用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装的制作方法

本发明属于轨道车辆侧墙立柱与波纹板激光焊接工艺中的间隙辅助压紧装置领域，具体涉及一种用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装。

背景技术：

如图1至图3所示，轨道客车的侧墙立柱1是横断面为凸字型的薄壁结构，其包括矩形凸台1-1及其两侧的平板翻边1-2，波纹板2上带有彼此平行的多条波纹凸台2-1。在侧墙立柱1与波纹板2的组焊过程中，需要将侧墙立柱两侧的平板翻边1-2下端面与波纹板的各条波纹凸台2-1上端面逐一焊接。现有的常规焊接方法是用快速夹钳对侧墙立柱1的两端施压，将侧墙立柱1整体压在波纹板2上，并由常规焊枪逐一对焊缝进行焊接。此种方式对焊接前的焊缝组对要求较低，该常规焊缝的高度要求为3mm≥h≥0，但该常规方法的焊接效率低下，焊缝误差较大，不够美观整齐。

另一方面，较为成熟的激光焊接工艺具有焊接效率高，焊接质量好，焊缝整齐美观等诸多优点，若能将其应用于轨道车辆侧墙立柱与波纹板的焊接工序上，则可大幅提高工作效率，创造生产效益。然而，激光焊接工艺对焊缝间距h的要求极为严苛，其要求所有待焊接的焊缝间距严格控制在1mm以内，因此，现有由快速夹钳对侧墙立柱1的两端施压并使其整体压在波纹板2上的压紧方式无法满足激光焊接工艺对焊缝间距的高标准要求。

技术实现要素：

为了解决现有由快速夹钳对侧墙立柱的两端施压并将其整体压在波纹板上的压紧方式无法满足激光焊接工艺对焊缝间距的高标准要求的技术问题，本发明提供一种用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装，其包括门型的狭缝夹板机构、多个螺柱压紧器和支座平台，所述狭缝夹板机构包括狭缝双夹板、转轴支柱、锁紧支柱和多个丝杠螺母，转轴支柱和锁紧支柱的下端均分别与支座平台的上端面固连，狭缝双夹板平行于支座平台的上端面，狭缝双夹板的一端与转轴支柱的顶端轴连，其另一端与锁紧支柱的顶端固连，丝杠螺母嵌入狭缝双夹板的狭缝内，其二者焊接固连；所述螺柱压紧器包括压紧块、丝杠端头护套和丝杠螺杆，丝杠端头护套同轴套在丝杠螺杆的下端，其二者固连，丝杠端头护套的下端面与压紧块上端面的中心连接；所述多个螺柱压紧器与丝杠螺母均一一对应，每一个丝杠螺杆均与一个对应的丝杠螺母螺纹连接并共同形成一个丝杠机构。

上述压紧块包括螺杆连接面、矩形施压凹槽、两个激光垂向通道长槽孔和两组局部焊缝压紧端头，所述矩形施压凹槽的开口向下，其凹槽底面位于螺杆连接面下方，矩形施压凹槽的两个凹槽侧壁左右对称；每个激光垂向通道长槽孔均位于一个对应凹槽侧壁的中部，激光垂向通道长槽孔沿竖直方向贯穿与其对应凹槽侧壁的上、下端面；每一个凹槽侧壁的底面中心均设有一组局部焊缝压紧端头，所述一组局部焊缝压紧端头包括两个小平面凸台，其二者对称分布在一个对应激光垂向通道长槽孔的两侧；螺杆连接面的上端与丝杠端头护套的下端面连接。

上述凹槽底面到小平面凸台下端面的距离D等于侧墙立柱上的矩形凸台的高度；凹槽底面的宽度L等于矩形凸台的宽度；激光垂向通道长槽孔的宽度为8mm。

上述多个丝杠螺母相邻两个之间的间距等于波纹板上相邻两条波纹凸台之间的间距。

本发明的有益效果是：该辅助压紧工装利用门型的狭缝夹板机构夹持固定多个丝杠机构，并分别利用每一个丝杠机构中的丝杠螺杆驱动对应的一个螺柱压紧器，对层叠放置于支座平台上的侧墙立柱与波纹板进行焊接前的组对和压紧。每一个丝杠机构中的丝杠螺杆同时驱动两组局部焊缝压紧端头分别向其下方对应的一小段侧墙立柱平板翻边均匀施加压力，并使焊接前的焊缝间隙h压缩至1mm的最佳范围以内。利用激光叠焊工艺，可以同时用两束激光光束分别从一个对应的激光垂向通道长槽孔中竖直向下穿过，并分别照射在侧墙立柱的两个平板翻边表面，对其进行高效快捷的热熔焊接。利用本发明用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装可有效控制侧墙立柱两侧的全部平板翻边焊缝间隙均小于1mm，且焊缝间隙均一、外观整齐、美观，完全符合现代化轨道客车对侧墙立柱焊接工艺的高标准要求。

此外该用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是现有轨道客车侧墙立柱与波纹板的组焊姿态示意图；

图2是图1中I部分的局部放大图；

图3是图2的右视图；

图4是本发明用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装的立体图；

图5是本发明狭缝夹板机构的立体图；

图6是本发明螺柱压紧器的立体图；

图7是图6的爆炸示意图；

图8是本发明压紧块的立体图；

图9是本发明压紧块在另一视角下的立体图；

图10是图8的侧视图；

图11是图8的前视图；

图12是图6的轴向剖面示意图；

图13是本发明多个螺柱压紧器与狭缝夹板机构的装配示意图；

图14是本发明用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装的应用图；

图15是用本发明的螺柱压紧器消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的局部剖面应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图4至图13所示，本发明用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装包括门型的狭缝夹板机构3、六个螺柱压紧器4和支座平台5，狭缝夹板机构3包括狭缝双夹板3-1、转轴支柱3-2、锁紧支柱3-3和六个丝杠螺母3-4，转轴支柱3-2和锁紧支柱3-3的下端均分别与支座平台5的上端面固连，狭缝双夹板3-1平行于支座平台5的上端面，狭缝双夹板3-1的一端与转轴支柱3-2的顶端轴连，其另一端与锁紧支柱3-3的顶端固连，丝杠螺母3-4竖直嵌入狭缝双夹板3-1的狭缝内，其二者焊接固连。螺柱压紧器4包括压紧块4-1、丝杠端头护套4-2和丝杠螺杆4-3，丝杠端头护套4-2同轴套在丝杠螺杆4-3的下端，其二者固连，丝杠端头护套4-2的下端面与压紧块4-1上端面的中心连接。六个螺柱压紧器4与丝杠螺母3-4均一一对应，每一个丝杠螺杆4-3均与一个对应的丝杠螺母3-4螺纹连接并共同形成一个丝杠机构。

压紧块4-1包括螺杆连接面4-1-1、矩形施压凹槽4-1-2、两个激光垂向通道长槽孔4-1-3和两组局部焊缝压紧端头4-1-4，矩形施压凹槽4-1-2的开口向下，其凹槽底面4-1-2-1位于螺杆连接面4-1-1下方，矩形施压凹槽4-1-2的两个凹槽侧壁4-1-2-2左右对称。每个激光垂向通道长槽孔4-1-3均位于一个对应凹槽侧壁4-1-2-2的中部，激光垂向通道长槽孔4-1-3沿竖直方向贯穿与其对应凹槽侧壁4-1-2-2的上、下端面。每一个凹槽侧壁4-1-2-2的底面中心均设有一组局部焊缝压紧端头4-1-4，一组局部焊缝压紧端头4-1-4包括两个小平面凸台4-1-4-1，其二者对称分布在一个对应激光垂向通道长槽孔4-1-3的两侧。螺杆连接面4-1-1的上端与丝杠端头护套4-2的下端面连接。

凹槽底面4-1-2-1到小平面凸台4-1-4-1下端面的距离D等于侧墙立柱1上的矩形凸台1-1的高度。凹槽底面4-1-2-1的宽度L等于矩形凸台1-1的宽度。激光垂向通道长槽孔4-1-3的宽度为8mm。

相邻两丝杠螺母3-4之间的间距等于相邻两个波纹凸台2-1之间的间距。

具体应用本发明用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装时，如图14所示，首先，分别旋转每一个丝杠机构中的丝杠螺杆4-3，并使其对应的丝杠端头护套4-2向上抬升。

然后，将准备进行激光叠焊的侧墙立柱与波纹板均层叠放置于支座平台5的端面上，按组焊姿态将其二者组对好，并使侧墙立柱平行放置于门型的狭缝夹板机构的狭缝双夹板3-1下方。再将六个压紧块4-1均分别跨装在一段侧墙立柱1上，使凹槽底面4-1-2-1与矩形凸台1-1平行接触。

此后，分别逆向旋转每一个丝杠机构中的丝杠螺杆4-3，使其对应的丝杠螺杆4-3向下伸长，并使其丝杠端头护套4-2的下端面压在螺杆连接面4-1-1上。进一步分别逆向旋转每一个丝杠机构中的丝杠螺杆4-3，并驱动两组局部焊缝压紧端头4-1-4分别通过其各自的两个小平面凸台4-1-4-1向其下方对应的一小段侧墙立柱平板翻边1-2均匀施加压力，直至每一小段受压迫的侧墙立柱平板翻边1-2的下端与其对应波纹凸台2-1上端面的焊缝间隙h均小于1mm时，停止旋转并固定丝杠螺杆4-3，即可完成侧墙立柱平板翻边1-2与波纹板2的叠焊间隙消除工序，开始进入对其二者间隙进行激光叠焊的后续工序。

如图15所示，在激光叠焊过程中，同时使两束激光光束分别从一个对应的激光垂向通道长槽孔4-1-3中竖直向下穿过，并分别照射在侧墙立柱的两个平板翻边1-2表面，对其进行高效快捷的热熔焊接。利用本发明用于消除侧墙立柱与波纹板激光叠焊间隙的辅助压紧工装可有效控制侧墙立柱两侧的全部平板翻边焊缝间隙均小于1mm，且焊缝间隙均一、外观整齐、美观，完全符合现代化轨道客车对侧墙立柱焊接工艺的高标准要求。