[发明专利]工装支撑板、正装焊接工装及弧度型材焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及型材焊接装配工艺技术，尤其涉及一种工装支撑板、正装焊接工装及弧度型材焊接方法。

背景技术

在轨道车辆车体结构中，侧墙和车顶等带有弧度型材的部件一般采用若干块型材以对接或搭接的形式进行装配，然后将相邻型材之间连接部分的长纵焊缝焊接制成弧度型材部件。

随着焊接技术的不断发展，目前长纵焊缝一般采用焊接机器人或焊接专机等自动焊接设备进行焊接。相比于手工焊机的焊枪，自动焊接设备的焊枪一般体积较大，因此占用空间较大，所以在焊接过程中，为了留出一定空间，保证焊枪能够自由前进而不受工装压紧夹具的干涉，只能将工装压紧夹具压卡在靠近型材的外侧，与焊缝保持一定距离。另一方面，在对侧墙和车顶等带有弧度型材的部件外凸弧面进行焊接，即正装焊接时，为了控制焊接变形的需要，需要预置焊接反变形，即在发生反变形可能性最大的型材下增加铝板垫块的支撑。通常弧度型材中间水平设置的型材是需要进行预置焊接反变形的位置。

现有技术采用正装焊接工装对弧度型材工件进行焊接的状态，如图1所示，正装焊接工装包括基座207，基座207上设置有五组支撑板，包括第一支撑板213、第二支撑板223、第三支撑板203、第四支撑板233和第五支撑板204，各支撑板的上表面用于在焊接过程中支撑各型材，图1所示具体包括第一型材101、第二型材102、第三型材103、第四型材104和第五型材105，所有支撑板上表面的轮廓连线与弧度型材工件内凹的轮廓线相匹配，一般是支撑板与对应的型材内表面平行。中间位置的第三型材103是预置焊接反变形位置，其下通过第二铝板垫块209垫高。弧度型材工件的两端分别进行定位，通常是将弧度型材工件的一端采用定位端夹具205进行固定，工件的另一端通过顶紧端夹具206进行抵顶。正装焊接工装还包括悬吊设置的压卡夹具，根据弧度型材的压卡需要，一般有多个压卡夹具。典型的结构是，包括第一压紧夹具201，从上向下压紧预置焊接反变形处的第三型材103。还包括第二压紧夹具202，在第二压紧夹具下垫设第一铝板垫块208，将弧度型材工件边缘翘起的型材压紧在支撑板上。

但是，上述正装焊接工装存在如下缺陷：仅有中间位置的第三型材103与对应的第三支撑板203接触，而在边缘翘起的第五型材105当被第二压紧夹具202压紧时，该型材上表面的焊接坡口反而会翘起，如图2和图3所示，造成第五型材105的坡口高于相邻内部第四型材104的坡口，焊接时会发生错边现象。因此现有的正装焊接工装、压卡和焊接工艺不能有效控制弧度型材边缘处坡口的错边。

现有技术中利用正装焊接工装焊接弧度型材工件的工艺过程如下：

将弧度型材工件的各型材进行反装装配，反装装配具体为将各型材吊入反装工装内，顺序将各型材内凹面各坡口之间的焊缝焊接完成，将各型材焊接成一个整体的弧度型材工件；

将弧度型材工件反装焊缝焊接完成后，吊装出胎，置于如图1所示的正装焊接工装的支撑板上，将第二铝板垫块209固定在中间第三支撑板203上使第三型材103中间位置垫高，以定位端夹具205为基准，再通过工件的顶紧端夹具206在水平方向上进行固定，然后将第一压紧夹具201和第二压紧夹具202压卡在弧度型材工件的相应位置上，将整个工件压卡紧固，使工件不产生移动，对弧度型材工件的正装坡口进行焊接。

由于在上述焊接的过程中，位于弧度型材工件边缘处的坡口A处会产生坡口错边，如图3所示，因此为减小上述操作过程产生的坡口错边，现有技术一般采用下述技术方案：

第一种，采取定位焊接的方式，在型材装配阶段，焊前在弧度型材坡口处每隔一段距离进行定位焊接，通过增加定位焊缝的数量来对坡口处进行固定，以防止坡口处产生错边。

第二种，采取机械调整的方式，如果焊前坡口已经错边，采用锤击方式调整坡口处高度较高一侧的型材，从而使错边调平。

但是采用现有技术中的上述两种方案，存在下述缺点：

一是，在焊缝上进行过多的定位焊接，造成了多次起弧焊接以及焊缝打磨等辅助时间的增加，降低了生产效率；另一方面，定位焊缝过于密集，虽然对于控制错边具有一定的固定作用，但是也约束了此处坡口的自由收缩变形，一旦产生错边，调整错边将更加困难。

二是，整道坡口用锤击调整错边，不仅劳动强度高、调整效率低下，而且很容易砸伤型材表面或使型材表面凹陷，造成型材强度下降。

发明内容

本发明提供一种工装支撑板、正装焊接工装和弧度型材焊接方法，以减少弧度型材坡口处的错边现象。

本发明提供了一种工装支撑板，支撑板边缘处的支撑高度大于待支撑型材对应位置的高度。