构架焊接方法及装置、转向架和轨道车辆制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种构架焊接方法及装置、转向架和轨道车辆。该构架焊接方法包括以下步骤：基于预先获取的构架本体上各连接处的变形量，确定构架本体上的若干个间隔设置的点焊固定位置，以在构架本体上构成断续零间隙的坡口结构；依次对各个点焊固定位置进行点固焊接；依次对各连接处进行连续激光焊接，以填满所有连接处。该方法能实现对变形量满足要求的位置先进行点固焊，然后再通过连续激光焊接的连续焊道覆盖在点固焊道外，从而在构架焊接过程中降低甚至避免出现连续公差、间隙不均匀、手工作业对中难度大、以及人工操作和自动化制造难度过大的缺陷，并提高对结构的快速准确定位和高效组装，实现快速量化焊接定位填充和精确省力的反变形控制。

【技术实现步骤摘要】
构架焊接方法及装置、转向架和轨道车辆
本专利技术涉及焊接
，尤其涉及一种构架焊接方法及装置、转向架和轨道车辆。
技术介绍
目前，轨道交通车辆装备在制造转向架构架的零部件过程中，通常采用手工和半自动化工装完成装配。在转向架的制造过程中，为满足结构轻量化的要求，构架的侧梁、横梁和其它部件通常设置为结构较复杂的箱体结构，并且需要进行零部件的连续组装与焊接。在此过程中会存在加工件、压型件及焊接结构件的连续公差，手工作业的对中难度大，并且压型件出现回弹时需要反复夹装，从而给人工操作和自动化制造带来较大困难。例如在焊接过程中，采用手工焊接进行点焊时，容易存在焊点清理困难、以及点焊位置难以完全熔透的缺陷；而利用自动焊接机器人焊接时，容易出现接续点不熔透或过渡区域成型质量不良等问题。并且，构架焊接中还存在有组装装配要求过高、难以实现自动化、以及人工作业需要进行反复打磨保证焊道顺滑的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种构架焊接方法，用以解决现有技术中在构架零部件的连续组装和焊接过程中存在的连续公差、间隙不均匀、手工作业对中难度大、以及人工操作和自动化制造难度过大的缺陷。本专利技术还提供一种构架焊接装置。本专利技术还提供一种转向架。本专利技术还提供一种轨道车辆。本专利技术提供一种构架焊接方法，包括以下步骤：基于预先获取的构架本体上各连接处的变形量，确定所述构架本体上的若干个间隔设置的点焊固定位置，以在所述构架本体上构成断续零间隙的坡口结构；依次对各个所述点焊固定位置进行点固焊接；依次对各所述连接处进行连续激光焊接，以填满所有所述连接处。根据本专利技术提供的一种构架焊接方法，所述基于预先获取的构架本体上各连接处的变形量，确定所述构架本体上的若干个间隔设置的点焊固定位置的步骤，进一步包括：利用仿真计算建立构架模型，并基于所述构架模型获取所述构架模型上各连接处的变形量；基于所述构架模型上各连接处的变形量，确定所述构架模型的若干个间隔设置的预设点焊位；基于所述构架模型制造所述构架本体，并基于各个预设点焊位在所述构架本体上识别出相应的各个所述点焊固定位置。根据本专利技术提供的一种构架焊接方法，所述基于所述构架模型上各连接处的变形量，确定所述构架模型的若干个间隔设置的预设点焊位的步骤，进一步包括：基于仿真计算结果，获取所述构架模型上各连接处中变形量满足最小拘束力和最小内应力的位置作为各个所述预设点焊位。根据本专利技术提供的一种构架焊接方法，所述基于所述构架模型制造所述构架本体，并基于各个预设点焊位在所述构架本体上识别出相应的各个所述点焊固定位置的步骤，进一步包括：在制造所述构架本体的过程中，在所述构架本体上标识出各个点焊固定位置，各个点焊固定位置与所述构架模型上的各个所述预设点焊位一一对应设置；其中，各个所述点焊固定位置分别处于所述构架本体的各部件加工和压型的交汇面。根据本专利技术提供的一种构架焊接方法，所述断续零间隙的坡口结构包括第一坡口和第二坡口，所述第一坡口设置在所述构架本体上的各个所述点焊固定位置，所述第二坡口设置在位于相邻的所述第一坡口之间的所述构架本体连接处；其中，所述第一坡口的钝边大于所述第二坡口的钝边。根据本专利技术提供的一种构架焊接方法，所述第一坡口的钝边为D，则有1.5mm≤D≤2mm。根据本专利技术提供的一种构架焊接方法，所述依次对各个所述点焊固定位置进行点固焊接的步骤，进一步包括：利用手持激光焊接器或者通过机械手抓取激光复合焊焊枪，对各个所述点焊固定位置进行单面焊接熔透的点固焊接。根据本专利技术提供的一种构架焊接方法，所述单面焊接熔透的点固焊接的焊接参数满足：激光功率为至少1.5KW，填丝直径为0.8mm至1.6mm，所述手持激光焊接器或所述焊枪的行进速度为25cm/min至40cm/min。根据本专利技术提供的一种构架焊接方法，所述依次对各所述连接处进行连续激光焊接，以填满所有所述连接处的步骤，进一步包括：利用机械手抓取激光复合焊焊枪，对各所述连接处进行连续激光焊接，以填满所述连接处的坡口；在连续激光焊接的过程中，由所述连续激光焊接形成的连续焊道经过并填充于点固焊道以外，所述点固焊道形成于所述点焊固定位置。根据本专利技术提供的一种构架焊接方法，所述连续激光焊接的焊接参数满足：所述连续激光焊接的起弧位置为任一所述点焊固定位置的一侧；所述连续激光焊接的前后焊丝的夹角沿焊接方向成10°至15°设置，所述焊枪的行进速度为60cm/min至65cm/min，所述焊枪的摆动宽度为0.5mm至1mm，所述激光连续焊接过程中使用的保护气体的流量为至少20L/min。本专利技术还提供一种构架焊接装置，用于执行如上所述的构架焊接方法；所述构架焊接装置包括：控制机构，用于基于预先获取的构架本体上各连接处的变形量，确定所述构架本体上的若干个间隔设置的点焊固定位置；焊接机构，用于依次对各个所述点焊固定位置进行点固焊接，并用于依次对各所述连接处进行连续激光焊接，以填满所有所述连接处。根据本专利技术提供的一种构架焊接装置，所述焊接机构包括手持激光焊接器、机械手和焊枪，所述焊枪由所述机械手抓持。本专利技术还提供一种转向架，包括构架本体，所述构架本体是利用如上所述的构架焊接方法制成。本专利技术还提供一种轨道车辆，包括如上所述的转向架。本专利技术提供一种构架焊接方法，包括以下步骤：基于预先获取的构架本体上各连接处的变形量，确定构架本体上的若干个间隔设置的点焊固定位置，以在构架本体上构成断续零间隙的坡口结构；依次对各个点焊固定位置进行点固焊接；依次对各连接处进行连续激光焊接，以填满所有连接处。该方法能实现对变形量满足要求的位置先进行点固焊，然后再通过连续激光焊接的连续焊道覆盖在点固焊道外，从而实现在构架焊接过程中降低甚至避免出现连续公差、间隙不均匀、手工作业对中难度大、以及人工操作和自动化制造难度过大的缺陷，并提高对结构的快速准确定位和高效组装，实现快速量化焊接定位填充和精确省力的反变形控制。进一步的，该构架焊接方法利用对预先确定变形量大的点焊固定位置施加点固焊，并结合断续零间隙的坡口结构，实现构件本体的各部件之间的高精度装配，同时解决组装难度大、人工作业要求高、自动化难以实现等问题；并且，能实现激光填丝清洁装配、高精度装配以及全面自动化焊接，实现了轨道车辆加工与装配件组装焊接精度与效率，保障自动化装配的可行性。与现有技术相比，该构架焊接方法能够省略现有的焊接组装过程中复杂的定位夹紧工装，利用断续零间隙的坡口结构使构架本体的关键部位无间隙相贴合，从而解决构架本体的组装过程中的偏差、相抗、间隙不均匀、以及尺寸难保证等问题；并且，在有效降低装配操作人员的作业强度、以及降低作业人员的要求的同时，还可实现清洁制造；并且，该构架焊接方法还可以有效地保证关键位置(即点焊固定位置)的焊道熔透性，同时实现组焊点的焊道厚度，为后续的自动化焊接全熔透提供便利，并实现最经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构架焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：/n基于预先获取的构架本体上各连接处的变形量，确定所述构架本体上的若干个间隔设置的点焊固定位置，以在所述构架本体上构成断续零间隙的坡口结构；/n依次对各个所述点焊固定位置进行点固焊接；/n依次对各所述连接处进行连续激光焊接，以填满所有所述连接处。/n

【技术特征摘要】
1.一种构架焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于预先获取的构架本体上各连接处的变形量，确定所述构架本体上的若干个间隔设置的点焊固定位置，以在所述构架本体上构成断续零间隙的坡口结构；
依次对各个所述点焊固定位置进行点固焊接；
依次对各所述连接处进行连续激光焊接，以填满所有所述连接处。


2.根据权利要求1所述的构架焊接方法，其特征在于，所述基于预先获取的构架本体上各连接处的变形量，确定所述构架本体上的若干个间隔设置的点焊固定位置的步骤，进一步包括：
利用仿真计算建立构架模型，并基于所述构架模型获取所述构架模型上各连接处的变形量；
基于所述构架模型上各连接处的变形量，确定所述构架模型的若干个间隔设置的预设点焊位；
基于所述构架模型制造所述构架本体，并基于各个预设点焊位在所述构架本体上识别出相应的各个所述点焊固定位置。


3.根据权利要求2所述的构架焊接方法，其特征在于，所述基于所述构架模型上各连接处的变形量，确定所述构架模型的若干个间隔设置的预设点焊位的步骤，进一步包括：
基于仿真计算结果，获取所述构架模型上各连接处中变形量满足最小拘束力和最小内应力的位置作为各个所述预设点焊位。


4.根据权利要求2所述的构架焊接方法，其特征在于，所述基于所述构架模型制造所述构架本体，并基于各个预设点焊位在所述构架本体上识别出相应的各个所述点焊固定位置的步骤，进一步包括：
在制造所述构架本体的过程中，在所述构架本体上标识出各个点焊固定位置，各个点焊固定位置与所述构架模型上的各个所述预设点焊位一一对应设置；
其中，各个所述点焊固定位置分别处于所述构架本体的各部件加工和压型的交汇面。


5.根据权利要求1所述的构架焊接方法，其特征在于，所述断续零间隙的坡口结构包括第一坡口和第二坡口，所述第一坡口设置在所述构架本体上的各个所述点焊固定位置，所述第二坡口设置在位于相邻的所述第一坡口之间的所述构架本体连接处；其中，所述第一坡口的钝边大于所述第二坡口的钝边。


6.根据权利要求5所述的构架焊接方法，其特征在于，所述第一坡口的钝边为D，则有1.5mm≤D≤2mm。


7.根据权利要求1至6任一项所述的构...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁建英，张志毅，吴向阳，陈北平，李亚南，田仁勇，朱崇飞，孙进发，邱培现，孙晓光，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37