[其他]预防平板焊接结构中板的焊接变形的方法

说明书

本发明涉及到一种在建造铁道车辆、海船和建筑物等的过程中，预防薄板和框架焊接所产生的板变形的方法。

例如，目前为了满足减轻铁道车辆结构重量的要求，在使用薄板建造铁道车辆结构，特别是平板焊接结构方面已经取得了许多进展。这里所谓平板是指用低碳钢，不锈钢和铝合金等材料制成的薄板。随着薄板的广泛使用，焊接引起的板变形在已变形板的局部应力和外观上都引起了问题。

为了解决这些问题，在日本特许公报昭-5339262中指出了下列的方法：将加热器放在板的附近或让其与板直接接触，使板局部被加热，当板发生热膨胀时，用定位焊把板和框架固定在一起。焊接后加热器停止加热，板的逐渐冷却将导致热收缩变形。但已经和板焊在一起的框架限制了这种变形，因而在板中产生了残余应力。这种方法的缺点是，它需要用加热器将板局部加热，这样就不可能将整个板加热均匀，因此其效果也就较差。另一方面，用加热器加热板很难将温度控制恒定。

鉴于上述现有技术中存在的缺点，本发明的目的是提供一种平板焊接结构的焊接方法，它不会使板在框架的焊接过程中产生令人不愉快的外表，如变色，也不需要过多的装置，并且能完全地防止板的焊接变形。

在焊接由低碳钢、不锈钢和铝合金等材料制成的薄板和框架时，通过下述方法可实现本发明的目的：在加热室中预热整块板，至给定温度立即将该板放在上述框架的上表面上，此时板由于预热而热膨胀，在关键点上先进行定位焊接然后再将剩余点全部焊上，随着焊接后板温降低而产生的热收缩使板中产生了残余的拉应力。

这种方法有下列显著效果：

（1）由于使用加热箱，使整板的预热迅速、均匀;

（2）易于把板加热到所需温度;

（3）选择适当的给定温度，就不需要在焊接后为充份冷却再进行反复的加热和冷却，从而使工时大量地减少。

（4）随着焊接后板冷却而产生的热收缩引起的变形使板中产生均匀的拉应力，从而防止板变松弛，不仅使板具有良好的外表而且还具有容许的应力分布。

附图说明：

图1是按照本发明所说的装置的透视图;

图2是按照本发明建造的平板焊接结构的平面图;

图3是冷却曲线图;

图4是用来获得上述冷却曲线的平板焊接结构模型的平面图;

图5是图4中Ⅵ-Ⅵ线的剖面图;

图6（a），6（b），图7（a），7（b），图8（a），8（b）是根据本发明建造的平板焊接结构中测量的残余应力的说明图;

图9是显示如何释放应力的透视图;

图10是说明如何测量应变的方框图;

如图1所示，用于预热平板4的加热系统1带有一个加热箱2和热空气型加热器3。加热箱2是一个封闭的箱子，其内表面上镶有绝缘材料。加热箱内部的工作部分是一个加热室27。在所说的加热室27内安装了许多排搁板5，用于支撑平板4。每个搁板都各自带有滚轴输送器6，它们沿箭头A的方向输送平板4。加热箱2的前侧板7和后侧板8上分别开有进料口9和出料口（没有画出），它们分别由门10和11来控制开关。

门上装有金属线12，其一端和门10、11的任意一边的顶部相连，另一端和活塞连杆14a相连，其中点支撑在滑轮15上。空气气缸14安装在加热箱2的顶板13上。它沿垂直方向将门10和11打开和关上。

加热室27的两边都有一个整流室17，隔板16将整流室17和加热室27隔开，并且在其上面钻有许多小孔18。两个整流室17都局部开口接入热空气型加热器3的供气管19和回气管20，这样有助于空气在热空气型加热器3和加热箱2之间沿箭头B的方向循环。

热空气型加热器3安装在加热箱2的顶板13的中央，它能够进行温度控制，使加热室27内的温度保持在一个给定值T。为了进行温度控制，加热室27内装有一个温度传感器例如温差电偶，或一个温度检测器。数字22表示脚轮，它使加热箱2可以根据加工过程的需要而移动。

一旦将热空气加热器3启动，它所产生的热空气就通过供气管19进入整流室17，然后通过隔板16上的小孔18逐渐充满加热室27的整个空间。另一方面，在另一个整流室17内的空气通过回气管20返回热空气型加热器3中，加热器3和加热室27之间的空气循环使加热室27中的温度可以被控制在一个给定值T。