一种铝型材车钩板的焊接工艺方法
【专利摘要】本发明提供了一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，将一端相对两侧的直角上有两个切角，在两个切角之间设有一凹口的两块相同形状的铝型材板的切角形成的切角边相对对齐，压紧两块铝型材板，用单丝协同式脉冲熔化极惰性气体保护焊进行1次打底焊，再用双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊进行1次填充焊、2次盖面焊后，两块铝型材板焊接成车钩板。本发明的车钩板的焊接工艺方法实现了焊接质量稳定，产品的合格率高，生产效率高，焊接后的变形小，焊后不需要进行调修就可满足平面度要求，而且焊接层道数减少，降低了操作者的劳动强度。
【专利说明】一种铝型材车钩板的焊接工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接【技术领域】，特别涉及一种铝型材车钩板的焊接工艺方法。
【背景技术】
[0002]在高速轨道车辆中，铝合金材质的车钩板是最关键的部件之一，在焊接质量、加工质量、尺寸质量等各方面要求都是最高的。目前国内外传统的焊接工艺是采用手工焊接，用一种直径的焊丝，采用单丝脉冲MIG焊接模式在工装上进行焊接，进行I次打底焊、6次填充焊、4次盖面焊。这种传统的手工焊接工艺在实际生产中存在诸多缺点:第一，手工焊接质量不稳定，经常在焊缝中出现未焊透，未熔合，链状气孔，过渡渗透等超标缺陷，而返修的成功率又非常低导致最终产品的成品率低；第二，采用手工焊接，焊接速度慢，焊接厚大挤压型材时需要焊接非常多的层道数，并且由于铝合金散热快则需要不断地进行预热，导致生产效率非常低；第三，采用手工焊接导致热输入不均匀，从而焊接完成后工件的变形较大，经常产生错边，尺寸超差等缺陷，而厚大挤压型材焊后的调修又非常困难，焊后尺寸不合格，导致生产效率低下;第四，车钩板焊工焊接作业时由于质量要求高，焊接层道数多，造成工人劳动强度非常大。
【发明内容】
[0003]为克服手工焊接质量不稳定、生产率低、焊接变形大、劳动强度大的缺点，本发明提供一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，焊接质量稳定，产品的合格率高，生产效率高，焊接后的变形小，焊后不需要进行调修就可满足平面度要求，而且焊接层道数减少，降低了操作者的劳动强度。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，车钩板是由两块相同形状的铝型材板组成，一块铝型材板的一端相对两侧的直角上有两个切角，在两个切角之间设有一凹口，将两块铝型材板的切角形成的切角边相对对齐，进行焊接，焊接两块铝型材板的步骤为:
[0005]a、将两块铝型材板的凹口端相对接，放置在组焊工装平台上；
[0006]b、两块铝型材板对接后，两个凹口形成型腔，四个切角形成两个“V”型坡口，在型腔内，“V”型坡口的尖角处放置两块使“V”型坡口的尖角焊透并且焊缝背面成形的垫板，在两块垫板之间放置一个垫板支撑工装，以支撑垫板与“V”型坡口尖角处紧密固定，调整两块铝型材板的横向间隙并压紧两块铝型材板，将垫板支撑工装顶紧垫板；
[0007]C、在“V”型坡口的两侧分别设置避免铝型材板在起弧和收弧时的焊缝不熔合的引弧板和息弧板，点焊引弧板和息弧板；
[0008]d、采用单丝协同式脉冲熔化极惰性气体保护焊完成打底焊，垫板与“V”型坡口的尖角焊接在一起，将垫板支撑工装取出；
[0009]e、在打底焊的基础上，采用双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊完成填充焊；
[0010]f、在填充焊的基础上，采用双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊完成盖面焊；[0011]g、两块铝型材板焊接后形成车钩板。
[0012]焊接是通过IGM龙门机器人焊接系统进行焊接，焊接质量稳定，降低操作者的劳动强度。
[0013]步骤b中，垫板支撑工装的支撑力是可调节的，保证垫板能够紧密贴合并支撑垫板，使垫板起到保证“V”型坡口的尖角焊透并且焊缝背面成形的作用，支撑力可调节，可轻易将垫板支撑工装从型腔内部取出。
[0014]垫板支撑工装包括第一顶进螺杆，第二顶进螺杆，以及两块相互咬合的顶板和底板，顶板和底板上设有若干依次排列的直角梯形形状的突出部，相邻两个突出部之间为分隔一定距离的平面，将顶板和底板相对旋转180°，使得顶板与底板的突出部直角梯形的斜边相互贴合，顶板或底板突出部直角梯形的上底对应于底板或顶板相邻两个突出部之间的平面，通过拧动第一顶进螺杆和第二顶进螺杆，底板在相邻两个突出部之间的平面或者突出部直角梯形的斜边上滑动，调节垫板支撑工装的支撑力。
[0015]步骤b中，在水平方向上用工装压紧器夹紧两块铝型材板，在垂直方向上用工装压紧杆压紧两块铝型材板。
[0016]步骤c中，引弧板和息弧板是与“V”型坡口具有相同的坡口，将引弧板与息弧板点焊在两块铝型材板的“V”型坡口的两侧，避免铝型材板在起弧和收弧时的焊缝不熔合。
[0017]步骤d中，对两块铝型材板的“V”型坡口进行预热，采用直径为1.2mm实芯焊丝完成一面的打底焊①，翻转两块铝型材板，再完成另一面的打底焊①'，易于焊接，保证焊接质量。
[0018]步骤e中，对两块铝型材板的“V”型坡口进行预热，采用直径为1.6_实芯焊丝完成一面的填充焊②，翻转两块铝型材板，再完成另一面的填充焊②'，提高生产效率。
[0019]步骤f中，对两块铝型材板进行两次盖面焊，第一次盖面焊，对两块铝型材板的“V”型坡口进行预热，采用直径为1.6_实芯焊丝完成一面的“V”型坡口一侧的盖面焊③，翻转两块铝型材板，再完成另一面的“V”型坡口一侧的盖面焊③';再进行第二次盖面焊，对两块铝型材板的“V”型坡口进行预热，采用直径为1.6mm实芯焊丝完成一面的“V”型坡口另一侧的盖面焊④，翻转两块铝型材板，再完成另一面的“V”型坡口另一侧的盖面焊④'生产效率高，焊后变形少。
[0020]“V”型坡口为两个，焊接时一个“V”型坡口处，焊缝由前端焊向后端，另一个“V”型坡口处，焊缝由后端焊向前端。
[0021]本发明的有益效果是，实现了焊接质量稳定，产品的合格率高，生产效率高，焊接后的变形小，焊后不需要进行调修就可满足平面度要求，而且焊接层道数减少，降低了操作者的劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]下面结合附图对本发明所述的铝型材车钩板的焊接工艺方法进行具体说明。
[0023]图1是本发明的焊接结构图；
[0024]图2是本发明的焊接整体示意图；
[0025]图3是本发明的垫板支撑工装处于基准线的结构示意图；
[0026]图4是本发明的垫板支撑工装处于顶紧状态时的结构示意图。【具体实施方式】
[0027]如图1和图2所示，车钩板是由两块相同形状的铝型材板I组成，一块铝型材板的一端相对两侧的直角上有两个切角，在两个切角之间设有一凹口，将两块铝型材板的切角形成的切角边相对对齐，进行焊接。两块铝型材板I通过IGM龙门机器人焊接系统进行焊接成车钩板，其工艺步骤如下:
[0028]a、将两块铝型材板I的凹口端相对接，放置在组焊工装平台5上；
[0029]b、两块铝型材板I对接后，两个凹口形成型腔，四个切角形成两个“V”型坡口 4，在型腔内，正对“V”型坡口 4的尖角处放置两块使“V”型坡口的尖角焊透并且焊缝背面成形的垫板2及在两块垫板之间放置一个支撑力可调节的垫板支撑工装3，垫板支撑工装3支撑着垫板2，使垫板2紧密固定在“V”型坡口 4尖角处，保证垫板2起到使“V”型坡口的尖角焊透并且焊缝背面成形的作用，调整两块铝型材板I之间的横向间隙，通过工装压紧器6在水平方向夹紧两块铝型材板I，通过工装压紧杆7在垂直方向压紧两块铝型材板1，将垫板支撑工装3顶紧垫板2，因而两块铝型材板I与工装压紧器6、工装压紧杆7和组焊工装平台5是固定在一起的；
[0030]C、在“V”型坡口 4的两侧分别设置与“V”型坡口 4具有相同坡口的引弧板和息弧板，将引弧板和息弧板点焊在两块铝型材板的“V”型坡口 4的两侧，避免铝型材板在起弧和收弧时的焊缝不熔合；
[0031]d、对两块铝型材板的“V”型坡口 4进行预热，用直径为1.2mm实芯焊丝进行单丝协同式脉冲熔化极惰性气体保护焊(即单丝协同式脉冲MIG焊)完成一面的打底焊①，翻转两块铝型材板1，再用直径为1.2mm实芯焊丝进行单丝协同式脉冲熔化极惰性气体保护焊(即单丝协同式脉冲MIG焊)完成另一面的打底焊①'，这时垫板2与“V”型坡口 4焊接在一起，将垫板支撑工装3取出；
[0032]e、在打底焊的基础上，对两块铝型材板的“V”型坡口 4进行预热，用直径1.6mm实芯焊丝进行双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊(即双丝脉冲MIG焊)完成一面填充焊②，翻转两块铝型材板I，再用直径1.6mm实芯焊丝进行双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊(即双丝脉冲MIG焊)完成另一面的填充焊②,；
[0033]f、完成填充焊后，对两块铝型材板I进行两次盖面焊，第一次盖面焊，对两块铝型材板的“V”型坡口 4进行预热，用直径1.6mm实芯焊丝进行双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊(即双丝脉冲MIG焊)完成一面的“V”型坡口一侧的盖面焊③，翻转两块铝型材板I，再用直径1.6mm实芯焊丝进行双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊(即双丝脉冲MIG焊)完成另一面的“V”型坡口一侧的盖面焊③,;再进行第二次盖面焊，对两块铝型材板的“V”型坡口 4进行预热，用直径1.6mm实芯焊丝进行双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊(即双丝脉冲MIG焊)完成一面的“V”型坡口另一侧的盖面焊④，翻转两块铝型材板I，再用直径1.6_实芯焊丝进行双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊(即双丝脉冲MIG焊)完成另一面的“V”型坡口另一侧的盖面焊④';
[0034]g、两块铝型材板焊接完成后形成车钩板。
[0035]焊接时，焊接时两个“V”型坡口 4处焊缝焊接方向相反。在一个“V”型坡口 4处，当进行打底焊时，焊缝由“V”型坡口的前端14开始焊接，到“V”型坡口的后端15焊接终止；在另一个“V”型坡口 4处，当进行打底焊时，焊缝由“V”型坡口的后端15开始焊接，到“V”型坡口的前端14焊接终止。在一个“V”型坡口 4处，当进行填充焊时，焊缝由“V”型坡口的前端14开始焊接，到“V”型坡口的后端15焊接终止；在另一个“V”型坡口 4处，当进行填充焊时，焊缝由“V”型坡口的后端15开始焊接，到“V”型坡口的前端14焊接终止。重复这样的焊接操作，直至将盖面焊焊接完成。
[0036]焊接时，通过IGM龙门机器人焊接系统进行焊接，代替手工焊接，焊后变形小，产品合格率高。打底焊采用单丝焊接，保证焊接质量的稳定，协同式脉冲焊，保证焊接时热量均匀。打底焊采用直径1.2mm焊丝，更容易得到合适的焊接工艺，保证焊接质量。填充焊和盖面焊采用直径1.6_焊丝，有助于提高生产效率。
[0037]如图3、4所示，垫板支撑工装3包括第一顶进螺杆8，第二顶进螺杆9，以及两块相互咬合的顶板10和底板11。顶板10上设有若干突出部12，所述的突出部的形状为直角梯形，突出部依次排列，相邻两个突出部之间为分隔一定的距离的平面13。底板11设有与顶板相同形状的突出部，将顶板10和底板11相对旋转180°，使得顶板10突出部直角梯形的斜边与底板11突出部直角梯形的斜边相贴合，顶板10突出部直角梯形的上底对应于底板11相邻两个突出部之间的平面13，底板11突出部直角梯形的上底对应于顶板10相邻两个突出部之间的平面13，使得顶板的突出部与底板的突出部相互咬合。
[0038]如图3所示，当拧紧第一顶进螺杆8时，第一顶进螺杆8在水平方向上推动底板11，底板11在相邻两个突出部之间的平面13上相对滑动，使得底板11与第二顶进螺杆9紧密贴合，垫板支撑的高度在基准36mm。如图4所示，当拧动第一顶进螺杆8使第一顶进螺杆8退出拧紧状态，再拧紧第二顶进螺杆9时，第二顶进螺杆9在水平方向上推动底板11，顶板10与底板11在突出部直角梯形的斜边上相对滑动，使得底板11与第一顶进螺杆8紧密贴合，垫板支撑的高度增加，如40mm或者更大。垫板支撑工装保证了垫板能够紧密贴合并支撑垫板，使垫板起到保证“V”型坡口的尖角焊透并且焊缝背面成形的作用。支撑力是可调节的，可以轻易将垫板支撑工装从型腔内部取出。
【权利要求】
1.一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，所述车钩板是由两块相同形状的铝型材板(I)组成，所述一块铝型材板的一端相对两侧的直角上有两个切角，在两个切角之间设有一凹口，将两块铝型材板(I)的切角形成的切角边相对对齐，进行焊接，焊接两块铝型材板(I)的步骤为: a、将两块铝型材板(I)的凹口端相对接，放置在组焊工装平台(5)上； b、两块铝型材板(I)对接后，两个凹口形成型腔，四个切角形成两个“V”型坡口(4)，在型腔内，“V”型坡口(4)的尖角处放置两块使“V”型坡口的尖角焊透并且焊缝背面成形的垫板(2)，及在两块垫板之间放置一个垫板支撑工装(3)，以支撑垫板(2)与“V”型坡口(4)尖角处紧密固定，调整两块铝型材板(I)的横向间隙并压紧两块铝型材板(I )，将垫板支撑工装(3)顶紧垫板(2); C、在“V”型坡口(4)的两侧分别设置避免铝型材板在起弧和收弧时的焊缝不熔合的引弧板和息弧板，点焊引弧板和息弧板； d、采用单丝协同式脉冲熔化极惰性气体保护焊完成打底焊，垫板(2)与“V”型坡口(4)的尖角焊接在一起，将垫板支撑工装(3)取出； e、在打底焊的基础上，采用双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊完成填充焊； f、在填充焊的基础上，采用双丝脉冲熔化极惰性气体保护焊完成盖面焊； g、两块铝型材板焊接后形成车钩板。
2.根据权利要求1中所述的一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，所述焊接是通过IGM龙门机器人焊接系统进行焊接。
3.根据权利要求1中所述的一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，所述步骤b中，垫板支撑工装(3)的支撑力是可调节的。
4.根据权利要求3中所述的一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，所述垫板支撑工装(3)包括第一顶进螺杆(8)，第二顶进螺杆(9)，以及两块相互咬合的顶板(10)和底板(11)，顶板(10)和底板(11)上设有若干依次排列的直角梯形形状的突出部(12)，相邻两个突出部(12)之间为分隔一定距离的平面(13)，将顶板(10)和底板(11)相对旋转180°，使得顶板与底板的突出部直角梯形的斜边相互贴合，顶板(10)或底板(11)突出部直角梯形的上底对应于底板(11)或顶板(10)相邻两个突出部之间的平面(13)，通过拧动第一顶进螺杆(8)和第二顶进螺杆(9)，底板(11)在相邻两个突出部之间的平面(13)或者突出部直角梯形的斜边上滑动，调节垫板支撑工装(3)的支撑力。
5.根据权利要求1中所述的一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，所述步骤b中，在水平方向上用工装压紧器(6)夹紧两块铝型材板(1)，在垂直方向上用工装压紧杆(7)压紧两块铝型材板(I)。
6.根据权利要求1中所述的一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，所述步骤c中，引弧板和息弧板是与“V”型坡口(4)具有相同的坡口，将引弧板与息弧板点焊在两块铝型材板的“V”型坡口(4)的两侧。
7.根据权利要求1中所述的一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，所述步骤d中，对两块铝型材板的“V”型坡口(4)进行预热，采用直径为1.2mm实芯焊丝完成一面的打底焊①，翻转两块铝型材板(I )，再完成另一面的打底焊①'。
8.根据权利要求1中所述的一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，所述步骤e中，对两块铝型材板的“V”型坡口(4)进行预热，采用直径为1.6_实芯焊丝完成一面的填充焊②，翻转两块铝型材板(I )，再完成另一面的填充焊②'。
9.根据权利要求1中所述的一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，所述步骤f中，对两块铝型材板(I)进行两次盖面焊，第一次盖面焊，对两块铝型材板的“V”型坡口(4)进行预热，采用直径为1.6_实芯焊丝完成一面的“V”型坡口一侧的盖面焊③，翻转两块铝型材板(1)，再完成另一面的“V”型坡口一侧的盖面焊③';再进行第二次盖面焊，对两块铝型材板的“V”型坡口(4)进行预热，采用直径为1.6mm实芯焊丝完成一面的“V”型坡口另一侧的盖面焊④，翻转两块铝型材板(I )，再完成另一面的“V”型坡口另一侧的盖面焊④'。
10.根据权利要求1中所述的一种铝型材车钩板的焊接工艺方法，其特征在于，所述“V”型坡口(4)为两个，焊接时一个“V”型坡口处，焊缝由前端(14)焊向后端(15)，另一个“V”型坡口 处，焊缝由后端(15)焊向前端(14)。
【文档编号】B23K9/235GK104028880SQ201310071275
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年3月6日 优先权日:2013年3月6日
【发明者】张永杰, 程石来, 徐晓东, 王洋, 唐海鹰 申请人:青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司