一种型材焊接预组工装的制作方法

1.本实用新型涉及焊接技术领域，尤其是一种铝合金型材焊接预组工装。


背景技术：

2.随着轨道车辆技术的发展，对车辆运行速度的要求越来越高，而车体的自重是影响运行速度重要因素之一，为降低车辆自重，车体材料的轻量化就越来越重要，质轻且具有一定强度的铝合金型材在车辆上大量应用，以降低车体自重。铝合金型材尺寸有限，在车辆上应用时，需要将多块型材焊接起来，以满足车体的长度需要，轨道车辆铝合金型材车体焊接时，为保证焊接质量，通常需要采用带有焊接衬垫的接头形式。但是由于型腔空间位置受限，焊接衬垫尺寸较小，衬垫安装困难。衬垫与型材边缘的夹持往往影响焊枪角度，造成点固焊不牢，焊接过程或焊后衬垫有脱落风险。而且型腔周圈四条焊缝需要四个衬垫，安装时相邻衬垫也会相互阻碍，影响衬垫安装效率和质量。衬垫一旦脱落，无法取出，在车辆运行过程中会造成异响，影响产品质量。其他领域或其他材质的型材在焊接时，在焊接空间有限的情况下，同样存在类似问题。


技术实现要素：

3.本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种型材焊接预组工装，将焊接衬垫进行预组，并开型筋避让槽，可整体安装衬垫，提高焊接质量和效率。
4.为实现实用新型目的，本实用新型提供了一种型材焊接预组工装，其技术方案是：
5.一种型材焊接预组工装，包括由多块边框首尾连接成的框架结构，所述框架结构的一侧开口端设置有底板，限位块与所述底板固定并位于所述底板与框架结构围成的空间内，所述限位块与所述边框内侧壁之间形成容纳焊接衬垫的凹槽，所述工装对应所述型材的内型筋位置处设置有第一避让槽。
6.进一步的，所述凹槽的宽度、深度由所述衬垫的尺寸确定，所述衬垫的尺寸与所述型材的型腔匹配。
7.进一步的，所述衬垫嵌入所述凹槽，与所述边框和/或限位块点焊固定。
8.进一步的，所述第一避让槽的宽度大于等于所述内型筋的厚度。
9.进一步的，所述衬垫嵌入所述凹槽内，所述衬垫的一侧边通过过卡兰与所述型材的型腔一边固定。
10.进一步的，所述衬垫的其他各侧边与所述型材焊接固定。
11.进一步的，所述衬垫上设置第二避让槽，所述衬垫嵌入所述凹槽后，所述第一避让槽和第二避让槽相通。
12.进一步的，所述第二避让槽的宽度大于等于所述内型筋的厚度。
13.进一步的，所述第一避让槽包括设置在所述边框上的一道或多道切割槽。
14.进一步的，所述第一避让槽还包括所述限位块对应所述切割槽的设置的通槽，所述通槽的开口端与所述切割槽相通。
15.综上所述，本实用新型提供的一种型材焊接预组工装，与现有技术相比，具有如下技术优势：
16.衬垫先进行预组装，并设有预制避让槽以避让型腔内型筋，使衬垫与内型筋之间形成插接结构，避让在焊接过程中移位，并提高衬垫安装简易度；
17.型腔内的周圈衬垫预组在一起后可进行整体安装，点固焊时优先点固夹持位置对侧的衬垫，焊接空间明显增加大，点固焊质量得到保障；
18.安装迅速，牢固；
19.焊接衬垫与型腔的相对位置不易偏斜，对后续正式焊接过程的质量控制有较大的提升；
20.预组工装整体结构简单。
附图说明：
21.图1：本实用新型一种型材焊接预组工装结构示意图；
22.图中：边框10，切割槽101，限位块20，通槽201，凹槽30，第一避让槽40，底板50。
具体实施方式
23.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
24.本实用新型提供了一种型材焊接预组工装，包括由多块边框10首尾连接成的框架结构，框架结构的一侧开口端设置有底板50，限位块20与底板50固定并位于底板50与框架结构围成的空间内，限位块20与边框10内侧壁之间形成容纳焊接衬垫的凹槽30，工装对应型材的内型筋位置处设置有第一避让槽40。
25.本实用新型提供的一种型材焊接预组工装，如图1所示，包括多块首尾顺序相连的边框10，多块边框10围成中空结构，边框10的数量与围成的框架结构的形状不限，根据待焊接型材的具体结构、焊接时相邻两块型材的对应关系和结构特征确定，包括但不限矩形(截面)框架。在本实施例中，边框10为四块，相互首尾连接成中空的框架结构，并在框架结构开口端的一侧，设置底板50，底板50可直接将框架结构的开口端密封，或底板50为格栅板，降低材料成本和重量。底板50和框架结构形成一端开放的盒状结构，在盒体内部，设置有限位块20，限位块20与底板50固定，且限位块20的外壁与边框10的内壁之间留有一定间隙，形成容纳衬垫的凹槽30。
26.衬垫20同样为中空结构，嵌入凹槽内定位组装，且限位块20的形状与嵌入凹槽30内的衬垫的形状相符，凹槽30的宽度、深度由衬垫的尺寸确定，衬垫的尺寸与型材的型腔匹配，嵌入到凹槽30后，可略凸出于边框10顶面，便于焊接操作。在实际应用中，根据要焊接的型材的结构特征，型腔内部内型筋的结构特征，确定衬垫的形状和尺寸，再确定与其配套的盒体状结构的尺寸。
27.为使预组工装能够与型材配合，使预组工装(包括衬垫)的顶面与型材的顶面的底面相抵，有效支撑两块需焊接的型材，在预组工装上，还设有避让型材内型筋的第一避让槽40，第一壁让槽40的数量和设置位置在由型材焊接处的内型筋的数量和相对位置关系确定，槽体深度大于等于内型筋的高度，使预组工装与型材组装后，内型筋与第一避让槽40插接组装，限定预组工装在型材上的位置，防止纵向(沿型材宽度方向)移动。第一避让槽40包
括设置在边框10上的切割槽101，切割槽101沿边框10的壁体由下至下切割，槽体深度大于等于内型筋的高度，必要时，还可以限位块20上对应切割槽101的位置处，开设通槽201，通槽201沿限位块20的侧壁切割，并使通槽201在限位块侧壁的开口端与切割槽101相通。在实际应用中，可根据待焊接的型材的型腔结构特征，以及待焊接的两块型材的连接处的结构特征，确定预组工装上的第一避让槽40的位置和数量，并确定是否需在限位块20上设置通槽201，使得预组工装与待焊接的两型材组装后，预组工装及衬垫的顶面与型材的顶面的底部相抵，起到更好的支撑固定作用。进一步的，当第一避让槽40包括切割槽101和通槽201时，或当内型筋延伸到衬垫位置时，在衬垫上设置有第二避让槽，第二避让槽沿衬垫由上向下(顶面向底面)的深度切割，深度大于等内型筋的高度，且第一避让槽40和第二避让槽的宽度相同，大于等于对应的内型筋的宽度/厚度。当第二避让槽的深度与衬垫的高度相等时，第二避让槽将衬垫分割成两块或多块互不相连的间壁，即衬垫包括多块间壁，相邻间壁间的空隙形成第二避让槽。
28.为简化线下组装工艺，预组装之前，衬垫为整体结构，需进行焊接操作时，衬垫嵌入到凹槽30内，使用磨片或铣刀沿切割槽101在衬垫上加工第二避让槽。且衬垫与预组工装进行预组后，为防止衬垫从凹槽30内脱出，可将衬垫与边框10和/或限位块20进行点固焊固定在一起，如，当框架结构为矩形框时，可在四个角的位置处，将衬垫与边框10和/或限位块20进行点固焊固定，衬垫的一侧边通过过卡兰与型材的型腔一边固定衬垫的其他各侧边与型材焊接固定。
29.在进行型材焊接时，利用焊接工装将两块型材进行紧固，防止焊接时移位并减小焊接变形，焊接工装为常规装置，非本实用新型的发明重点，可采用现有或将来可能出现的任意技术，不做要求和限制，可实现焊接固定功能即可。根据型材结构选择或制作适用的衬垫及预组工装，焊接衬垫与型腔尺寸匹配，且避免与型腔相抗，可以整体放入型腔内进行焊接前的预组，预组时，将焊接衬垫嵌入到凹槽30内，矩形框架结构的在四角处进行点固焊将衬垫与预组工装固定在一起，然后使用磨片或铣刀沿第一避让槽40在衬垫上加工第二避让槽，当内型筋不与衬垫产生干涉时，可无需加工第二避让槽；再用过卡兰固定焊接衬垫和型腔一边，并在另外三边进行点固焊将型材和衬垫进行固定，固定后拆除过卡兰，在原过卡兰的一侧边进行点固焊。
30.与原有衬垫安装工艺相比，本实施例中预先将衬垫进行预组并预制避让槽避让型腔的内型筋，型腔内的周圈衬垫预组在一起后可进行整体安装，点固焊时优先点固夹持位置对侧的衬垫，焊接空间明显增大，点固焊质量得到保障；且安装迅速，牢固，通过第一避让槽40和第二避让槽与内型筋的插接固定，焊接衬垫与型腔的相对位置不易偏斜，对后续正式焊接质量有较大的提升。批量生产时通过此预组工装及预组方式可显著提高焊接衬垫安装效率，和安装质量，保证后续焊接接头质量，提高产品质量安全。
31.在实际应用中，在本实施例中，如图1所示，框架结构为矩形框架，衬垫为近似于矩形框，可在四角处进行点焊固定预组，在实际应用中，可根据待焊接的型材的结构特征，适应性的变更框架结构以及衬垫的形状，并确定预组时的点固焊的位置和数量，实现预组工装、衬垫与型材的固定，为正式焊接做好准备即可。
32.进一步的，在本实施例中，框架结构可一体成型，底板50与框架结构开口端的一侧焊接固定或同样一体成型，且限位块20与底板50焊接固定或采用其他方式固定，在实际应
用中，各边框10之间和/或与底板50之间，可采用插接或其他任意方式实现柔性化连接，便于预组工装的存放，而且本实用新型提供的预组工装，不仅适用于轨道交通的铝合金车体型材的焊接，其他型材类或封闭腔结构的焊接均可适用，根据产品尺寸、结构调整预组工装尺寸即可。
33.综上所述，本实用新型提供的一种型材焊接预组工装，与现有技术相比，具有如下技术优势：
34.衬垫先进行预组装，并设有预制避让槽以避让型腔内型筋，使衬垫与内型筋之间形成插接结构，避让在焊接过程中移位，并提高衬垫安装简易度；
35.型腔内的周圈衬垫预组在一起后可进行整体安装，点固焊时优先点固夹持位置对侧的衬垫，焊接空间明显增加大，点固焊质量得到保障；
36.安装迅速，牢固；
37.焊接衬垫与型腔的相对位置不易偏斜，对后续正式焊接过程的质量控制有较大的提升；
38.预组工装整体结构简单。
39.如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。