專利名稱：一種鋁合金車體焊接的反變形加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軌道車輛的鋁合金車體焊接加工方法，特別涉及一種可以控制 焊接變形的鋁合金車體焊接反變形加工方法，屬軌道車輛車體制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在軌道車輛的生產(chǎn)過程中，尤其是現(xiàn)在的高速軌道車輛的車體，大都采用鋁合 金為主材料，其中需要在面積大而且長度長的鋁合金材料上進行焊接作業(yè)，但對于 鋁合金材料，在焊接加工時，熱裂傾向大，焊接應(yīng)力變形問題非常突出。對于通長 鋁合金型材的插接結(jié)構(gòu)，焊接變形主要是插口兩側(cè)的橫向、縱向收縮變形，對于雙 面鋁合金型材的插接結(jié)構(gòu)，焊接變形主要是橫向、縱向上的收縮變形，需要預(yù)留工 藝余量，對于單面鋁合金型材焊接結(jié)構(gòu)，焊接變形主要是彎曲變形，通常在焊接作 業(yè)后需要進行矯形、消應(yīng)力處理，使加工周期及成本都大幅度增加。
為解決焊接變形的問題，現(xiàn)有技術(shù)中采用了如下幾種方法，如專利申請?zhí)枮?85101016的中國專利"預(yù)防平板焊接結(jié)構(gòu)中板的焊接變形的方法"，該平板結(jié)構(gòu)由薄 板和框架構(gòu)成，用于鐵道車輛的邊板等部件，所說的方法是將整塊薄板放在一個加熱 箱中預(yù)熱使其產(chǎn)生熱膨脹，當(dāng)薄板膨脹時將其和框架焊在一起。這種控制焊接變形的 方法，需要較長的時間預(yù)熱，而且工作條件較為惡劣，操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，生 產(chǎn)成本高。
還有采用隨焊摩擦擠壓法的，如專利申請?zhí)枮?00610150852. 4的中國專利"一 種隨焊摩擦擠壓控制焊接應(yīng)力變形的裝置"，通過三個特定形狀的旋轉(zhuǎn)摩擦桿對焊接 接頭不同區(qū)域施加摩擦擠壓作用，迫使這部分金屬沿著需要的方向發(fā)生塑性變形流 動，摩擦桿在向前運動的同時都對焊縫進行加壓。采用這種方法可使得試件的最大 縱向撓曲變形量和橫向收縮明顯下降，但是設(shè)備較大，應(yīng)用范圍有所限制。
在目前的焊接變形控制方法中也有采用反變形加工方法的，如專利申請?zhí)枮?200710061232.8的中國專利"一種鐵件的焊接反變形加工方法"，它是用兩端具有與
待焊接鐵件形狀相同的缺口的支板、圓柱或方柱間隔的支撐住待焊接鐵件，然后將
待焊接鐵件兩端穿入模具或直接與模具兩端加固，模具上開設(shè)有與待焊接鐵件的縱截面形狀及大小相吻合的開孔，固定后在待焊接鐵件上焊接錨爪。但該種加工方法, 需要單獨加工與待焊接鐵件形狀及大小相吻合的支撐件及模具，不同的待焊件需要 匹配不同的支撐件及模具，生產(chǎn)成本較高，而且應(yīng)用范圍有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種可以有效控制焊接彎曲變 形、而且操作簡單，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低的鋁合金車體焊接的反變形加工方法。 為實現(xiàn)上述目的，所述的鋁合金車體焊接的反變形加工方法 它包括以下步驟
(1) 根據(jù)待焊接鋁合金車體的部件準(zhǔn)備支撐件，所述支撐件為墊塊、墊板、柱 狀體或管狀體，其橫截面為圓形或方形；
(2) 用至少一個支撐件支撐在所述待焊接的鋁合金車體部件上，使得所述待焊 接的鋁合金車體部件向焊接面的反面變形；
(3) 在所述待焊接的部件上進行焊接作業(yè)。 本發(fā)明的進一步改進在于，當(dāng)上述方法用于鋁合金車體牽引梁的焊接時，上述
步驟(1)中，在所述牽引梁的開口處使用支撐件，所使用的支撐件為柱狀體或管狀 體，其橫截面為圓形或方形，所述的支撐件的長度大于所述牽引梁的寬度；在上述 步驟(2)中，用至少一個支撐件支撐在所述待焊接牽引梁的開口處，使得所述待焊 接的牽引梁的兩側(cè)邊各向外側(cè)變形，所述的支撐件每隔300-400mm等距離設(shè)置在所 述待焊接的牽引梁中。
本發(fā)明的另一個改進在于，當(dāng)用于鋁合金車體中單面焊接型材或板材的焊接時， 上述步驟(1)中，所述支撐件墊于所述型材及板材的背面，所述支撐件為墊塊或墊 板，所述支撐件的橫截面為方形；在上述步驟(2)中，所述支撐件沿所述待焊接件 的焊縫方向設(shè)置，并在每條焊縫的兩側(cè)各設(shè)置一個或多個支撐件，將所述待焊接件 的兩端用卡蘭向下壓緊，使得所述待焊接件向焊接面的反面方向彎曲，所述支撐件 的厚度為所述支撐件設(shè)置處的待焊接件的反變形量。
綜上內(nèi)容，本發(fā)明采用了反變形的加工方法，很好地控制了長度長，體積大的 鋁合金車體部件在焊接時所產(chǎn)生的變形，不但焊接件的質(zhì)量提高，而且省去了焊接 后對焊接部件進行修正的工序，操作方法簡單實用，大幅度提高了生產(chǎn)效率，降低 了作業(yè)人員的勞動強度，另外，也不需要另外制作工裝，制造成本也大幅度降低。


圖l本發(fā)明牽引梁焊接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2本發(fā)明側(cè)墻焊接結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1和圖2所示，支撐件l，牽引梁2，側(cè)墻3，焊縫4，加工工裝5。
具體實施例方式
實施例一，如圖1所示，以具體實施例來說明本發(fā)明在焊接鋁合金車體的牽引 梁2時的工序步驟。
在鋁合金車體加工中，為增加牽引梁2的強度，在牽引梁2中需要焊接許多的 補強板，因此，牽引梁組成的焊接量比較大，所以焊接后的變形也就較大，牽引梁2 焊接時的反變形加工方法包括如下步驟-
(1) 根據(jù)待焊接的牽引梁2準(zhǔn)備支撐件1，支撐件1為柱狀體或管狀體，在圖 1中所示的是支撐管結(jié)構(gòu)，支撐件1的橫截面可為圓形或方形，支撐件1的長度應(yīng)該 大于牽引梁2的寬度，才能使?fàn)恳?的兩側(cè)邊各向外側(cè)變形。
一般通過大量試驗可以獲得牽引梁2在焊接時，其兩側(cè)邊所產(chǎn)生的變形量，由 此，可以計算出牽引梁2兩側(cè)邊的反變形量，也就是在焊接前將待焊接件向相反的 方向變形的尺寸達到反變形量，其在焊接后，就會達使待焊接件達到平直度的要求， 不需要在焊接后進行修正調(diào)整。
(2) 用至少一個支撐件1支撐在待焊接的牽引梁2的開口處，使得待焊接的牽 引梁2的兩側(cè)邊各向外側(cè)變形，支撐件1的長度應(yīng)該等于牽引梁2的寬度與反變形 量之和。如圖1中所示，牽引梁2的寬度為178mm，每側(cè)邊的反變形量為lmm，所以， 由此可以得出支撐件1的長度則為180mm。
一般牽引梁2的長度都較長，使用一個支撐件1不足以達到控制焊接變形的要 求，所以在牽引梁2中要設(shè)置多個支撐件1，支撐件1每隔300-400mm等距離設(shè)置在 待焊接的牽引梁2中，這是因為，牽引梁2中要進行許多的焊接作業(yè)，如果支撐件l 布置的太密，就會影響牽引梁2內(nèi)部的焊接作業(yè)。
(3) 在待焊接的牽引梁2上進行焊接作業(yè)。
實施例二，如圖2所示，以具體實施例來說明本發(fā)明在焊接鋁合金車體的單面 焊接型材或板材時的工序步驟，本實施例以焊接側(cè)墻3為例。
在鋁合金車體加工中，側(cè)墻3、車頂、底架等都是由各種大型的鋁合金型材或者板材拼裝焊接而成的，焊縫長，尤其是在進行單面焊接時，焊接變形很大。如鋁合 金車體側(cè)墻3 —般是由7塊大型的鋁合金型材拼焊而成的，這樣就會在側(cè)墻3的焊 接面產(chǎn)生6條很長的焊縫，側(cè)墻3焊接時的反變形加工方法包括如下步驟
(1) 根據(jù)待焊接的鋁合金車體側(cè)墻3準(zhǔn)備支撐件1，支撐件l為墊塊，墊塊直 接焊接在側(cè)墻3的加工工裝5上。
(2) 支撐件1沿待焊接的側(cè)墻3的焊縫4方向通長設(shè)置，并在每條焊縫4的兩 側(cè)各設(shè)置一個或多個支撐件l，如圖2所示，每條焊縫4的兩側(cè)各設(shè)置了一個支撐件 1，但不能將支撐件1直接設(shè)置在焊縫4的下方。
因為側(cè)墻3共有6條焊縫4，其中3、 4、 5塊型材在焊接后有平直度的要求，所 以一般在其中靠中間的2-4條焊縫4處設(shè)置支撐件1即可滿足要求。
通過大量試驗同樣可以獲得側(cè)墻3在進行單面焊接時所產(chǎn)生的變形量，由此， 可以計算出側(cè)墻3每一焊縫4處的反變形量，所以將支撐件1的厚度設(shè)計為支撐件1 設(shè)置處的待焊接側(cè)墻3的反變形量，這樣就可以保證側(cè)墻3在焊接完成后滿足平直 度的要求，不需要后序的修正和調(diào)整。
(3) 將待焊接側(cè)墻3的7塊型材拼裝起來，放置在已焊好支撐件1的加工工裝 5上，其兩端用卡蘭(圖中未標(biāo)示)向下壓緊，使得側(cè)墻3向焊接面的反面方向彎曲， 并使側(cè)墻3在焊接時其反面與支撐件1的表面貼靠，保證焊接質(zhì)量。
(4) 在所述待焊接的側(cè)墻3上進行焊接作業(yè)。
如上所述，結(jié)合附圖和實施例所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。 但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的 任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種鋁合金車體焊接的反變形加工方法，其特征在于，它包括以下步驟(1)根據(jù)待焊接鋁合金車體的部件準(zhǔn)備支撐件，所述支撐件為墊塊、墊板、柱狀體或管狀體，其橫截面為圓形或方形；(2)用至少一個支撐件支撐在所述待焊接的鋁合金車體部件上，使得所述待焊接的鋁合金車體部件向焊接面的反面變形；(3)在所述待焊接的部件上進行焊接作業(yè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金車體悍接的反變形加工方法，其特征在于當(dāng) 用于鋁合金車體牽引梁的焊接時，在上述步驟(1)中，在牽引梁的開口處使用支撐 件，所述支撐件為柱狀體或管狀體，其橫截面為圓形或方形，所述的支撐件的長度 大于所述牽引梁的寬度；在上述步驟(2)中，用至少一個支撐件支撐在所述待焊接牽引梁的開口處，使 得所述待焊接的牽引梁的兩側(cè)邊各向外側(cè)變形。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金車體焊接的反變形加工方法，其特征在于所 述的支撐件每隔300-400mm等距離設(shè)置在所述待焊接的牽引梁中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金車體焊接的反變形加工方法，其特征在于當(dāng) 用于鋁合金車體單面焊接型材或板材的焊接時，在上述步驟(1)中，所述支撐件墊 于型材及板材的背面，所述支撐件為墊塊或墊板，所述支撐件的橫截面為方形；在上述步驟(2)中，所述支撐件沿所述待焊接件的焊縫方向設(shè)置，并在每條焊 縫的兩側(cè)各設(shè)置一個或多個支撐件，將所述待焊接件的兩端用卡蘭向下壓緊，使得 所述待焊接件向焊接面的反面方向彎曲。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁合金車體焊接的反變形加工方法，其特征在于所 述支撐件的厚度為所述支撐件設(shè)置處的待焊接件的反變形量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁合金車體焊接的反變形加工方法，首先，根據(jù)待焊接鋁合金車體的部件準(zhǔn)備支撐件，所述支撐件為墊塊、墊板、柱狀體或管狀體，其橫截面為圓形或方形；然后，用至少一個支撐件支撐在所述待焊接的鋁合金車體部件上，使得所述待焊接的鋁合金車體部件向焊接面的反面變形；最后，在所述待焊接的部件上進行焊接作業(yè)。本發(fā)明很好地控制了長度長，體積大的鋁合金車體部件在焊接時所產(chǎn)生的變形，不但焊接件的質(zhì)量提高，而且省去了焊接后對焊接部件進行修正的工序，操作方法簡單實用，大幅度提高了生產(chǎn)效率，降低了作業(yè)人員的勞動強度，另外，也不需要另外制作工裝，制造成本也大幅度降低。
文檔編號B23K37/00GK101637854SQ20081013503
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者張在中, 張風(fēng)東, 方喜風(fēng), 程永明, 馬治國 申請人:南車青島四方機車車輛股份有限公司