本發(fā)明涉及軌道交通及機(jī)械制造領(lǐng)域，尤其涉及一種枕梁的復(fù)合焊接方法、枕梁及具有該枕梁的軌道車輛。

背景技術(shù)：

隨著國內(nèi)城市軌道交通的迅速普及與車輛行駛速度的大幅提升，對于構(gòu)成車體主要部件的枕梁提出了更高的設(shè)計(jì)和使用要求。

應(yīng)用于軌道車輛的枕梁是連接、承載車體與轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵部件，也是車體和轉(zhuǎn)向架之間的驅(qū)動(dòng)力傳輸?shù)闹饕考，F(xiàn)有軌道車輛中，以地鐵車輛為例，地鐵車輛的不銹鋼車體基本采用奧氏體不銹鋼材料制造，僅牽引梁和枕梁結(jié)構(gòu)仍采用厚板碳鋼材料。經(jīng)過多年的持續(xù)研究改進(jìn)，此種類型車體的輕量化程度已基本達(dá)到極限。由于不銹鋼材料強(qiáng)度要高于普通碳鋼材料，開發(fā)設(shè)計(jì)不銹鋼枕梁結(jié)構(gòu)，可以大大降低板厚，從而達(dá)到車體進(jìn)一步輕量化的目的。同時(shí)，由于不銹鋼具有很好的耐蝕性，用不銹鋼枕梁取代傳統(tǒng)碳鋼材料枕梁，可以無需涂裝處理，降低不銹鋼車體制造和維護(hù)成本。

但是，由于不銹鋼材料具有熱導(dǎo)率低的特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)電弧焊的方法焊接不銹鋼結(jié)構(gòu)時(shí)易產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力和變形，故而直接用不銹鋼材料簡單取代既有碳鋼材料的枕梁時(shí)，因焊接量大、結(jié)構(gòu)的變形和殘余應(yīng)力嚴(yán)重，而無法保證結(jié)構(gòu)件的尺寸要求，對其后期的服役安全性(如應(yīng)力腐蝕性能)也有不利的影響。因此，對于不銹鋼枕梁結(jié)構(gòu)件，為了減小焊接變形，提高焊接質(zhì)量，宜采用高能量密度熱源的焊接方法，如激光焊、電子束焊等。

激光焊具有熔深大、效率高，焊接變形和應(yīng)力小等優(yōu)點(diǎn)，但這種方法對結(jié)構(gòu)件的裝配精度要求苛刻，從焊接制造角度工程化應(yīng)用面臨很大的困難；電子束焊需要真空環(huán)境，對于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接實(shí)現(xiàn)起來較為困難。因此，要采用不銹鋼材料替代碳鋼枕梁，結(jié)構(gòu)和工藝上還需要提出新思路、新方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種枕梁的復(fù)合焊接方法、枕梁及具有該枕梁的軌道車輛，通過該復(fù)合焊接方法焊接制造枕梁可以減小焊接變形，解決殘余應(yīng)力嚴(yán)重的問題，有效提高焊接質(zhì)量。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種枕梁的復(fù)合焊接方法，包括以下步驟：

s1、將多個(gè)筋板預(yù)先組裝并焊接，以形成筋板組成，所述筋板組成向外伸出有多個(gè)插接頭；

s2、在至少一組所述筋板組成的各個(gè)插接頭上依次插裝下蓋板、連接在上蓋板和所述下蓋板之間的兩側(cè)腹板、以及所述上蓋板，以構(gòu)成中空的箱型結(jié)構(gòu)；

s3、通過激光-mag復(fù)合焊，自所述箱型結(jié)構(gòu)的外部對各個(gè)插接處焊接，以使所述筋板組成焊接固定在所述箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)。

優(yōu)選的，所述步驟s1包括：

s101、將多個(gè)橫向筋板的兩端分別角接在一對縱向筋板的內(nèi)側(cè)；

s102、通過激光-mag復(fù)合焊，將相連的所述橫向筋板和縱向筋板之間的角接處焊接固定，以形成一組所述筋板組成。

優(yōu)選的，所述下蓋板、兩側(cè)腹板和上蓋板上分別設(shè)有多個(gè)插接槽，所述步驟s2包括：

s201、將所述下蓋板的插接槽插裝在所述筋板組成下部的插接頭上；

s202、將兩側(cè)所述腹板的插接槽分別插裝在所述筋板組成兩側(cè)的插接頭上，以使兩側(cè)所述腹板分別與下蓋板垂直；

s203、將所述上蓋板的插接槽插裝在所述筋板組成上部的插接頭上，以使所述上蓋板與下蓋板相對設(shè)置。

優(yōu)選的，所述插接頭插裝在插接槽內(nèi)時(shí)，所述插接頭與插接槽之間設(shè)有焊接間隙，所述焊接間隙不超過5mm。

優(yōu)選的，所述步驟s3包括：

s301、分別對所述筋板組成與所述下蓋板、兩側(cè)腹板和上蓋板之間的插接處進(jìn)行焊接；

s302、按照先短后長、由中心向兩端、以及對稱焊接的方式，分別對所述下蓋板、兩側(cè)腹板和上蓋板的相連處進(jìn)行焊接。

本發(fā)明還提供了一種枕梁，包括下蓋板、上蓋板、以及連接在所述上蓋板和下蓋板之間的兩側(cè)腹板，且兩側(cè)所述腹板分別與上蓋板和下蓋板垂直設(shè)置，以構(gòu)成中空的箱型結(jié)構(gòu)，所述箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)焊接有筋板組成，所述筋板組成由多個(gè)筋板預(yù)先組裝焊接而成；所述筋板組成分別與所述下蓋板、兩側(cè)腹板和上蓋板之間插接組裝，并通過激光-mag復(fù)合焊由所述箱型結(jié)構(gòu)的外部對各個(gè)插接處焊接固定。

優(yōu)選的，所述筋板組成上向外伸出有多個(gè)插接頭，所述下蓋板、腹板和上蓋板上分別設(shè)有多個(gè)插接槽，利用各個(gè)所述插接頭與插接槽之間的插接配合，分別將所述下蓋板、兩側(cè)腹板和上蓋板順序插裝在所述筋板組成外，并通過所述激光-mag復(fù)合焊將插接頭與插接槽之間焊接固定。

優(yōu)選的，所述筋板組成包括縱向筋板和橫向筋板，多個(gè)所述橫向筋板的兩端分別角接在一對所述縱向筋板的內(nèi)側(cè)，每個(gè)所述橫向筋板和縱向筋板之間的角接處分別通過激光-mag復(fù)合焊焊接固定；每個(gè)所述橫向筋板或縱向筋板的任一端部均設(shè)有至少一個(gè)所述插接頭。

優(yōu)選的，所述插接頭插裝在插接槽內(nèi)時(shí)，所述插接頭與插接槽之間設(shè)有焊接間隙，所述焊接間隙不超過5mm。

本發(fā)明還提供了一種軌道車輛，包括如上所述的枕梁，所述枕梁通過如上所述的枕梁的復(fù)合焊接方法焊接而成。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有以下有益效果：本發(fā)明所述的枕梁復(fù)合焊接方法中，通過激光-mag復(fù)合焊焊接不銹鋼材質(zhì)的枕梁，并對筋板的插接結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，制造時(shí)先將多個(gè)筋板預(yù)組裝焊接形成筋板組成，然后再焊接整體結(jié)構(gòu)，從而使得枕梁能夠整體采用不銹鋼材料替代耐候鋼材料，實(shí)現(xiàn)枕梁的輕量化，提高枕梁的耐蝕性；通過插接和角接的焊接連接方式，將待焊焊縫置于箱型結(jié)構(gòu)的外表面，以適應(yīng)激光-mag復(fù)合焊的單面焊雙面成型的工藝，以插接結(jié)構(gòu)自身剛度實(shí)現(xiàn)枕梁焊接自約束，發(fā)揮激光-mag復(fù)合焊深熔、低熱輸入、小焊接變形及良好間隙適應(yīng)性的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)不銹鋼枕梁免調(diào)修制造工藝，從而有效提高軌道車輛的制造加工效率，并降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的枕梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的插接頭與插接槽的裝配正視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的插接頭與插接槽的裝配側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的插接頭與插接槽的裝配俯視圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的插接槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的帶有插接頭的縱向筋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的枕梁復(fù)合焊接方法的流程圖。

其中，1、上蓋板；2、安裝座；3、下蓋板；4、橫向筋板；5、縱向筋板；6、插接頭；7、插接槽；8、端板；9、腹板；10、限位支撐；11、止裂槽；12、倒角。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；除非另有說明，“缺口”的含義為除截面平齊外的形狀。術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

以下以四個(gè)實(shí)施例分別詳細(xì)描述下本發(fā)明的枕梁復(fù)合焊接方法、采用該方法焊接而成的枕梁、以及具有該枕梁的軌道車輛。

實(shí)施例一

實(shí)施例一提出一種枕梁，如圖1所示，該枕梁采用奧氏體不銹鋼材料sus301l替代耐候鋼材料，實(shí)現(xiàn)枕梁的輕量化，提高枕梁的耐蝕性。該枕梁包括下蓋板3、上蓋板1、以及連接在上蓋板1和下蓋板3之間的兩側(cè)腹板9，且兩側(cè)腹板9分別與上蓋板1和下蓋板3垂直設(shè)置，下蓋板3、兩側(cè)腹板9和上蓋板1之間焊接構(gòu)成中空的箱型結(jié)構(gòu)，箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)焊接有筋板組成，筋板組成是由多個(gè)筋板預(yù)先組裝焊接而成的，組裝好的筋板組成向外伸出有多個(gè)插接頭6，以便后續(xù)插裝作業(yè)。圖1中為了便于展示箱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造，未將下蓋板3完整示出；筋板組成分別與下蓋板3、兩側(cè)腹板9和上蓋板1之間插接組裝，插接處通過激光-mag復(fù)合焊焊接固定，焊接時(shí)直接由箱型結(jié)構(gòu)的外部對箱型結(jié)構(gòu)上的各個(gè)插接處進(jìn)行焊接。

上述的mag是熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊的英文簡稱，其英文全稱為metalactive-gaswelding。

激光-電弧復(fù)合焊接工藝是將單獨(dú)的激光焊接和電弧焊接綜合而成的。目前，電弧焊接早已大量應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，但其焊接效率低、變形大、耗材昂貴，對焊工要求高，可焊合金種類有限。激光焊接應(yīng)用的時(shí)間雖不長，但是，由于焊接功率密度高、熔寬比大，焊速快、變形小，得到了廣泛的研發(fā)應(yīng)用。但是，大功率激光器價(jià)格昂貴，搭橋能力差，對焊接預(yù)處理要求高。將激光、電弧復(fù)合起來，同時(shí)作用于焊接件，其效果不只是兩種焊接作用的簡單疊加，而是可以起到“l(fā)+l>2”的協(xié)同效果。

激光-電弧復(fù)合焊接時(shí)，電弧可以降低母材對激光的反射率，從而降低光致等離子體的屏蔽作用，提高能量利用率，降低對激光器的功率要求；而激光可以為電弧提供導(dǎo)電通路，吸引、壓縮電弧，起到穩(wěn)弧和增加熔深的效果。因此，激光-電弧復(fù)合焊接能夠通過熱源相互作用彌補(bǔ)單熱源焊接的缺點(diǎn)，具備焊接熔深大、加工速度快、工件變形小、熔池橋接能力強(qiáng)、可焊材料多等諸多優(yōu)點(diǎn)。

激光-mag復(fù)合焊接不僅具有將激光、電弧能量有效耦合的優(yōu)點(diǎn)，而且能夠輕易通過焊絲材料的填充來調(diào)整焊縫成分及組織結(jié)構(gòu)以消除焊縫冶金缺陷。同時(shí)，能夠通過填充金屬擴(kuò)大焊接工件的裝配公差，減少工件坡口加工和裝夾的精度要求，有效消除單獨(dú)激光焊接厚板時(shí)咬邊、未焊滿等焊縫缺陷，更大程度的增加焊接熔深和焊接速度，提高焊接可焊范圍。

本實(shí)施例一的枕梁中，優(yōu)選先將多個(gè)筋板預(yù)組裝并通過激光-mag復(fù)合焊焊接固定形成筋板組成，然后再通過激光-mag復(fù)合焊進(jìn)行枕梁的整體結(jié)構(gòu)焊接；筋板組成上向外伸出有多個(gè)插接頭6，下蓋板3、腹板9和上蓋板1上分別設(shè)有多個(gè)插接槽7，利用各個(gè)插接頭6與插接槽7之間的插接配合，從而在至少一組筋板組成上依次插裝下蓋板、兩側(cè)腹板以及上蓋板，以構(gòu)成中空的箱型結(jié)構(gòu)，從而將待焊焊縫置于箱型結(jié)構(gòu)的外表面，并通過激光-mag復(fù)合焊直接從箱型結(jié)構(gòu)的外部將插接頭6與插接槽7之間焊接固定，就能適應(yīng)激光-mag復(fù)合焊的單面焊雙面成型的工藝，插接頭6與插接槽7的插接配合具有很好的自身剛度，能夠?qū)崿F(xiàn)枕梁焊接的自約束，從而發(fā)揮激光-mag復(fù)合焊深熔、低熱輸入、小焊接變形及良好間隙適應(yīng)性的優(yōu)勢，從而實(shí)現(xiàn)不銹鋼枕梁的免調(diào)修制造工藝。

為了實(shí)現(xiàn)枕梁的良好的承重性，且確保筋板組成與箱形結(jié)構(gòu)各部件的可靠拼裝，以便后續(xù)進(jìn)行焊接時(shí)確保裝配精度和焊接參數(shù)符合要求，優(yōu)選筋板組成包括縱向筋板5和橫向筋板4，多個(gè)橫向筋板4的兩端分別角接在一對縱向筋板5的內(nèi)側(cè)，且角接的橫向筋板4和縱向筋板5之間為優(yōu)選相互垂直，每個(gè)橫向筋板4和縱向筋板5之間的角接處分別通過激光-mag復(fù)合焊焊接固定；每個(gè)橫向筋板4或縱向筋板5的任一端部均設(shè)有至少一個(gè)插接頭6；當(dāng)橫向筋板4或縱向筋板5的任一端部同時(shí)設(shè)有多個(gè)插接頭6時(shí)，每一端部上相鄰兩個(gè)插接頭6之間均設(shè)有限位支撐10，利用限位支撐10可以確保插接槽7和插接頭6之間的插接強(qiáng)度，避免插接組裝時(shí)插接頭6或插接槽7斷裂；當(dāng)插接頭6插裝在插接槽7內(nèi)時(shí)，插接頭6與插接槽7之間設(shè)有焊接間隙，焊接間隙不超過5mm，預(yù)留焊接間隙可以保證在使用激光-mag復(fù)合焊焊接時(shí)，能夠使焊條很好的填充在焊接接縫內(nèi)，確保實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型的工藝，使得枕梁的焊縫具有焊接間隙窄、深熔、良好間隙適應(yīng)性的特點(diǎn)。

本實(shí)施例一中，枕梁優(yōu)選采用4mm～8mm的sus301l系列奧氏體不銹鋼材料替代5mm～10mm的耐候鋼材料，在材料選用的角度實(shí)現(xiàn)枕梁的輕量化，提高了防腐性能；另外，借助激光-mag復(fù)合焊深熔的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)接頭全熔透，大大降低了熔敷金屬填充量，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輕量化。

其中，筋板組成優(yōu)選為矩形結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)橫向筋板4相對設(shè)置，且每個(gè)橫向筋板4的兩端分別角接在兩個(gè)縱向筋板5之間；為了便于插接在上蓋板1、下蓋板3或腹板9的插接槽7內(nèi)，橫向筋板4和縱向筋板5均為矩形，其中，縱向筋板5的四條邊上均設(shè)有插接頭6，兩條長邊上各設(shè)有兩個(gè)插接頭6，兩條短邊上各設(shè)有一個(gè)插接頭6，插接頭6向外伸出，且在兩條長邊上的相鄰兩個(gè)插接頭6之間設(shè)有一缺口，以作為限位支撐10，用以裝配限位和焊接自約束，同時(shí)在上蓋板1和下蓋板3上用于插裝長邊上的兩個(gè)插接頭6的位置對應(yīng)設(shè)置兩個(gè)插接槽7，兩個(gè)插接槽7之間間隔一定距離，以便于相鄰兩個(gè)插接頭6之間的缺口可以為兩個(gè)插接槽7的間隔處提供足夠的支撐力，防止插接槽7因過長斷裂，同時(shí)對相鄰兩個(gè)插接頭6進(jìn)行限位固定，有效防止插接頭6與插接槽7之間插裝錯(cuò)位，保證插裝穩(wěn)定。

如圖2～圖6所示，插接頭6為設(shè)置于縱向筋板5端部的凸板，凸板的厚度為t，插接槽7的寬度為h，凸板的長度為l，插接槽7的長度為l’，則有0≤(h-t)≤0.5mm，且0≤(l’-l)≤0.5mm，以確保插接頭6和插接槽7之間預(yù)留有不超過5mm的焊接間隙，優(yōu)選焊接間隙均為0.5mm的焊接間隙限制保證了裝配可行性，又在激光-mag復(fù)合焊間隙適應(yīng)性范圍內(nèi)，以適應(yīng)激光-mag復(fù)合焊接的間隙容忍度及實(shí)際焊接時(shí)工藝參數(shù)對間隙的適應(yīng)性，且確保焊縫一致性強(qiáng)。

設(shè)置于上蓋板1、下蓋板3和腹板9上的插接槽7優(yōu)選為矩形，且四角分別開有止裂槽11，規(guī)避裝配障礙的同時(shí)，消除插接頭6與插接槽7之間的內(nèi)應(yīng)力，防止焊接和承重時(shí)插接槽7四角開裂，影響結(jié)構(gòu)件整體強(qiáng)度；在插接槽7的施焊側(cè)開具有便于倒角12，倒角12的角度優(yōu)選為20°、深度優(yōu)選為2mm，用于激光-mag復(fù)合焊的焊縫跟蹤和熔敷金屬填充。

優(yōu)選插接頭6插裝在插接槽7內(nèi)時(shí)，插接頭6的端面與插接槽7的表面平齊，以保證焊接后焊縫表面平整、以及焊縫的連接強(qiáng)度可靠。

下蓋板3和上蓋板1分別通過t形接頭與兩側(cè)腹板9焊接，t形接頭有利于消除應(yīng)力集中和便于激光-mag焊接，優(yōu)選t形接頭不留間隙，但同樣可在腹板9施焊側(cè)開角度為20°、深度為2mm的坡口，以保證焊縫表面成型；在腹板9上沿軸向開設(shè)有多個(gè)長圓孔，用以在保持其原有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減少連接部件自身重量。

本實(shí)施例一的枕梁還包括安裝座2，安裝座2用于安裝空氣彈簧，安裝座2固定于下蓋板3的兩端的面板上，且其外部圍繞有筋板組成，即有一組筋板組成的橫向筋板4和縱向筋板5圍繞安裝座2外角接構(gòu)成矩形結(jié)構(gòu)，以保證安裝座2周圍的承重強(qiáng)度；在兩個(gè)安裝座2之間優(yōu)選插裝焊接有至少一組筋板組成，從而確保枕梁中部的承重強(qiáng)度和抗彎曲強(qiáng)度；本實(shí)施例一的枕梁上還焊接固定有空氣彈簧和牽引銷座板(圖中未示出)。

實(shí)施例二

本實(shí)施例二提出了一種枕梁復(fù)合焊接方法，利用該方法能夠焊接制造如實(shí)施例一所述的枕梁，使得枕梁能夠整體采用不銹鋼材料替代耐候鋼材料，實(shí)現(xiàn)枕梁的輕量化，提高枕梁的耐蝕性，且具有單面焊接雙面成型的工藝效果，可以減小焊接變形，解決殘余應(yīng)力嚴(yán)重的問題，有效提高焊接質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)不銹鋼枕梁免調(diào)修制造工藝。

如圖7所示，該方法包括以下步驟：

s1、將多個(gè)筋板預(yù)先組裝并焊接，以形成筋板組成，筋板組成向外伸出有多個(gè)插接頭6；

s2、在至少一組筋板組成上依次插裝下蓋板3、連接在上蓋板1和下蓋板3之間的兩側(cè)腹板9、以及上蓋板1，以構(gòu)成中空的箱型結(jié)構(gòu)；

s3、通過激光-mag復(fù)合焊，自箱型結(jié)構(gòu)的外部焊接，以使筋板組成焊接固定在箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)。

本方法通過先預(yù)組裝筋板組成，然后完成枕梁各部件的插裝，通過插接和角接的焊接連接方式，將待焊焊縫置于箱型結(jié)構(gòu)的外表面，為后續(xù)的直接從外部進(jìn)行整體焊接工序提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，以適應(yīng)激光-mag復(fù)合焊的單面焊雙面成型的工藝，同時(shí)有效減少焊接長度，以多組短焊縫替代長焊縫，確保后續(xù)焊接強(qiáng)度，最后直接在外部進(jìn)行有序焊接，充分發(fā)揮激光-mag復(fù)合焊深熔、低熱輸入、小焊接變形及良好間隙適應(yīng)性的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)不銹鋼枕梁免調(diào)修制造工藝；此外上述工序更加有利于工業(yè)流水化生產(chǎn)作業(yè)，大大降低生產(chǎn)成本，且由于采用激光-mag復(fù)合焊有效降低裝配尺寸要求，有效提高流水化生產(chǎn)的質(zhì)量控制，提高生產(chǎn)效率。

本方法中，步驟s1為預(yù)組裝工序，其包括：

s101、將多個(gè)橫向筋板4的兩端分別角接在一對縱向筋板5的內(nèi)側(cè)面板上；

s102、通過激光-mag復(fù)合焊，將相連的橫向筋板4和縱向筋板5之間的角接處焊接固定，以形成一組筋板組成。

完成焊接后的筋板組成構(gòu)成一矩形結(jié)構(gòu)，可以直接利用橫向筋板4和縱向筋板5向外伸出的插接頭6對應(yīng)插裝在上蓋板1、下蓋板3和腹板9上的插接槽7內(nèi)，在枕梁的箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，從而同時(shí)增加枕梁的承重性、抗彎抗壓性、以及抗剪切性。

本方法中，步驟s2為焊接前的枕梁插接組裝工序，為了便于插接，在下蓋板3、兩側(cè)腹板9和上蓋板1上分別設(shè)有多個(gè)插接槽7，通過插接組裝，將各個(gè)預(yù)留焊縫留在枕梁外表面，直接從外部進(jìn)行單面焊接即可。具體的，步驟s2包括以下步驟，

s201、將下蓋板3的插接槽7插裝在筋板組成下部的插接頭6上；

s202、將兩側(cè)腹板9的插接槽7分別插裝在筋板組成兩側(cè)的插接頭6上，以使兩側(cè)腹板9分別與下蓋板3垂直；

s203、將上蓋板1的插接槽7插裝在筋板組成上部的插接頭6上，以使上蓋板1與下蓋板3相對設(shè)置，從而完成枕梁的完整組裝，以便同步進(jìn)行后續(xù)的焊接工序。

此外，由于下蓋板3上還安裝有安裝座2，且在枕梁的兩端通過端板8封閉，故而提供另一種步驟s2的細(xì)化步驟，具體的，步驟s2包括以下步驟：

s211、根據(jù)由外向內(nèi)的順序，分別將端板8和安裝座2插裝在下蓋板3的兩端，其中，端板8下部的插接頭6插接在下蓋板3一端上對應(yīng)設(shè)置的插接槽7內(nèi)；

s212、將任一組筋板組成下部的各個(gè)插接頭6分別插裝在下蓋板3上對應(yīng)的各個(gè)插接槽7內(nèi)，使得該組筋板組成套裝于安裝座2外、和/或設(shè)置于兩個(gè)安裝座2之間，從而既能提高安裝座2周圍的強(qiáng)度，也能提高枕梁中部的強(qiáng)度；

s213、將所有筋板組成兩側(cè)的插接頭6、以及兩端板8兩側(cè)的插接頭6分別插裝在兩側(cè)腹板9上對應(yīng)設(shè)置的各個(gè)插接槽7內(nèi)，以使兩側(cè)腹板9分別與下蓋板3和兩端板8垂直；

s214、將所有筋板組成上部的各個(gè)插接頭6、以及兩端板8上部的插接頭6分別插裝在上蓋板1上對應(yīng)設(shè)置的各個(gè)插接槽7內(nèi)，以使上蓋板1與下蓋板3相對設(shè)置，從而完成枕梁的完整組裝，以便同步進(jìn)行后續(xù)的焊接工序。

本方法中，步驟s3為枕梁焊接工序，其包括：

s301、分別對筋板組成與下蓋板3、兩側(cè)腹板9和上蓋板1之間的插接處進(jìn)行焊接；

s302、按照先短后長、由中心向兩端、以及對稱焊接的方式，分別對下蓋板3、兩側(cè)腹板9和上蓋板1之間的連接處進(jìn)行焊接，從而完成枕梁的整體結(jié)構(gòu)焊接。

上述的步驟s302按照先焊接較短焊縫后焊接長焊縫、自中心向兩端及對稱焊接的原則，實(shí)施以插接為主、角接為輔的激光-mag復(fù)合翻轉(zhuǎn)焊接，如先焊接筋板組成分別與上蓋板1、下蓋板3或腹板9之間的插接處，然后焊接端板8與上蓋板1、下蓋板3或腹板9之間的插接處，最后焊接腹板9與上蓋板1和下蓋板3之間的長焊縫，且焊接時(shí)由中心向兩端對稱焊接，從而確保枕梁結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度對稱，確保焊接質(zhì)量。

此外，由于該步驟s3的焊接工序在步驟s2的組裝工序之后，因此可以實(shí)現(xiàn)枕梁整體按工序順序先組裝后焊接，形成框架式流水線工作，提高生產(chǎn)效率。

實(shí)施例三

在實(shí)施例二所述的方法基礎(chǔ)上，本實(shí)施例三提出了一種更為完整的枕梁焊接加工實(shí)施例，用以進(jìn)一步詳細(xì)完善實(shí)施例二所述的方法。

本實(shí)施例三所述的方法按照先組件后部件的加工原則，制定枕梁的制造工藝流程按順序包括：筋板組件的預(yù)組、枕梁組焊、枕梁加工、座板組焊、以及座板加工五個(gè)步驟。

步驟(1)筋板組件的預(yù)組：采用靠模將一對橫向筋板4的兩端分別交接在一對縱向筋板5之間，從而預(yù)組矩形結(jié)構(gòu)，然后對角接接頭實(shí)施激光-mag復(fù)合焊接；其中，在橫向筋板4的長度尺寸基礎(chǔ)上增加0.5mm的工藝放量，從而完成筋板組件的預(yù)組。

步驟(2)枕梁組焊：在枕梁組焊轉(zhuǎn)臺上，按實(shí)施例二所述方法依次裝配下蓋板3、兩個(gè)安裝座2、兩端板8、三組筋板組成、兩側(cè)腹板9和上蓋板1，采用工裝壓緊后，按照先焊接短焊縫后焊接長焊縫、自中心向兩端及對稱焊接的原則，實(shí)施插接為主角接為輔的激光-mag復(fù)合翻轉(zhuǎn)焊接；冷卻后，方可卸載壓緊工裝，從而完成枕梁結(jié)構(gòu)的焊接。

步驟(3)枕梁加工：對枕梁下蓋板3上的座板區(qū)域進(jìn)行機(jī)械加工，其中，下蓋板3加工量不大于1mm。

步驟(4)座板組焊：將空氣彈簧和牽引銷座板組裝在下蓋板3上并壓緊后，對空氣彈簧和牽引銷座板與下蓋板3之間的搭接角焊縫實(shí)施激光-mag復(fù)合焊接；冷卻后，方可卸載壓緊工裝，即可完成座板組焊。

步驟(5)座板加工：對枕梁空氣彈簧和牽引銷座板(圖中未示)進(jìn)行機(jī)械加工，加工量不大于4mm。

實(shí)施例四

本實(shí)施例四提出了一種軌道車輛，該軌道車輛包括如實(shí)施例一所述的枕梁，該枕梁通過如實(shí)施例二或?qū)嵤├龅姆椒ê附佣桑诖_保枕梁強(qiáng)度可靠性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了不銹鋼枕梁的整體焊接，以插接結(jié)構(gòu)自身剛度實(shí)現(xiàn)枕梁焊接自約束，發(fā)揮激光-mag復(fù)合焊深熔、低熱輸入、小焊接變形及良好間隙適應(yīng)性的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)不銹鋼枕梁免調(diào)修制造工藝，從而有效提高軌道車輛的制造加工效率，并降低生產(chǎn)成本。

需要說明的是，采用本發(fā)明的基本方案，在實(shí)際實(shí)施時(shí)可以與現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生多樣的具體實(shí)施方式，上述各個(gè)實(shí)施例的敘述是基于激光-mag復(fù)合焊接提出的，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員易想到的激光-mig、激光-tig、以及激光-等離子等復(fù)合焊接過程同樣適用，因此對于此類復(fù)合焊接過程耦合超聲作用都應(yīng)在本發(fā)明申請權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。

綜上所述，本實(shí)施例的本發(fā)明所述的枕梁復(fù)合焊接方法中，通過激光-mag復(fù)合焊焊接不銹鋼材質(zhì)的枕梁，并對筋板的插接結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，制造時(shí)先將多個(gè)筋板預(yù)組裝焊接形成筋板組成，再焊接整體結(jié)構(gòu)，從而使得枕梁能夠整體采用奧氏體不銹鋼材料sus301l替代耐候鋼材料，實(shí)現(xiàn)枕梁的輕量化，提高枕梁的耐蝕性；通過插接和角接的焊接連接方式，將待焊焊縫置于箱型結(jié)構(gòu)的外表面，以適應(yīng)激光-mag復(fù)合焊的單面焊雙面成型的工藝，以插接結(jié)構(gòu)自身剛度實(shí)現(xiàn)枕梁焊接自約束，發(fā)揮激光-mag復(fù)合焊深熔、低熱輸入、小焊接變形及良好間隙適應(yīng)性的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)不銹鋼枕梁免調(diào)修制造工藝，從而有效提高軌道車輛的制造加工效率，并降低生產(chǎn)成本。

該方法能夠保證焊接接頭的熔深和熔透、焊接位置的可達(dá)性、以及焊接間隙的適應(yīng)性，使其適應(yīng)激光-mag復(fù)合焊接工藝，從而開發(fā)出插接為主角接為輔、采用全熔透激光-mag復(fù)合焊接工藝的枕梁復(fù)合焊接方法，使得枕梁的焊縫具有焊接間隙窄、深熔、良好間隙適應(yīng)性的特點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)新型不銹鋼枕梁的免調(diào)修焊接制造；通過本方法焊接而成的枕梁滿足枕梁結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)要求，優(yōu)化后的枕梁結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)枕梁結(jié)構(gòu)減重20％以上；該枕梁能夠整體采用全奧氏體不銹鋼材料制成，具有耐腐蝕性能優(yōu)異、無需油漆涂裝防腐的優(yōu)點(diǎn)；該枕梁為具有插接為主、角接為輔的插接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的箱型枕梁結(jié)構(gòu)，能夠保證裝配精度、結(jié)構(gòu)自約束剛度、焊接位置可達(dá)性和焊接間隙一致性。

本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。