[发明专利]一种结构体的制造方法

说明书

本发明涉及一种根据摩擦搅拌连接方法的结构体制造方法，该方法适合于制造铁路车辆的车体。

摩擦搅拌连接方法使用一种称之为“旋转工具”的圆棒，将旋转工具插入到接缝位置，旋转工具沿着接缝线移动，此时，接缝位置被加热软化直至液化，而固化后则产生连接。

旋转工具有两部分，即小直径部分和大直径部分，小直径部分插入到接缝中，而大直径部分在小直径部分的外部。小直径部分与大直径部分有相同的轴线。将少量小直径部分和大直径部分的边界插入到接缝中。旋转工具沿接缝行进方向向后倾斜。

铁路车辆的车体由多块挤压型材构件构成，这种型材通过摩擦搅拌连接形成。挤压型材构件的纵向与车体的纵向一致。而型材的宽度方向则沿车体的圆周方向安排。车体的侧面提供开口用于做窗户等。

上述技术在日本专利申请特开平No.09-309164(EP 0797043A2)进行了说明。

由于车体的窗户高度比一块挤压型材构件的宽度大，窗户的高度由两到三块型材构件形成。因为这一点，切除掉足够于窗户需要的高度后，其余框架沿窗户高度排列并连接。

进行结构体制造的摩擦搅拌连接设备由安放多个挤压型材构件的台面和悬吊多个旋转工具的可移动框架体组成。多个旋转工具由移动框架体带动移动，从而多个挤压型材构件同时被连接。

在多个挤压型材构件被悬吊于移动框架体上的多个旋转工具同时连接情况中，当一个旋转工具首先到达窗户位置时，这个旋转工具被从挤压型材构件中退避，摩擦搅拌连接停止。而其他没有遇上窗户位置的旋转工具继续进行工作。当被退避的旋转工具到达窗户的另一边后，它重新被插入到接缝位置，摩擦搅拌连接工作重新开始。

在上述过程中，通过移动被退避的旋转工具使其重新插入到接缝中，因这一原因，很容易产生焊接缺陷。而且在摩擦搅拌连接开始时间，接缝位置的温度不会到达所需温度，因此需要将旋转工具插入接缝的量加大。

除上述情况外，由于插入接缝的旋转工具被移动，因此旋转工具的轴承构件上会产生一个倾斜的作用力。由于这些原因，轴承的尺寸变大，而旋转工具的寿命将成为问题。

本发明的第一个目的是在摩擦搅拌连接中对多条接缝同时进行焊接时，在被连接部分不再存在或不需要摩擦搅拌连接的部分和需要连接的部分相混合的情况下，当摩擦搅拌连接再一次开始时，能获得较好的连接效果。

本发明的第二个目的是在摩擦搅拌连接中对多条接缝同时进行连接时，在被支配连接部分不再存在或不需要摩擦搅拌连接的部分和需要连接的部分相混合的情况下，当摩擦搅拌连接时，只用短的时间就能再一次开始连接。

通过组合以下步骤的结构体制造方法来达到上述第一个目的：将旋转工具分别插入到两行接缝中开始摩擦搅拌连接，在第一位置，停止一个旋转工具的摩擦搅拌连接并退避旋转工具，同时与另一个旋转工具一起继续沿着连接位置移动，在第二位置，停止旋转工具的摩擦搅拌连接并退避另一个旋转工具，然后再将旋转工具分别插入到预定深度的接缝中，并开始分别移动各旋转工具启动摩擦搅拌连接。

第二个目的通过组合以下结构体制造方法达到：将旋转工具分别插入到两行接缝中开始摩擦搅拌连接，在第一位置，退避一个旋转工具，同时与另一个旋转工具一起继续沿着连接位置移动，在第二位置，将这个旋转工具插入到接缝中。

图1提供了根据本发明的结构体的制造方法的一个实施例的操作说明；

图2提供了根据本发明的结构体的制造方法的一个实施例的流程表；

图3是利用本发明制造的结构体纵向截面视图；

图4是一个透视图，展示了利用本发明的一个实施例所使用的摩擦搅拌连接设备；

图5是一个透视图，展示了利用本发明连接铁路车辆的车体；

图6提供了利用本发明—结构体制造方法的另一个实施例的操作说明。

以下参考图1至图5说明依据本发明的结构体制造方法的一个实施例。车体是一种结构体的实例，如图5所示，车体分别由结构体201组成的侧壁、结构体202组成的车顶、框架203组成的车底以及结构体204组成的车体纵向端墙构成。

侧壁结构体201、车顶结构体202和框架203都是用多个挤压型材构件构成。每个挤压型材构件的纵向沿着车体的纵向排列。挤压型材构件的材料为铝合金。

如图5所示，侧壁结构体201由挤压型材构件10、20、30和40组成。在侧壁上有出入口220。在许多情况下，出入口220是在挤压构件10、20、30和40被连接后才形成。窗户210也用类似方法形成。出入口220通过切除挤压型材构件10、20和30上的相应部分后形成。