铝合金枕梁组焊预置反变形的控制方法与流程

本申请是针对铝合金枕梁的组焊工艺提出一种改进型预置反变形控制方法，属于轨道车辆制造领域。

背景技术：

1、枕梁是构成轨道车辆铝合金车体的主要部件，通常由2根长大型铝合金厚壁型材焊接而成，组焊后再对枕梁反位侧进行相应的机加工。因此现有枕梁的结构特点与加工工艺与其加工后的承载能力有着密不可分的关系，对于焊缝质量与反位侧机加精度、焊后枕梁反位侧平整度等指标要求具备较高的等级要求。

2、现有枕梁的组焊工艺普遍地采用自动焊设备以完成单侧焊缝后、在工装压紧力的作用下在纵向方向上进行预置反变形，随后实施另一位侧的焊缝组焊。在组焊之后再对枕梁进行调修，直至焊后枕梁反位侧平面度达到预定机加工尺寸要求。

3、目前实际操作过程中，焊前需对枕梁焊缝坡口区域进行人工火焰预热，满足焊接wps对预热温度的要求。但是，人工火焰预热耗时相对较长，加之铝合金本身高热导率的特点，在加热不均的情况下焊缝极易出现熔合不良、强度下降、晶间开裂等质量问题。大量的生产实践表明，预热焊缝对预置反变形所起的作用微乎其微。对于厚重的枕梁铝型材采用机械压力的方法预置反变形，反变形预置量越大，压紧定位操作越难进行，或者当达到工装定位压紧装置承受压力极限时，工装机械压紧装置难于预置工艺预期的反变形量，将无法再进行预置更大的反变形量。受预置反变形量大小的限制和焊接内应力的原因，焊后枕梁反位侧平面度无法达到工艺的预期要求，因而极大地增加了焊后枕梁调修的难度，降低了工作效率，严重时还会直接导致枕梁报废。另外，采用机械压力的方法预置反变形极易超出工装压紧装置承受压力极限值，直接导致损伤定位压紧装置或增加更换定位压紧装置的频率。

4、有鉴于此，特提出如下申请方案。

技术实现思路

1、本申请所述的铝合金枕梁组焊预置反变形的控制方法，在于解决上述现有技术存在的问题而提出在实施正位侧焊缝完成之后的枕梁整体加热与保温的改进手段，以期解决现有组焊工装机械压紧装置难于完成预置反变形量而导致焊后难于调修的技术难题，继而补充改进组焊预置反变形工艺过程以实现降低预置反变形操作难度与调修作业难度的设计目的。

2、为实现上述设计目的，所述的铝合金枕梁组焊预置反变形的控制方法，在枕梁组焊过程中，首先，完成枕梁正位侧焊缝焊接；然后，将枕梁整体地吊运至加热设备中进行整体加热与保温；最后，实施组焊预置反变形(即枕梁正位侧纵向预置反变形)并完成枕梁反位侧焊接；其中，通过工艺试验确定整体加热的初始温度(t1)、最终温度(t2)及加热时间(t1)。

3、进一步地，所述的铝合金枕梁组焊预置反变形的控制方法包括以下实施步骤：

4、(1)确定加热初始温度(t1)、最终温度(t2)以及加热时间(t1)

5、根据组焊工艺，t1＝t3+(v2×t3)-(v1×t1)        (3)

6、t2＝v1×t1+t1                      (1)

7、t3＝t2-v2×t3(2)

8、其中，v1为加热温度的每分钟平均上升值，v2为铝合金焊件在空气中温度每分钟下降值，t1为加热时间，t2加热后的保温时间，t3为反位焊接前吊运、打磨、枕梁工装定位等占用的作业时间，t3为焊前预热温度值，t3、v1、v2、t3为常量定值；

9、(2)正位焊缝后的枕梁整体加热与保温

10、首先，将枕梁型材清理打磨后吊运至组焊工装平台，将反位侧型材贴紧组焊工装平台，进行组装与定位段焊，对枕梁正位侧的10v焊缝进行焊接；

11、然后，吊运枕梁整体至电加热炉内，按步骤(1)确定的电加热炉初始温度(t1)、最终温度(t2)和加热时间(t1)、保温时间(t2)对枕梁进行加热及保温；

12、(3)反位焊缝焊接

13、在实施枕梁正位侧纵向预置反变形之后进行反位焊缝焊接；

14、首先，从电加热炉吊运枕梁至组焊工装平台，将正位侧枕梁型材置于工装平台组焊工装平台；

15、然后，对枕梁反位侧的焊缝区域进行去除氧化膜的清理打磨；

16、随后，在组焊工装平台上依次放置不同厚度的反变形铝垫块，在工装定位压力的作用下，对正位侧的枕梁纵向预置反变量(h2)；

17、最后，对于枕梁反位侧的20v焊缝进行焊接；

18、(4)反位焊接后的调修

19、清理、打磨焊缝表面的黑灰及焊接飞溅等残留物；

20、对枕梁反位平面度局部超差区域进行火焰调修；

21、调修合格后进行交检。

22、综上内容，本申请提出的铝合金枕梁组焊预置反变形的控制方法具有以下优点：1、本申请针对现有枕梁结构特点与组焊工艺改进了组焊工艺，在焊接过程中对枕梁

23、整体实施预热与保温继而进行纵向预置反变形，取消了现有工艺中对枕梁反位焊

24、前人工预热工序，解除了生产对工序劳动力的“束缚”而相应地提高生产效率。2、针对枕梁组焊过程提出了整体预热、再纵向预置反变形的新工艺，通过枕梁整体

25、加热并保温以克服工装定位压紧装置因预置反变形量增大而承受压力极限值的弊端，极大地降低了枕梁焊前预置反变形的作业难度。

26、3、针对枕梁整体加热使其反位侧焊前“预热”温度均匀一致，减小了焊接缺陷产生的几率，通过合理预置反变形使焊后枕梁反位侧的平面度达到工艺预期值，更好地保证了产品质量。

技术特征：

1.一种铝合金枕梁组焊预置反变形的控制方法，其特征在于：在枕梁组焊过程中

2.根据权利要求1所述的铝合金枕梁组焊预置反变形的控制方法，其特征在于：包括以下实施步骤，

技术总结
本发明所述的铝合金枕梁组焊预置反变形的控制方法，提出在实施正位侧焊缝完成之后的枕梁整体加热与保温的改进手段，以期解决现有组焊工装机械压紧装置难于完成预置反变形量而导致焊后难于调修的技术难题，继而补充改进组焊预置反变形工艺过程以实现降低预置反变形操作难度与调修作业难度的设计目的。即在枕梁组焊过程中，首先，完成枕梁正位侧焊缝焊接；然后，将枕梁整体地吊运至加热设备中进行整体加热与保温；最后，实施组焊预置反变形并完成枕梁反位侧焊接；其中，通过工艺试验确定枕梁整体加热的初始温度(T1)、最终温度(T2)及加热时间(t1)。

技术研发人员：田玉吉
受保护的技术使用者：青岛四方阿尔斯通铁路运输设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16