，拉紧钳与上方的所述顶板型材卡接固定，其通过气缸产生向下的拉力，从而从下方拉紧上方的顶板型材。

本实用新型是一种通用性强、可靠性好、使用方便、维护简单、结构紧凑、低成本、高效率的车顶搅拌摩擦焊焊接工装，本实用新型确定了车顶搅拌摩擦焊焊接工装的结构、反变形控制及车顶尺寸的控制方式，使用此焊接工装可使焊接的车顶尺寸符合图纸及技术要求，通过简易的拉紧装置，恰当地控制了整个车顶的轮廓度尺寸，为焊接提供了很大的便利，为车顶的生产提供了有力保障，避免了产品不合格、报废的风险。

此外，本实用新型使用液压下拉压紧装置，可准确控制反变形及错边量，使生产效率、生产质量提高，使工人劳动强度大大降低。

综上，本实用新型车顶搅拌摩擦焊焊接工装有较大的优势：组装效率高、焊接变形小、焊缝质量高、焊接位置方便、操作的可靠性及安全性高，因此本实用新型可广泛应用于车顶搅拌摩擦焊组装焊接工艺中。

附图说明

图1是本实用新型工装装配截面图；

图2是本实用新型工装排布图；

图3是焊缝支撑梁装置的示意图；

图4是边梁定位压紧装置的示意图；

图5是边梁推紧压紧装置示意图；

图6是顶板拉紧装置在工装中的示意图；

图7是顶板拉紧装置示意图；

图8是端部定位压紧装置在工装中的示意图；

图9是端部推紧压紧装置在工装中的示意图；

图10是端部推紧压紧装置示意图；

其中，1-基础框架，2-焊缝支撑梁装置，3-边梁定位压紧装置，31-支撑座，32-压头，33-连接件，4-边梁推紧压紧装置，5-顶板拉紧装置，51-固定板，52-导向杆，53-导向板，54-拉紧钳，55-杆端连接部，56-铰链板，57-气缸，6-端部定位压紧装置，7-端部推紧装置，8-直线导轨副。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

本实施例的一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，其尺寸约为：长8915mm，宽3000mm，车顶型材间同一焊缝的各焊缝支撑梁装置2的间距约为970mm，该工装可装夹长达8米，宽3米的车顶部件，可确保焊接后车顶尺寸达到图纸及技术要求，为生产提供便捷。

车顶包括顶板和边梁，顶板包括多个型材平行拼接，边梁设置在顶板的两侧，边梁具有一定的曲线弧度，边梁下方连接车体的侧墙板。

参照图1至图10所示，本实施例的车顶搅拌摩擦焊焊接工装包括基础框架1、焊缝支撑梁装置2、边梁定位压紧装置3、边梁推紧压紧装置4、顶板拉紧装置5、端部定位压紧装置6和端部推紧装置7。

其中，基础框架1为厚壁矩形管与钢板焊接加工而成，焊后退火，加工T型槽，为工装提供稳定的结构、刚度保障。基础框架1作为基板，为其他部件提供保障。基础框架包括基础横梁和纵梁，基础横梁设置在纵梁的下方。

如图3所示，焊缝支撑梁装置2由上述纵梁与淬火合金钢板组成，纵梁为焊接件，焊后整体退火、加工；淬火钢板与纵梁螺栓连接。焊缝支撑梁装置2纵向依次平行分布在工装上(具体在基础横梁上)，焊缝支撑梁装置2用于顶板的各型材之间的焊缝支撑焊接。焊缝支撑梁装置2上平面的平面度小于0.5mm，是保证车顶部件轮廓度的重要部分。

边梁定位压紧装置3实现对车顶的边梁的定位，保证边梁与工装轮廓贴紧，配合实现车顶轮廓度及尺寸的控制。

如图4和图5所示，边梁定位压紧装置3设置在车顶边梁的两侧，边梁定位压紧装置3包括支撑座31、压头32和连接件33，连接件33的一端通过铰链连接在支撑座上，连接件33可与支撑座31形成一定角度的转动，连接件的另一端设置有压头32，压头32与边梁直接接触并对边梁定位压紧。

车顶一侧的边梁定位压紧装置3固定在基础横梁上，即支撑座31固定在基础横梁上，对一侧的边梁实现定位压紧。此时车顶另一侧的边梁定位压紧装置3的支撑座31设置在直线导轨副8上，通过导轨和滑块的相互运动，从而帮助该边梁定位压紧装置3实现对另一侧边梁的定位压紧作用，从而保证车顶的轮廓度。

如图5所示，边梁推紧压紧装置4设置在上述设置在直线导轨副8上的边梁定位压紧装置3的外侧，对边梁整体移动推紧。

如图6和图7所示，顶板拉紧装置5设置在顶板的每个铝型材的正下方，其采用液压气动机构进行拉紧，实现焊缝位置与工装轮廓紧密贴合，拉紧装置分布在每条对接焊缝左右两侧，可对每条焊缝固定拉紧，保证焊缝焊接完成后轮廓度符合要求。

顶板拉紧装置5包括固定板51、导向杆52、导向板53、拉紧钳54、杆端连接部55、铰链板56和气缸57，拉紧钳54与上方的铝型材卡接固定，其通过气缸57产生向下的拉力，从而从下方拉紧上方的顶板铝型材。

如图2和图8所示，端部定位压紧装置6设置在每个顶板铝型材的两端，从铝型材的上方实现铝型材的端部定位压紧作用，如定位压紧器。

如图2、图9和图10所示，端部推紧压紧装置7设置在每个顶板铝型材的一端，其另一端设置定位块即可，对车顶进行端部压紧，使用拧紧螺栓实施压紧力的传递，从而对铝型材实现从两端向中心的推紧力。

以上所述仅为本实用新型的优选例实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述工装包括基础框架、焊缝支撑梁装置、边梁定位压紧装置、边梁推紧压紧装置、顶板拉紧装置、端部定位压紧装置和端部推紧装置，基础框架作为基板，其他部件均设在其上；焊缝支撑梁装置纵向平行分布在车顶顶板型材间的焊缝下方；顶板拉紧装置平行设在所述焊缝的两侧，采用液压气动机构对每条焊缝产生向下的固定拉紧力；所述边梁定位压紧装置和边梁推紧压紧装置设在车顶边梁的侧面，定位固定两侧边梁；所述端部定位压紧装置和端部推紧装置设在顶板型材的端部，定位固定顶板。

2.如权利要求1所述的一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述边梁定位压紧装置设置在车顶边梁的两侧，边梁定位压紧装置包括支撑座、压头和连接件，连接件的一端连接在支撑座上，二者可相互转动，连接件的另一端设有压头，压头与边梁直接接触并对所述边梁定位压紧。

3.如权利要求1或2所述的一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述车顶一侧的所述边梁定位压紧装置固定在基础框架上，定位压紧该边梁；

车顶另一侧的边梁定位压紧装置设在直线导轨副上，通过直线导轨副的导轨和滑块的相互运动，从而使该边梁定位压紧装置实现对该侧边梁的定位压紧；该边梁定位压紧装置的外侧还设有所述边梁推紧压紧装置，产生向内的推紧力，从而对边梁整体移动推紧。

4.如权利要求1或2所述的一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述端部定位压紧装置设在每个顶板型材两端，从型材的上方压紧型材的端部。

5.如权利要求1或2所述的一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述端部推紧压紧装置设在每个顶板型材的一端，其另一端设置定位块，对型材进行端部推紧。

6.如权利要求1或2所述的一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述基础框架包括基础横梁和纵梁，基础横梁设置在纵梁的下方；所述焊缝支撑梁装置包括所述纵梁和钢板，焊缝支撑梁装置的上平面的平面度小于0.5mm。

7.如权利要求1或2所述的一种车顶搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述顶板拉紧装置包括固定板、导向杆、导向板、拉紧钳、杆端连接部、铰链板和气缸，拉紧钳与上方的所述顶板型材卡接固定，其通过气缸产生向下的拉力，从而从下方拉紧上方的顶板型材。

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