地铁用铝合金车顶边梁焊接工艺的制作方法

本发明属于铝合金焊接技术领域，具体涉一种地铁用铝合金车顶边梁焊接工艺。

背景技术：

地铁用铝合金车顶边梁焊接过程对工件的组队装配、焊接工艺的要求较高，稍有偏差，即可能造成产品变形严重，影响后续装配，焊缝质量差，返修率高，影响产品合格率的问题，由此导致焊后产品尺寸难以达到客户标准要求。另外，常规的铝合金地铁车顶边梁焊接工艺还存在工序繁杂，综合成本高等问题。

为了提高我公司铝合金地铁车顶边梁类产品的焊缝质量及整体尺寸要求，提高产品合格率，降低生产制造工时，使工人能够稳定、方便、快捷、准确、高质量的完成生产制造组对装配焊接调修等工作，特此重新设计一种地铁车顶边梁焊接工艺。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供地铁用铝合金车顶边梁焊接工艺。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的地铁用铝合金车顶边梁焊接工艺，所述车顶边梁由两部分边梁型材焊接而成，焊接时分两阶段进行，首先通过手工点固焊接，然后通过机器人自动焊接，具体包括如下步骤：

1)、手工点固焊接

1.1)、正装组对：将上述两部分边梁型材正装在专用工装的相应位置后压紧固定；

1.2)、正面点固：对已完成正装组对的车顶边梁的凸面焊缝进行手动点焊，其焊接电流为200～220A，焊接速度为19～21mm/s，焊接方式为PA平位置焊接；

1.3)、反面点固：对已完成正装组对的车顶边梁的凹面焊缝进行手动点焊，其焊接电流为180～200A，焊接速度为19～22mm/s，焊接方式为PE仰位置焊接；

本阶段焊接时，车顶边梁在凹面焊缝上具有与凸面焊缝相同位置的若干均布的点固位置，其中，第一个点固位置距起弧端100～150mm，最后一个点固位置距收弧端100～200mm，两两相邻的点固位置间的间距为2000mm，任一点固位置的点固焊缝有效长度为45～55mm；

2)、机器人自动焊接

2.1)、正装焊接：采用激光跟踪加双丝联动焊接凸面焊缝；

2.2)、反装固定：将车顶边梁反装在专用工装的相应位置后压紧固定；

2.3)、反装焊接：采用激光跟踪加双丝联动焊接凹面焊缝；

本阶段正、反装焊接时的焊接参数相同，其中，前丝：电流为235～255A，电压为24.0V，速度为85～95cm/min，弧长为-2～9％；后丝：电流为200～225A，电压为23.8V，速度为85～95cm/min，弧长为4～14％。

进一步，在步骤1)中，焊接设备为TPS5000-福尼斯焊机，保护气体为30％He+0.015％N2+70％Ar。

进一步，在步骤2)中，焊接设备为RTI370S-IGM焊接机器人，保护气体为99.999％Ar。

进一步，在步骤2.2)中，车顶边梁与专用工装之间添加有专用垫块，预制反变形。

进一步，在步骤2.3)中，用压铁对凹面焊缝附近进行镇压。

本发明的有益技术效果是：本发明对车体边梁的组件数量、形状进行了改进，并对焊接顺序及焊接工艺参数进行了优化，使得工作效率及产品的成品率得到了大幅度的提升，降低了产品返修率，控制了产品焊缝质量的同时产品焊后尺寸也符合图纸标准，同时降低了焊接工时。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明正装组对后的结构示意图；

图2为本发明手动点固焊接中的点固位置示意图；

附图标记：1为凸面焊缝，2为凹面焊缝，3为点固位置，A为边梁型材，B为边梁型材。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例地铁用铝合金车顶边梁由边梁型材A和B焊接而成。

本实施例分两阶段对该车顶边梁进行焊接，首先通过手工点固焊接，然后通过机器人自动焊接，具体如下：

1)、手工点固焊接

1.1)、正装组对：将空心状的边梁型材A和B正装在专用工装(未画出)的相应位置后压紧固定；

1.2)、正面点固：对已完成正装组对的车顶边梁的凸面焊缝1进行手动点焊，其焊接电流为210A，焊接速度为20mm/s，焊接方式为PA平位置焊接；

1.3)、反面点固：对已完成正装组对的车顶边梁的凹面焊缝2进行手动点焊，其焊接电流为190A，焊接速度为21mm/s，焊接方式为PE仰位置焊接；

如图2所示，本阶段焊接时，车顶边梁在凹面焊缝2上具有与凸面焊缝1相同位置的若干均布的点固位置3，其中，第一个点固位置3距起弧端120mm，最后一个点固位置3距收弧端150mm，两两相邻的点固位置3间的间距为2000mm，任一点固位置3的点固焊缝有效长度为50mm；

2)、机器人自动焊接

2.1)、正装焊接：采用激光跟踪加双丝联动焊接凸面焊缝1；

2.2)、反装固定：将车顶边梁反装在专用工装的相应位置后压紧固定；

2.3)、反装焊接：采用激光跟踪加双丝联动焊接凹面焊缝2；

本阶段正、反装焊接时的焊接参数相同，其中，前丝：电流为245A，电压为24.0V，速度为90cm/min，弧长为4％；后丝：电流为210A，电压为23.8V，速度为88cm/min，弧长为10％。

通过采用上述方案，本发明通过手动点焊辅以两块边梁型材的定位固定，有利于提供后续机器人的稳定焊接工作，最终所得产品焊缝质量即尺寸要求完全满足使用要求，产品合格率大幅提高，同时焊接工时得到降低。此外，该焊接步骤和工艺的改变，可在保证整体焊接质量的情况下，减少对车顶边梁的翻转，有利于提供工作效果和质量。

本实施例中，采用手动焊接时的焊接设备为TPS5000-福尼斯焊机，保护气体为30％He+0.015％N2+70％Ar。

本实施例中，采用自动焊接时的焊接设备为RTI370S-IGM焊接机器人，保护气体为99.999％Ar。

本实例中，车顶边梁在完成正装焊接后对其进行反装固定中，车顶边梁与专用工装之间添加有专用垫块(未画出)，预制车顶边梁反变形。

本实例中，车顶边梁在反装焊接过程中，可采用压铁(未画出)对凹面焊缝2附近进行镇压，可有效防止其焊接过程中的局部变形。

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。