專利名稱：板料焊接方法
技術領域：
本發(fā)明涉及焊接技術，尤其是涉及一種板料焊接方法。
背景技術：
板料包括平面板料或曲面板料，而平面板料包括平面板材和平面型材，曲面板料又包括曲面板材和曲面型材。在工程應用中，需要將多個平面板料或曲面板料焊接成大尺寸的板料，大尺寸的板料用于列車、船舶或航空器的外蒙皮材料。例如，動車組司機室的三維曲面車頂蒙皮，通常使用多個曲面板材或曲面型材焊接成一塊大尺寸曲面板料，使用大尺寸曲面板料制造三維曲面車頂蒙皮。現(xiàn)有技術中，大尺寸的板料焊接方法為，將多個板料對接裝配，形成對接坡口，兩名焊工同時沿對稱的對接坡口一端向另一端進行焊接，并且從最外側的對接坡口依次向中心的對接坡口焊接。例如，七塊板料對接裝配，形成六條對接坡口，需要對六條對接坡口焊接，具體焊接過程如下首先，對靠近外側的兩塊板料進行焊接，在此焊接過程中，其他板料還沒有焊接， 其他板料對被焊接的板料約束很小，造成靠近外側的兩塊板料在垂直于焊縫的方向收縮很大，焊接后的板料變形很大。其次，在靠近中心板料兩側的兩塊板料焊接時，由于這兩塊一側是中心板料，還沒有完成焊接，因此這一側垂直于焊縫的方向拘束力較小，收縮較大；另一側是靠近外側板料已經完成焊接，因此這一側垂直于焊縫方向的收縮會小些，約束力較大，因而會造成靠近中心的兩塊板料的左右變形幅度不一致，產生波浪式變形，最后，在焊接中心板料時，由于變形的累積效果，使得變形更加嚴重。可以看出，現(xiàn)有技術的板料焊接方法，也就是從板料從一端向另一端依次焊接，焊縫很長，焊接時板料之間產生的應力和熱量不能有效地平衡和分散，會產生一系列的局部變形，由于變形的累積，越往焊縫的末端，變形越大，嚴重影響焊接后的板料平面度或輪廓度，調修工作量較大，生產效率低。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種板料焊接方法，用以解決現(xiàn)有技術中的缺陷，能夠減小板料焊接后的變形量，減小調修工作量，提高生產效率。本發(fā)明提供了一種板料焊接方法，包括在支撐臺上裝配板料，將至少三個板料對接，形成至少兩條對接坡口 ；點固焊對接坡口，將板料固定；壓卡，使用夾具壓卡所述對接坡口處；打底焊接，兩名焊工同時對角分段進行順序焊接，每條焊縫至少分成兩個分段焊縫進行分段焊接，且順序的兩個分段焊縫分布在不同的對接坡口上；蓋面焊接，按照與所述打底焊接相同的焊接順序進行蓋面焊接。
本發(fā)明提供的板料焊接方法，采用兩名焊工同時對角分段進行順序焊接，每條對接坡口至少分成兩個分段焊縫進行分段焊接，且順序的兩個分段焊縫分布在不同的對接坡口上；由于采用對角分段焊接，且順序的兩個分段焊縫分布在不同的對接坡口上，可以有效地平衡焊接時板料產生的應力，并且能夠迅速的散發(fā)熱量，因而使得焊接后的板料變形更均勻，能夠減小大尺寸的板料焊接時產生的變形，減少焊后調修工作量，提高生產效率。


圖1為本發(fā)明第一實施例提供的板料焊接方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明第一實施例提供的板料焊接方法的實施示意圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為圖3中壓緊臂調節(jié)后的示意圖；圖5為圖3中壓緊臂調節(jié)后的示意圖；圖6為本發(fā)明第二實施例提供的板料焊接方法的實施示意圖；圖7為本發(fā)明第三實施例提供的板料焊接方法的實施示意圖；圖8為本發(fā)明第四實施例提供的板料焊接方法的實施示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。參照圖1，圖1為本發(fā)明第一實施例提供的板料焊接方法的流程示意圖。在本發(fā)明的第一實施例中，板料焊接方法包括步驟10，在支撐臺上裝配板料，將至少三個板料對接，形成至少兩條對接坡口。具體地，對接坡口的截面為U型或V型，對接坡口的對接處留有0. 2 1. Omm的間隙。步驟20，點固焊對接坡口，將板料固定；具體地，點固焊對接坡口的點固焊長度為 50 100mm，點固焊間距為500 1000mm。步驟40，壓卡，使用夾具壓卡對接坡口處。步驟50，打底焊接，兩名焊工同時對角分段進行順序焊接，每條對接坡口至少分成兩個分段焊縫進行分段焊接，且順序的兩個分段焊縫分布在不同的對接坡口上；具體地，打底焊接為沿兩端的對接坡口向中間的對接坡口焊接，每個所述分段焊縫的焊接方向相同。 更具體地，每個所述分段焊縫的長度為500 1000mm。步驟60，蓋面焊接，按照與打底焊接相同的焊接順序進行蓋面焊接。另外，在步驟30，壓卡前還包括步驟30，預留反變形量，預留反變形量從中間的對接坡口向兩端對接坡口逐漸減小，具體地，預留反變形量為在板料的支撐臺上放置墊片。下面結合附圖2-5，具體說明本實施例提供的板料焊接方法的具體焊接及壓卡過程。本實施例以動車組司機室的三維曲面車頂蒙皮的焊接為例，具體說明本實施例提供的板料焊接方法。
在本實施例中，步驟10，在支撐臺22裝配板料，采用七個曲面型材對接，形成六條對接坡口。具體地，定位工裝包括安裝在水平基準面21上的五個支撐臺22、放置在支撐臺 22的支撐面上的墊塊M以及放置在墊塊M上的支撐型材25，支撐型材25為整塊的曲面型材，七個曲面型材以豎直定位面26和支撐型材25的支撐面為定位基準，安裝在支撐型材 25上，裝配成待焊工件27，通過頂緊裝置四將待焊工件27相對于豎直定位面沈的另一端頂緊，固定待焊工件27。待焊工件27形成的六條對接坡口，分別為第一對接坡口 31、第二對接坡口 32、第三對接坡口 33、第四對接坡口 31A、第五對接坡口 32A和第六對接坡口 33A，第一對接坡口 31和第四對接坡口 31A對稱、第二對接坡口 32與第五對接坡口 32A對稱、第三對接坡口 33 與第六對接坡口 33A對稱。支撐型材25的輪廓度與對接后的待焊工件27的輪廓度相同， 支撐臺22的支撐面為長方形，其長度方向與對接坡口的長度方向垂直，每個對接坡口的截面為V型，對接坡口的對接處留有0. 5mm的間隙，便于焊接時焊料充分與相接的曲面型材熔合，提高焊接強度。步驟20，點固焊對接坡口，將板料固定；具體地，點固焊對接坡口的點固焊長度為 70mm，點固焊間距為800mm。點固焊對接坡口能夠很好地將待焊工件27固定，提高后續(xù)焊接的精度。在步驟30，預留反變形量，預留反變形量中間的對接坡口向兩端對接坡口逐漸減小，具體地，在支撐臺22上放置不同厚度的墊片23，在中間的第三對接坡口 33和第六對接坡口 33A處的墊片23的厚度最大，向兩邊的第二對接坡口 32、第五對接坡口 32A、第一對接坡口 31、第四對接坡口 IA的墊片23依次減小，為待焊工件27預留反變形量，預留反變形量的大小可以根據工藝試驗條件、焊接條件、待焊工件等因素確定，例如，從中間到兩邊的對接坡口處的墊片23的厚度可以設定為4mm、2mm和1mm，進而預留反變形量為4mm、2mm和 Imm0步驟40，壓卡，使用夾具壓卡所述對接坡口處。具體地，本實施例中的夾具具有兩組臂長可調的壓緊臂觀，每組壓緊臂觀的數(shù)量為三個，兩組壓緊臂觀分別位于待焊工件 27的兩側，壓緊臂觀的長度可在垂直于焊接坡口的長度方向上調節(jié)，將壓緊臂觀分別壓卡在待焊的對接坡口處。步驟50，打底焊接，兩名焊工同時對角分段進行順序焊接，每條焊縫分成三個分段焊縫，且順序的兩個分段焊縫分布在不同的對接坡口上；具體地，打底焊接為沿兩端的對接坡口向中間的對接坡口焊接，也就是一個焊工從第一對接坡口 31向第三對接坡口 33焊接， 相應地，另一個焊工從第六對接坡口 31A向第四對接坡口 33A焊接，每個分段焊縫的焊接方向相同。更具體地，每個分段焊縫的長度為500 1000mm，。在本實施例中，如圖3所示，圖2中的數(shù)字大小表示每條分段焊縫的先后順序，圖中標號1-9表示分段焊縫及焊接順序，圖中箭頭表示焊接方向。焊接前，焊工調整好焊接工藝參數(shù)，按照焊槍角度為10度進行焊接，以保證打底焊接能夠充分焊透；然后焊工測試調整焊機的效果，開始進行焊接；在焊接過程中，根據焊接電弧的狀態(tài)及時調整相應的焊接參數(shù)，以保證焊接質量。如圖3所示，一名焊工同時按照第一對接坡口 31向第三對接坡口 33焊接、同時， 另一名焊工從第六對接坡口 31A向第四對接坡口 33A焊接，且按照分段焊縫1-9的順序進
5行對角分段焊接。具體操作過程如下每組壓緊臂觀分別壓在對角的分段焊縫1、分段焊縫2和分段焊縫3處，使壓緊臂觀盡可能靠近焊接坡口，同時要保證焊槍能夠自由通過壓緊臂觀，保證焊接順利進行。兩名焊工同時對角焊接分段焊縫1，分段焊縫1完成后，焊槍熄弧，停止焊接過程， 使待焊工件7在室溫下自然冷卻，然后按照圖3的焊接順序繼續(xù)焊接分段焊縫2和分段焊縫3。分段焊縫1、分段焊縫2和分段焊縫3分別位于相鄰的對接坡口上，這樣可以在每個對接坡口焊接時產生的應力均勻分散，防止焊接后待焊工件產生變形，每個分段焊縫完成后， 均使待焊工件7在室溫內冷卻，并且，每個分段焊縫的焊接方向相同，可以使得焊縫兩端變形均勻，提高分段焊縫的焊接質量。完成第一分段焊縫1至第三分段焊縫3的焊接后，松開壓緊臂觀，將壓緊臂觀安裝在第四分段焊縫4至第六分段焊縫6處(圖4所示)，按照上述焊接方法進行第四分段焊縫至第六分段焊縫6的焊接。完成第四分段焊縫至第六分段焊縫6的焊接后，松開壓緊臂觀，將壓緊臂觀安裝在第七分段焊縫7至第九分段焊縫9處(圖5所示)，按照上述焊接方法進行第七分段焊縫 7至第九分段焊縫9的焊接。步驟60，蓋面焊接，打底焊接完成后，在室溫自然冷卻待焊工件27，打磨修理打底焊縫，然后進行蓋面焊接，蓋面焊接的焊接順序與步驟50描述的打底焊接的焊接順序相同，在此不再贅述。由于本實施例提供的板料焊接方法采用從兩邊向中間焊接的焊接順序，最外側第一對接坡口 31和第四對接坡口 31A的焊縫發(fā)生變形最小，壓緊臂觀可以將待焊工件27壓卡至下面的墊塊M上，以控制此處焊縫的變形。隨著逐漸向中間的對接坡口，待焊工件27 的變形積累到中間的第三對接坡口 33的焊縫和第四對接坡口 33A的焊縫，使待焊工件27 變形向上翹起，由于中間的曲面型材處施加了較大的反變形量，通過壓緊臂觀將待焊工件 27壓卡到墊塊M上，很好地控制第三對接坡口 33的焊縫和第六對接坡口 33A的焊縫變形， 進而減小待焊工件27的變形量。本發(fā)明提供的板料焊接方法，采用兩名焊工同時對角分段進行順序焊接，每條焊縫至少分成兩個分段焊縫，且順序的兩個分段焊縫分布在不同的對接坡口上；由于采用對角分段焊接，且順序的兩個分段焊縫分布在不同的對接坡口上，可以有效地平衡焊接時板料產生的應力，并且能夠迅速的散發(fā)熱量，因而使得焊接后的板料變形更均勻，能夠減小大尺寸的板料焊接時產生的變形，減少焊后調修工作量，提高生產效率。需要說明的是，本實施例提供的板料焊接方法中，優(yōu)選地，第一分段焊縫1至第三分段焊縫3分別分布在不同的對接坡口上，且第一分段焊縫1至第三分段焊縫3在與對接坡口垂直的方向上錯開。同樣第四分段焊縫4至第六分段焊縫6也按上述位置分布，第七分段焊縫7至第九分段焊縫9也按上述位置分布，采用上述板料焊接方法，可以更加有效地平衡焊接時板料產生的應力，并且能夠迅速的散發(fā)熱量，因而使得焊接后的板料變形更均勻。參考圖6，圖6為本發(fā)明第二實施例提供的板料焊接方法的實施示意圖。本實施例提供的板材焊接方法與上述第一實施例提供的板材焊接方法基本相同， 區(qū)別點如下所述本實施例中，采用五個平面板材對接，形成四條對接坡口。對接坡口分別為第一對接坡口 31、第二對接坡口 32、第三對接坡口 31A和第四對接坡口 32A，第一對接坡口 31與第三對接坡口 31A對稱，第二對接坡口 32與第四對接坡口 32A。分段焊縫的焊接順序如圖6所示，具體焊接順序為，兩名焊工同時對角焊接分段焊縫1、然后依次完成對角焊接第二分段焊縫2至第二分段焊縫6。本實施例提供的板料焊接方法實現(xiàn)五個平面板料的焊接，也具有第一實施例提供的板料焊接方法的技術效果，在此不再贅述。參考圖7，圖7為本發(fā)明第三實施例提供的板料焊接方法的實施示意圖。本實施例提供的板材焊接方法與上述第一實施例提供的板材焊接方法基本相同， 區(qū)別點如下所述本實施例中，采用六個平面板材對接，形成五條對接坡口，對接坡口分別為第一對接坡口 31、第二對接坡口 32、第三對接坡口 33、第四對接坡口 31A和第五對接坡口 32A，第一對接坡口 31與第四對接坡口 31A對稱，第二對接坡口 32與第五對接坡口 32A對稱。分段焊縫的焊接順序如圖7所示，具體焊接順序為，兩名焊工同時對角焊接第一分段焊縫1、 然后依次完成對角焊接第二分段焊縫2至第七分段焊縫7，完成上述分段焊縫的對角焊接后，有一名焊工單獨完成分段焊縫8的焊接。本實施例提供的板料焊接方法實現(xiàn)六個平面板料的焊接，也具有第一實施例提供的板料焊接方法的技術效果，在此不再贅述。參考圖8，圖8為本發(fā)明第四實施例提供的板料焊接方法的實施示意圖。本實施例提供的板材焊接方法與上述第一實施例提供的板料焊接方法基本相同， 區(qū)別點如下所述本實施例中，采用九個平面板材對接，形成八條對接坡口，分別為對接坡口分別為第一對接坡口 31、第二對接坡口 32、第三對接坡口 33、第四對接坡口 34、第五對接坡口 31A、 第六對接坡口 32A、第七對接坡口 33A和第八對接坡口 34A。每個對接坡口分成四個分段焊縫。分段焊縫的焊接順序如圖8所示，具體焊接順序為，兩名焊工同時對角焊接第一分段焊縫1、然后依次完成對角焊接分段焊縫第二分段焊縫2至第十六分段焊縫16，完成待焊工件整體的焊接。本實施例提供的板料焊接方法實現(xiàn)六個平面板材的焊接，也具有第一實施例提供的板料焊接方法的技術效果，在此不再贅述。需要說明的是，本發(fā)明提供的板料焊接方法，可以對平面板材、曲面板材、平面型材和曲面型材焊接，可以根據板料的實際尺寸，采用三個或三個以上的板料對接，對板料對接形成的對接坡口采取對角分段焊接，每個對接坡口可以分成兩個、三個或三個以上的分段焊縫進行焊接，減小平面板材之間的約束力，減小焊接過程中的熱量輸入，并使熱量均勻分散，可以減小焊接后的工件變形量，減少調修工作量。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種板料焊接方法，其特征在于，包括在支撐臺上裝配板料，將至少三個板料對接，形成至少兩條對接坡口 ； 點固焊對接坡口，將板料固定； 壓卡，使用夾具壓卡在所述對接坡口處；打底焊接，兩名焊工同時對角分段進行順序焊接，每條對接坡口至少分成兩個分段焊縫進行分段焊接，且順序的兩個分段焊縫分布在不同的對接坡口上； 蓋面焊接，按照與所述打底焊接相同的焊接順序進行蓋面焊接。
2.根據權利要求1所述的板料焊接方法，其特征在于，所述壓卡前還包括設置預留反變形量，且使所述預留反變形量從中間的對接坡口的中間向兩邊的對接坡口逐漸減小。
3.根據權利要求1或2所述的板料焊接方法，其特征在于，所述打底焊接為沿兩端的對接坡口向中間的對接坡口焊接。
4.根據權利要求3所述的板料焊接方法，其特征在于，每個所述分段焊縫的焊接方向相同。
5.根據權利要求1或2所述的板料焊接方法，其特征在于，所述每個分段焊縫完成焊接后，冷卻至室溫。
6.根據權利要求1或2所述的板料焊接方法，其特征在于，所述夾具安裝有臂長可調的壓緊臂，完成一組分段焊接后，調整所述壓緊臂的長度，進行下一組分段焊接的夾緊固定。
7.根據權利要求1或2所述的板料焊接方法，其特征在于，所述板料的為七個曲面型材，所述對接坡口的數(shù)量為六條，每個所述對接坡口的分段焊縫的數(shù)量為三個。
8.根據權利要求7所述的板料焊接方法，其特征在于，每個所述分段焊縫的長度為 500 1000mm。
9.根據權利要求7所述的板料焊接方法，其特征在于，所述點固焊對接坡口的點固焊長度為50 100mm，點固焊間距為500 1000mm。
10.根據權利要求7所述的板料焊接方法，其特征在于，所述對接坡口的截面為U型或 V型，所述對接坡口的對接處留有0. 2 1. Omm的間隙。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種板料焊接方法，包括在支撐臺上裝配板料，將至少三個板料對接，形成至少兩條對接坡口；點固焊對接坡口，將板料固定；壓卡，使用夾具壓卡在所述對接坡口處；打底焊接，兩名焊工同時對角分段進行順序焊接，每條對接坡口至少分成兩個分段焊縫進行分段焊接，且順序的兩個分段焊縫分布在不同的對接坡口上；蓋面焊接，按照與所述打底焊接相同的焊接順序進行蓋面焊接。由于采用對角分段焊接，且順序的兩個分段焊縫分布在不同的對接坡口上，可以有效地減小板料之間的約束力，并且能夠迅速的散發(fā)熱量，因而使得焊接后的板料變形更均勻，能夠減小大尺寸的板料焊接時產生的變形，減少焊后調修工作量，提高生產效率。
文檔編號B23K37/04GK102275044SQ20111019581
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權日2011年7月13日
發(fā)明者馮孝忠, 劉春寧, 唐衡郴, 王立夫, 王金金 申請人:唐山軌道客車有限責任公司, 鐵道部運輸局