动车裙板焊接工装及利用该工装减小焊接变形量的方法

摘要

本发明公开了一种动车裙板焊接工装及利用该工装减小焊接变形量的方法，该工装包括裙板正面焊接工装和裙板反面焊接工装，裙板正面焊接工装包括六个沿裙板长度方向并列设置的正面焊接夹具，裙板反面焊接工装包括六个沿裙板长度方向并列设置的反面焊接夹具，该方法通过该工装在焊接中对裙板依次进行正面和反面焊接，在正面焊接装夹时通过对焊缝破口及裙板各段宽度的控制，利用反变形法来控制裙板焊接变形，可有效减小了焊接后的变形量，减小焊后调修的难度，满足尺寸要求的同时，达到了偏差的最小值，相对于工件与样板之间间隙为±1.5mm的弧度要求，本发明可达到0.4mm以下，相对于757.8±2mm的宽度要求，本发明可达到1mm以下。

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种焊接工装及利用该工装控制焊接变形量的方法。

背景技术

由于动车裙板尺寸较大、较薄，焊接过程中容易出现变形，焊接尺寸难以保证，通常需要采用焊接工装来辅助进行生产，对焊接后裙板尺寸的具体要求是：宽度：757.8±2mm  弧度：与样板间隙为±1.5mm。现有技术的焊接工装及焊接工艺的设置，均无法克服裙板产品在焊接过程中变形量较大的问题，导致裙板的宽度和弧度的尺寸难以控制达标，并且迄今为止，尚未有相关标准对此作出规定。

针对上述不足，需探索一种能满足上述要求的动车裙板焊接工装及利用该工装减小焊接变形量的方法，以减小焊接变形量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种动车裙板焊接工装及利用该工装减小焊接变形量的方法，以解决现有工装及焊接方法焊接变形量较大的技术问题。

本发明的动车裙板焊接工装，包括裙板正面焊接工装和裙板反面焊接工装；

所述裙板正面焊接工装包括六个沿裙板长度方向并列设置的正面焊接夹具，所述裙板长度方向上各正面焊接夹具的夹持部位之间的部分依次为段Ⅰ、段Ⅱ、段Ⅲ、段Ⅳ、段Ⅴ，所述正面焊接夹具包括顶部为上凸弧形用于支撑裙板焊接前的型材Ⅰ和型材Ⅱ的上凸胎具、对应设置于上凸胎具上方用于分别压紧型材Ⅰ和型材Ⅱ的可调垫块Ⅰ和可调垫块Ⅱ、设置于上凸胎具一侧用于顶住型材Ⅰ端部的固定垫块和设置于上凸胎具另一侧用于顶住型材Ⅱ端部的可调垫块Ⅲ；

所述裙板反面焊接工装包括六个沿裙板长度方向并列设置的反面焊接夹具，所述反面焊接夹具包括顶部为下凹弧形用于支撑裙板的下凹胎具、分别设置于下凹胎具两侧用于拉紧裙板两端的可调挂钩Ⅰ和可调挂钩Ⅱ。

进一步，所述正面焊接夹具还包括设置于上凸胎具两侧的支架，所述可调垫块Ⅰ、可调垫块Ⅱ和可调垫块Ⅲ通过设置于支架上的螺栓进行调节；

进一步，所述反面焊接夹具还包括设置于下凹胎具两侧的支架，所述可调挂钩Ⅰ和可调挂钩Ⅱ设置于支架上。

本发明还公开了一种利用所述的动车裙板焊接工装减小焊接变形量的方法，包括以下步骤：

a）正面焊前装卡：

 （1）使型材Ⅰ一端紧贴固定垫块，型材Ⅰ的焊接位置对准裙板正面焊接工装中心，拧紧可调垫块Ⅰ将型材Ⅰ压紧在上凸胎具上进行固定；

 （2）将型材Ⅱ与型材Ⅰ拼接，使焊接坡口根部间隙不大于2mm，拧紧可调垫块Ⅲ，使可调垫块Ⅲ与型材Ⅱ紧密接触无松动，拧紧可调垫块Ⅱ将型材Ⅱ压紧在上凸胎具上进行固定；

 （3）调节可调垫块Ⅰ、可调垫块Ⅱ和可调垫块Ⅲ，使段Ⅲ裙板两端的宽度达到763.5±0.1mm，然后依次调节裙板段Ⅱ和段Ⅳ的宽度至763.5±0.1mm，调节段Ⅰ和段Ⅴ的宽度至762±0.1mm，最后将可调垫块Ⅰ和可调垫块Ⅱ拧紧，同时检查可调垫块Ⅲ，如有松动，则拧紧，保证型材Ⅰ与型材Ⅱ表面紧贴上凸胎具进行正面焊接；

b）反面焊前装卡：

（1）正面焊接完毕后，待工件温度冷却到30℃以下，将裙板翻转后放置在下凹胎具上，使焊缝中心对准裙板反面焊接工装中心；

（2）将可调挂钩Ⅰ挂在型材Ⅰ的边缘，调节至无松动；

（3）将可调挂钩Ⅱ挂在型材Ⅱ的边缘，调节至型材Ⅱ的表面与下凹胎具完全贴合，同时保证焊缝中心对准裙板反面焊接工装中心；

（4）调节可调挂钩Ⅰ，直至型材Ⅰ与下凹胎具完全贴合，保证焊缝中心对准裙板反面焊接工装中心，装卡完毕后进行焊接，裙板表面温度低于30℃后，松开卡具，获得焊接成品。

本发明的有益效果：本发明的动车裙板焊接工装及利用该工装减小焊接变形量的方法，该工装包括裙板正面焊接工装和裙板反面焊接工装，裙板正面焊接工装包括六个沿裙板长度方向并列设置的正面焊接夹具，裙板反面焊接工装包括六个沿裙板长度方向并列设置的反面焊接夹具，该方法通过该工装在焊接中对裙板依次进行正面和反面焊接，在正面焊接装夹时通过对焊缝破口及裙板各段宽度的控制，利用反变形法来控制裙板焊接变形，可有效减小了焊接后的变形量，减小焊后调修的难度，满足尺寸要求的同时，达到了偏差的最小值，相对于工件与样板之间间隙为±1.5mm的弧度要求，本发明可达到0.4mm以下，相对于757.8±2mm的宽度要求，本发明可达到1mm以下。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明裙板的正面装卡示意图；

图2为本发明裙板的反面装卡示意图；

图3为本发明裙板正面装卡时的主视示意图；

图4为本发明裙板反面装卡时的主视示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图所示：本实施例的动车裙板焊接工装，包括裙板正面焊接工装和裙板反面焊接工装；

所述裙板正面焊接工装包括六个沿裙板1长度方向并列设置的正面焊接夹具2，通过多处夹持，使尺寸较大的裙板被夹持得更加牢固可靠，且更有利于控制焊接变形，所述裙板1长度方向上各正面焊接夹具2的夹持部位之间的部分依次为段Ⅰ1-1、段Ⅱ1-2、段Ⅲ1-3、段Ⅳ1-4、段Ⅴ1-5，如图3所示，从左到右依次为段Ⅰ1-1、段Ⅱ1-2、段Ⅲ1-3、段Ⅳ1-4和段Ⅴ1-5，所述正面焊接夹具2包括顶部为上凸弧形用于支撑裙板1焊接前的型材Ⅰ1a和型材Ⅱ1b的上凸胎具3、对应设置于上凸胎具3上方用于分别压紧型材Ⅰ1a和型材Ⅱ1b的可调垫块Ⅰ4和可调垫块Ⅱ5、设置于上凸胎具3一侧用于顶住型材Ⅰ1a端部的固定垫块6和设置于上凸胎具3另一侧用于顶住型材Ⅱ1b端部的可调垫块Ⅲ7；所述正面焊接夹具2还包括设置于上凸胎具3两侧的支架，所述可调垫块Ⅰ4、可调垫块Ⅱ5和可调垫块Ⅲ7通过设置于支架上的螺栓进行调节，三个可调垫块均可向压紧两个型材的方向调节。

所述裙板反面焊接工装包括六个沿裙板1长度方向并列设置的反面焊接夹具8，所述反面焊接夹具8包括顶部为下凹弧形用于支撑裙板1的下凹胎具9、分别设置于下凹胎具9两侧用于拉紧裙板1两端的可调挂钩Ⅰ10和可调挂钩Ⅱ11，挂钩结构与裙板两端的结构对应，可与裙板两端进行方便、有效的挂接，所述反面焊接夹具8还包括设置于下凹胎具9两侧的支架，所述可调挂钩Ⅰ10和可调挂钩Ⅱ11设置于支架上，结构简单，调节方便。

一种利用所述的动车裙板焊接工装减小焊接变形量的方法，包括以下步骤：

a）正面焊前装卡：

 （1）起弧点处型材Ⅰ1a和型材Ⅱ1b对齐，使型材Ⅰ1a一端紧贴固定垫块6，型材Ⅰ1a的焊接位置对准裙板正面焊接工装中心，拧紧可调垫块Ⅰ4将型材Ⅰ1a压紧在上凸胎具9上进行固定；

 （2）将型材Ⅱ1b与型材Ⅰ1a拼接，使焊接坡口根部间隙不大于2mm，拧紧可调垫块Ⅲ7，使可调垫块Ⅲ7与型材Ⅱ1b紧密接触无松动，拧紧可调垫块Ⅱ5将型材Ⅱ1b压紧在上凸胎具3上进行固定；

 （3）调节可调垫块Ⅰ4、可调垫块Ⅱ5和可调垫块Ⅲ7，使段Ⅲ1-3裙板1两端的宽度达到763.5±0.1mm，然后依次调节裙板段Ⅱ1-2和段Ⅳ1-4的宽度至763.5±0.1mm，调节裙板段Ⅰ1-1和段Ⅴ1-5的宽度至762±0.1mm，最后将可调垫块Ⅰ4和可调垫块Ⅱ5拧紧，同时检查可调垫块Ⅲ7，如有松动，则拧紧，保证型材Ⅰ1a与型材Ⅱ1b表面紧贴上凸胎具3进行正面焊接；

b）反面焊前装卡：

（1）正面焊接完毕后，待裙板1温度冷却到30℃以下，将裙板1翻转后并首尾旋转放置在下凹胎具9上，使焊缝中心对准裙板反面焊接工装中心；

（2）将可调挂钩Ⅰ10挂在型材Ⅰ1a的边缘，调节至无松动；

（3）将可调挂钩Ⅱ11挂在型材Ⅱ1b的边缘，调节至型材Ⅱ1b的表面与下凹胎具9完全贴合，同时保证焊缝中心对准裙板反面焊接工装中心；

（4）调节可调挂钩Ⅰ10，直至型材Ⅰ1a与下凹胎具9完全贴合，保证焊缝中心对准裙板反面焊接工装中心，装卡完毕后进行焊接，裙板1表面温度低于30℃后，松开卡具，获得焊接成品。

本焊接方法通过对焊缝破口及裙板各段宽度的控制，利用裙板反变形来控制焊接变形，通过本方法焊接的裙板与样板之间的间隙可达到0.4mm以下，宽度偏差可达到1mm以下。

作为上述技术方案的进一步改进，所述上凸胎具3和下凹胎具9上表面均高于标准胎具6mm，沿裙板焊接变形的方向预留余量，焊接后裙板反变形可达到最终尺寸的要求。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。