轨道车辆铝合金牵枕缓部件电加热陶瓷板焊前预热装置制造方法及图纸

一种轨道车辆铝合金牵枕缓部件电加热陶瓷板焊前预热装置，属于铝合金加工技术领域，其特征是：数组至数十组陶瓷加热板通过F夹夹紧方式固定到需要加热的前端板的外侧表面和牵枕缓前端梁和牵引梁的型材内腔的指定位置上，在牵枕缓部件加热区域粘贴有数组至数十组K型热电偶。本发明专利技术的有益效果是：1、实现多位置、大面积同时加热，大幅度减少预热时间提高生产效率；2、提高预热温度准确性和稳定性，3、控制焊接变形，减小焊后变形量，4、预热温度可监控性和可追溯性。监控性和可追溯性。监控性和可追溯性。

【技术实现步骤摘要】
轨道车辆铝合金牵枕缓部件电加热陶瓷板焊前预热装置


[0001]本技术属于铝合金加工
，涉及铝合金特种零部件的加工改进。

技术介绍

[0002]铝合金牵枕缓部件是轨道车辆车体的重要组成部分，也是车体底架的关键受力部件，通常使用厚度大于10mm(最大可达110mm)的铝板和铝型材作为其零部件，采用惰性气体保护焊(MIG焊)的焊接工艺来完成各个零件的连接。此类部件不仅需要承载整车的自身重量，还要承受车辆的牵引力和制动力，因此它的焊缝熔合情况将直接影响整车的制造质量和列车运行安全性。
[0003]按照轨道行业标准要求，母材厚度≥8mm时需要将焊缝区域在焊接前预先加热至100℃～120℃以保证熔合质量。如不进行预热则可能出现焊缝根部熔合质量较差、焊缝未完全焊透等质量缺陷。牵枕缓部件所有主体结构材料壁厚都要大于这个厚度，因此整个牵枕缓部件的焊接都需要预热条件下进行。
[0004]目前此类部件生产常规的预热方法是由操作人员使用烤枪配合氧乙炔焰，通过反复火烤加热工件的方法来进行焊前预热。然而铝合金材料的散热能力极强(比热容0.88
×
103J/(KG.℃)，是钢类材料的2倍)，仅靠手工火焰加热这种厚板件升温区域非常小、升温速度缓慢并且无法保持温度，因此实际生产时会频繁的出现反复加热，多次测量的情况，严重影响生产效率。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是：提供轨道车辆铝合金牵枕缓部件电加热陶瓷板焊前预热装置，它实现了在焊接前能够将待焊接区域多位置、大面积的进行同时加热，以完成对母材厚度≥8mm的高质量焊接。
[0006]本技术的技术方案如下：由MCU、可控硅功率调节器、多路无纸温度记录仪、加热板以及K型热电偶组成。
[0007]数组至数十组陶瓷加热板通过F夹夹紧方式固定到需要加热的前端板的外侧表面和牵枕缓前端梁和牵引梁的型材内腔的指定位置上，在牵枕缓部件加热区域粘贴有数组至数十组K型热电偶。
[0008]陶瓷加热板的金属板外壳内装填有隔热棉填充物，金属板外壳上表面安装有陶瓷板和加热电阻丝。
[0009]本技术的有益效果是：
[0010]1)_实现多位置、大面积同时加热，大幅度减少预热时间提高生产效率
[0011]牵枕缓厚板零件的预热时间主要取决于材料的厚度，越厚的材料需要花费的时间越长并且加热后可升温的区域越小。当采用常规手动预热方法时，操作人员需要使用烤枪不停的反复火烤加热母材直至材料温度达到要求。当焊接结构复杂，焊缝数量较多的产品时，受焊接位置、顺序以及焊接过程人为因素的影响，预热工序和焊接工序往往很难非常好
的衔接起来，这就导致实际生产过程中经常会出现已经预热的焊缝在准备焊接时，发现温度已不满足要求而需要重新预热的情况。这种反复预热的重复工作占用了焊接过程的大部分时间，严重影响了工作效率和生产进度。而采用电加热设备预热的工艺方案，通过多个位置添加加热板同时加热的方法能够彻底解决温度提升速度慢、维持温度加热区域小的问题，并且能够保证整个焊接过程所有焊接区域温度时刻保持在要求范围内，大幅度降低了焊接人员的生产工时提高了生产效率。该电加热预热工艺与手动火焰预热方式相比，预计可使牵枕缓生产组焊工序生产效率提升30％。
[0012]2)_提高预热温度准确性和稳定性
[0013]目前采用的常规人工火焰加热方式，由于铝合金材料本身散热速度较快，在生产操作过程中长焊缝焊接时可能由于焊接人员测量时机、测量位置的偏差导致实际预热温度高于或低于要求温度范围。如预热温度过低，可能导致焊缝由于未在正确的预热温度下焊接而产生未焊透、熔合不良等缺陷。如温度过高，则将对母材强度造成一定影响。但由于以上原因对母材和焊缝造成的不良影响都产生于材料内部，很难通过外观检验来准确识别，这就使产品质量产生了一定的安全隐患。
[0014]采用电加热设备预热，在合理的添加位置，可通过设备设置将加热温度设定至要求的范围内，如温度过低自动进行加热升温，温度达到要求上限时自动停止加热，这就大大提高了整个焊接过程温度控制的准确性，避免了预热温度控制环节可能产生的质量问题。
[0015]3)_控制焊接变形，减小焊后变形量
[0016]铝合金材料焊接后都会产生一定的焊接变形，这种变形是焊缝在焊接过程受热后冷却收缩导致的。焊接时材料温度与环境温度差越大，冷却收缩后的焊接变形越大。牵枕缓部件的焊接，由于材料较厚，工件结构强度极高，在焊接变形较大、轮廓尺寸超出图纸要求的时候，很难通过火焰或机械调修的方式将轮廓度矫正至合格状态，这就导致生产后存在最终尺寸超差甚至报废风险。
[0017]常规的手工预热过程只能加热焊缝位置，大部分母材温度仍为室温状态，由于焊接前后较高的温度差会产生较大的焊接变形。而采用电加热设备预热时，牵枕缓经过加热板大面积、多位置的同时加热，使整个焊接区域母材温度均获得了提升，这样就通过减小焊接时材料温差的方法有效的降低了焊接变形，可较大程度上降低焊接后的形状矫正难度和调修工时。
[0018]4)_预热温度可监控性和可追溯性
[0019]牵枕缓部件往往焊缝种类较多，焊接区域分散且预热时间较长，现行的焊缝预热温度测量都是由焊接人员使用手持测温仪测量来完成的。这种温度探测方法受人为因素影响较大，如测量人员未按照要求进行加热，焊接后也没有有效的检测手段来确认焊接时的实际温度情况，这就无法保证焊接过程温度的准确监控和追溯过程的数据真实性。而电加热设备中可增加热电偶测温控温及温度记录存储功能，可以记录整个生产过程工件指定位置的实时温度变化，如焊缝出现质量问题时可快速准确的根据温度记录情况进行原因分析和相应处理。
附图说明
[0020]图1是本技术电加热设备原理图；
[0021]图2是本技术电加热设备原理框图；
[0022]图3是本技术电加热设备可控硅功率调节器电路图；
[0023]图4是本技术加热板结构示意图；
[0024]图5是待加工的轨道车辆铝合金牵枕缓部件结构示意图；
[0025]图6是本技术牵枕缓加热板及热电偶添加位置示意图；
[0026]图7是本技术加热板连接方式示意图；
[0027]图8是本技术热电偶连接方式示意图；
[0028]图9是本技术牵枕缓型材部件和加热板及热电偶添加位置示意图；
[0029]图10是本技术牵枕缓前端梁型材内腔加热板添加示意图；
[0030]图11是本技术牵枕缓牵引梁型材内腔加热板添加示意图。
具体实施方式
[0031]如图1所示，A是MCU、B是可控硅功率调节器、C是温度记录仪、D是加热板、E是热电偶、F是牵枕缓部件。
[0032]如图4所示，2
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1是.履带式陶瓷片、2
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2是镍铬合金电阻丝、2
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3是隔热棉填充物、2
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4是金属外壳。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆铝合金牵枕缓部件电加热陶瓷板焊前预热装置，其特征是：数组至数十组陶瓷加热板通过F夹夹紧方式固定到需要加热的前端板的外侧表面和牵枕缓前端梁和牵引梁的型材内腔的指定位置上，在牵枕缓部件加热区域粘贴有...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志超，秦焕军，李鹏程，李胜荣，杨玉荣，李洪浩，陈成，赵柏源，于涵，
申请(专利权)人：吉林启星铝业有限公司，
类型：新型
国别省市：