控制轨道车辆司机室焊接曲面变形的方法技术

本发明专利技术公开了一种焊接领域控制轨道车辆司机室焊接曲面变形的方法，为解决现有技术中轨道车辆司机室焊接曲面变形难以控制等问题而发明专利技术。包括：点焊连接车顶板及其两侧的车侧板结构构成拱形毛坯车厢；在毛坯车厢内设支撑和拉拽工具；车顶板在支撑工具作用下向上变形；两侧板结构在拉拽工具作用下向内变形；焊接车顶板及车顶板与两侧板结构完成半成品车厢；待焊缝温度冷却后，拆除支撑和拉拽工具；对半成品车厢加热调修制成成品车厢。采取焊前内部支撑拉拽的方法，焊接前使车厢高度高于公差尺寸、两侧板结构间距少于宽度公差尺寸，焊接完成冷却后撤去支撑及拉拽外力，车顶板和两侧板结构大部分检测点回弹至公差范围内，减少调修工作量，保障外轮廓。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接
，尤其涉及一种用于控制轨道车辆司机室焊接曲面变形 的方法
技术介绍
动车组由于在高速运行中，承受高频振动载荷的冲击，动车组铝合金车厢外形尤 其是车头部分均为三维流线型设计，因此对其外形轮廓的控制至关重要。按照现有车体组 成制造工艺，虽然在理论上能满足生产要求，但在现场实际工作中没有考虑到由于焊接量 大、产生热量过多等因素导致的车体外轮廓变形，由于焊接变形的原因，组装胎上卡具的刚 性的固定不能保证其焊后的外轮廓，车顶的大部分焊缝在外部，焊后会使车体高度尺寸变 小，车体外形轮廓无法得到控制，致使调修困难，严重影响车体质量，大大增加了生产周期。
技术实现思路
本专利技术提供一种，用以解决现有技术中 的缺陷，实现减少调修工作量、降低生产周期、提高车体质量。本专利技术实施例提供一种，包括以下步 骤1)制备毛坯车厢11)制备两个弧面形侧板结构；将两根以上的经度弯梁和两根以上的纬度弯梁交 叉焊接构成弧面形框架梁，将面板焊接在所述框架梁外侧制成所述弧面形侧板结构；所述 经度弯梁与所述面板长度一致，所述纬度弯梁与所述面板高度一致，所述侧板结构沿所述 毛坯车厢长度方向高度逐渐增加；其中所述面板的上部分和下部分为金属板，中部分为玻璃板，所述玻璃板至少前 半部分为球面玻璃板；所述面板上部分的前端为补板；12)组装车厢框架；121)将两侧板结构设置在所述组装胎具上，通过两个倾斜设置的侧板支撑工具对 所述两框架梁前部内侧施加向外的支撑力，通过两个以上的水平设置的侧板支撑工具分别 对所述两框架梁中后部内侧分别施加向外的支撑力，使所述两面板在该侧板支撑工具的作 用下与所述组装胎具定位配合；所述倾斜设置的侧板支撑工具设置在所述球面玻璃板内侧 的框架梁上，并沿所述纬度弯梁上曲率半径最大点的法线方向设置；所述面板沿所述纬度 弯梁曲率半径最大点的法线方向的变形量为20毫米；122)环形框梁由与所述车顶板形状适配的顶梁和与两侧板结构形状适配的两侧 梁构成；将所述两测梁分别与两侧板结构后侧焊接；123)将与所述车顶板形状相适配的车顶弯梁两端依次焊接在两侧板结构顶端； 所述车顶弯梁为两根以上并沿所述毛坯车厢的长度方向平行设置且其顶部分别与所述组 装样板贴合；124)将前墙装配在组装胎具上，与两面板的前侧之间以焊接设置前墙；125)拆除所述侧板支撑工具；13)将两块以上的单元板点焊拼组构成弧面形车顶板；14)将所述车顶板置于所述车厢框架顶部；将两侧板结构顶端分别与所述车顶板 两侧点焊连接构成横截面呈拱形的毛坯车厢，所述毛坯车厢的横截面积沿毛坯车厢长度方 向逐渐增大；将所述车顶板后端与所述顶梁点焊；将所述车顶弯梁与车顶板内侧点焊；15)在所述车顶板上设安装孔，将天线座通过卡具固定在所述安装孔上；2)在所述毛坯车厢内设支撑工具和拉拽工具，通过所述组装样板控制所述毛坯车 厢高度方向变形量，通过所述组装胎具控制所述毛坯车厢宽度方向变形量21)所述的支撑工具包括至少两个车顶支撑工具，通过所述车顶支撑工具对所述 车顶板内侧施加向上的支撑力，通过所述拉拽工具对所述两侧板结构内侧施加拉力，使毛 坯车厢在所述车顶支撑工具和拉拽工具的作用下在高度方向和宽度方向上均产生变形；其中，所述车顶支撑工具为两个或两个以上分别设在所述车顶弯梁和顶梁内侧， 并沿所述车顶弯梁及顶梁最高点的法线方向设置；通过所述车顶支撑工具对所述车顶弯梁 和顶梁内侧施加支撑力使毛坯车厢在高度方向产生变形，通过所述拉拽工具对所述框架梁 内侧施加拉拽力使所述毛坯车厢在宽度方向产生变形；所述车顶板在高度方向的变形量在 3-4毫米之间；所述面板在宽度方向的变形量在2-4毫米之间；22)所述支撑工具还包括两个补板支撑工具；通过所述补板支撑工具对所述补板 内侧施加支撑力，所述补板在补板支撑工具的作用下向外产生变形，变形后的所述补板呈 凸弧状；23)所述支撑工具还包括天线座支撑工具，通过所述天线座支撑工具对所述安装 孔周边的车顶板内侧施加支撑力，使所述天线座在天线座支撑工具的作用下向上产生变 形；231)在所述的车顶弯梁中的一根上方的车顶板上切割形成所述安装孔，在该车顶 弯梁两侧分别设厚度大于该车顶弯梁的纵垫块，在所述两纵垫块下设与其交叉的横垫块， 所述天线座支撑工具顶端设在所述横垫块下端；232)控制所述天线座向上产生的变形量为2. 0毫米；3)制备粗成品车厢；31)焊接所述单元板之间的焊缝及单元板与两侧板结构面板之间的焊缝；32)对天线座与安装孔周边的焊缝进行焊接；4)制备半成品车厢；待焊缝温度冷却至环境温度后，撤除所述支撑工具和拉拽工具。5)制备成品车厢；对所述半成品车厢进行加热调修使其外部形状与预定设置的 形状一致；加热调修车顶板和两侧板结构；加热调修两补板；对天线座及其焊缝周边的车 顶板进行加热调修。本专利技术提供的，采取焊前在车厢内部设 支撑工具对车顶板内侧施加支撑力，通过组装样板使车顶板较焊接前高度高于公差尺寸 3-4毫米，当焊接完成冷却后撤去支撑工具，车厢高度会回弹至公差范围以内；而两侧板结 构由于承受着车顶板的重力，以及焊接时产生的热量，导致车体宽度变宽，采取焊前内部设 拉拽工具对两侧板结构内侧施加拉力，使两侧板结构与组装胎具部分接触点留有2-4毫米间隙，这样在焊接完成冷却后去除拉拽工具后，两面板大部分检测点回弹至公差范围内；在 采用上述方法后，铝合金车厢调修的工作量大大减少，并保障了车体的外轮廓尺寸，降低成 品车厢的制造周期。附图说明图1为本本专利技术中侧板结构的结构示意图。图2为本专利技术毛坯车厢制备过程中的内部框架结构示意图。图3为本专利技术毛坯车厢内设车顶支撑及侧板结构拉拽的结构示意图。图4为本专利技术毛坯车厢内设侧板支撑及补板支撑的结构示意图。图5为本专利技术毛坯车厢内设天线座支撑的结构示意图。附图标记车顶板1 ；左侧板结构2 ；右侧板结构3 ；前墙4;补板5 ；天线座6 ；车顶弯梁7；前窗框8;环形框梁9 ；单元板10 ；车顶支撑工具20；经度弯梁21 ；纬度弯梁22 ；面板上部分23 ；面板下部分M ；球面玻璃板26; 拉拽工具30;补板支撑工具40;天线座支撑工具50 ；纵垫块60 ；F 卡 70 ；车顶支撑工具80 ；车顶支撑工具90。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附 图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有 做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。作为本专利技术的具体实施例，如图3、4所示，司机室由车顶板1、对称焊接在车顶板1 两侧的左侧板结构2、右侧板结构3构成，车顶板1前端连接前窗框8 ；左侧板结构2、右侧 板结构3前端之间设前墙4 ；左侧板结构2后端、右侧板结构3后端、车顶板1后端与环形 框梁9焊接。在司机室的组合焊接工艺中，第一步要完成毛坯车厢的制备；如图1-5所示。首先组合焊接左侧板结构2和右侧板结构3，如图1、图2所示，左侧板结构2和右 侧板结构3形状和结构均相同，分别由框架梁和设置在框架梁外侧的面板构成，框架梁由 两根以上的经度弯梁21和两根以上的纬度弯梁22交叉焊接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制轨道车辆司机室焊接曲面变形的方法，包括以下步骤：１）制备毛坯车厢：１１）制备两个弧面形侧板结构；１２）组装车厢框架；１３）将两块以上的单元板点焊拼组构成弧面形车顶板；１４）将所述车顶板置于所述车厢框架顶部；将两侧板结构顶端分别与所述车顶板两侧点焊连接构成横截面呈拱形的毛坯车厢，并使所述毛坯车厢的横截面积沿毛坯车厢长度方向逐渐增大；２）在所述毛坯车厢内设支撑工具和拉拽工具，通过组装样板限定所述毛坯车厢高度方向的变形量，通过所述组装胎具限定所述毛坯车厢宽度方向的变形量：２１）所述的支撑工具包括至少两个车顶支撑工具，通过所述车顶支撑工具对所述车顶板内侧施加向上的支撑力，通过所述拉拽工具对所述两侧板结构内侧施加拉力，使毛坯车厢在所述车顶支撑工具和拉拽工具的作用下在高度方向和宽度方向上均产生变形；３）制备粗成品车厢：３１）焊接所述单元板之间的焊缝及单元板与两侧板结构顶端之间的焊缝；４）制备半成品车厢：待焊缝温度冷却至环境温度后，撤除所述支撑工具和拉拽工具；５）制备成品车厢：对所述半成品车厢进行加热调修使其外部形状与预定设置的形状一致。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：安刚，旋艳杰，薛春生，崔超，冉红，
申请(专利权)人：唐山轨道客车有限责任公司，
类型：发明
国别省市：13[]