軌道車輛側牆及其焊接方法
2023-10-26 06:56:12 2
專利名稱：軌道車輛側牆及其焊接方法
技術領域：
本發明涉及一種應用於不鏽鋼車體的軌道車輛側牆結構與焊接加工方法的改進， 屬於機械製造領域。
背景技術：
隨著我國社會經濟的發展與生活節奏的加快，軌道交通已成為城市交通中最主要 的乘坐工具。基於軌道車輛安全性、經濟性與外觀質量的更高需求，如地鐵、城軌或城際間 快軌等車輛通常採用不鏽鋼材料作為車體的主要用材，較為常見的焊接加工手段是點焊連 接工藝。
現有採用的點焊工藝雖然能夠提高不鏽鋼車體的機械強度與緊密性，但是在側牆 外板上不可避免的留存有點焊壓痕，此類壓痕是點焊工藝所決定的、現有技術難以消除，也 無法避免。若想徹底地改觀不鏽鋼車體的外觀效果，則必須選用其他焊接工藝來代替點焊工藝。
又如申請人在先提交的實用新型專利，申請號201120149005. 2，名稱車體搭接式 側牆結構，即採用搭接式框架結構，在側牆板鋪設於整體工裝上搭接後雷射焊組焊後再相 繼鋪設橫梁和立柱，並逐步進行雷射焊連接以減少熱輸入量、有效地控制並降低側牆整體 的變形程度。其中，搭接式側牆結構具有相互連接的門立柱、門立柱補強柱、連接板、橫梁部 分、立柱部分和側牆板。門立柱為兩翼面不等長的槽型斷面型材，圍繞側牆上開設的窗口， 立柱部分包括立柱、窗邊立柱、窗上立柱、窗下立柱，橫梁部分包括上邊梁、窗上橫梁、窗邊 橫梁、窗下橫梁、下橫梁；橫梁部分和立柱部分相互搭接而形成側牆框架。
上述在先申請專利，雖然是也採用雷射焊解決不鏽鋼車體結構的變形問題，但是 也存在一定的問題。
1、搭接式側牆結構在整車應用時也存在其門區窗區應力超限的局限性。
2、側牆結構整體上的部件較多，特別是窗口處模塊化程度較低，不利於整體焊接 後的機械強度與緊密性。
3、在門框處缺少必要的加強結構，另外在此類銜接處的側牆部件採用剛性連接， 不利於整車批量化生產。發明內容
本發明所述的軌道車輛側牆及其焊接方法，其目的在於解決上述現有技術存在的 問題而採用減少連接部件、提高模塊化程度的方式，為避免點焊壓痕的發生，側牆整體上採 取雷射焊焊接方式，以有效地提高焊接強度，控制並減少熱輸入量，從而解決不鏽鋼側牆的 變形問題。
另一發明目的是，採用不鏽鋼門框以滿足雷射焊對於門立柱較高的剛度和強度要 求。
發明目的還在於，基於雷射焊工藝提高側牆在窗口、門框等銜接處的連接結構與焊接手段，以整體上提高側牆的機械強度與安全性。
為實現上述發明目的，所述的軌道車輛側牆主要包括有
連接成整體結構的若干組側牆單元、門框、側牆上邊梁和門檻。與現有技術的區別 之處在於，雷射焊側牆結構及門框與側牆單元之間通過焊接方式進行連接；
在門框上方，相鄰2個側牆單元通過門口對接元件進行對接，同時門口對接元件 與門框通過塞焊方式進行連接；
所述的側牆單元包括有若干組相互搭接的橫梁與立柱，橫梁先與外牆板搭接雷射 焊連接，立柱再與橫梁進行相互搭接雷射焊連接。
如上述基本方案，側牆實現一種較完全的模塊化結構，主體的側牆單元採用雷射 焊加工能夠減少熱量輸入，最大限度地控制不鏽鋼材質的變形問題，從而改善側牆整體的 平面度。同時，雷射焊側牆單元在門框上方實現對接，有助於兼顧側牆單元與門框連接處的 機械強度與柔韌性。
為進一步地提高做為主體結構的側牆單元對接後與門框組焊質量，在此採取柔性 對接方式，即在門框上方中心線處，相鄰2個側牆單元通過門口對接元件進行留有間隙的 對接，可通過上述柔性對接元件提高內裝門框與側牆單元銜接處的整體剛度與強度。
為改善門框自身的機械強度，所述的門框具有門口橫梁與兩側的門口立柱通過拼 焊方式連接成的整體結構。
為優化在內側端角銜接處的焊接質量，可在內裝門框上方的2個端角處，設置有 用於與側牆單元進行塞焊連接的補強板。
從提高強窗口處整體的平面度與窗角安全係數的角度出發，位於窗口上下端的2 個橫梁，分別具有兩側相向伸展並對接的上翼邊、下翼邊。上翼邊、下翼邊分別與外牆板通 過雷射焊連接，並與相鄰的橫梁、立柱通過雷射焊方式進行連接。
採用雷射焊焊接的側牆單元，採用橫梁與立柱的薄板相互搭接框架結構，同時基 於雷射焊焊接工藝，利用窗口處的垂向2個橫梁伸出對接、合圍成窗口外輪廓的2組翼邊， 有效地形成針對窗口整體的補強結構。
為進一步地提高門框的機械強度，所述的門框通過拼焊方式而形成整體結構，並 與側牆單元通過焊接方式進行連接。
還可在門框的內側端角處設置有門角補強，門角補強具有整體鑄造結構並與門框 進行滿焊連接，以提高門口整體強度。
另外，所述的門檻通過電弧焊方式與門框進行連接，側牆單元通過電阻點焊方式 與側牆上邊梁進行連接，從而形成側牆上下兩端的連接結構。
為改善門框結構的機械強度，可在門框外側連接一外門框，外門框通過拼焊方式 而形成整體結構並與門框通過沉頭螺釘進行連接。
基於上述軌道車輛側牆結構的改進，本發明提出將雷射焊工藝應用於不鏽鋼軌道 車輛側牆的加工方法，相應的採取的側牆焊接方法是
門框整體上與側牆單元通過焊接方式進行連接；
在門框上方，相鄰2個側牆單元通過門口對接元件進行對接並留有間隙，同時門 口對接元件與門框進行塞焊連接；
構成側牆單元的橫梁先與外牆板搭接雷射焊連接，立柱再與橫梁進行相互搭接雷射焊連接。
在上述側牆焊接方法的基礎上，在門框上方的2個端角處，補強板與側牆單元進 行塞焊連接。
位於窗口上下端的2個橫梁，分別具有兩側相向伸展並對接的上翼邊、下翼邊； 2組上翼邊、下翼邊合圍成窗口的外圍輪廓，分別與外牆板通過雷射焊連接，並與相鄰的橫 梁、立柱進行雷射焊連接。
設置於門框內側端角處的門角補強與門框進行滿焊連接。
門檻與門框進行電弧焊連接，側牆單元與側牆上邊梁進行電阻點焊連接。
並在門框外側連接一外門框，外門框通過拼焊方式而形成整體結構並與門框通 過沉頭螺釘進行連接。
綜上內容，本發明軌道車輛側牆及其焊接方法具有優點與有益效果有
1、側牆整體的連接部件較少、模塊化程度較高。整體上採取雷射焊焊接方式，能夠 解決點焊壓痕的發生，通過減少熱輸入量而有效地解決不鏽鋼側牆的變形問題。
2、不鏽鋼整體式的門框能夠滿足雷射焊對於門立柱較高的剛度和強度要求。
3、基於雷射焊工藝，在窗口、門框等銜接處的連接結構與焊接手段能夠保證側牆 整體的機械強度與安全性。
4、門框內外連接結構，能夠對門口處的電阻點焊焊點起到遮蓋與美化作用。
現結合以下附圖對本發明做進一步地說明。
圖1是所述軌道車輛側牆的爆炸示意圖2是側牆單元局部結構示意圖3是圖2中I部窗口橫梁與外牆板連接的示意圖4是基於圖3、圖2中I部與窗口側部的橫梁的連接示意圖5是基於圖4、圖2中I部與窗口側部的立柱的連接示意國6是門框的結構示意如圖1至圖6所示，側牆單元1，門框2，側牆上邊梁3，門口對接元件4，門角補強5，外門框6，門檻7，門口橫梁8，門口立柱9，窗口橫梁10，立柱11，補強板13，上翼邊15，下 翼邊16，接縫17，窗間窗口 18。
具體實施方式
實施例1，結合圖1至圖6，所述的軌道車輛側牆主要包括有
連接成整體結構的若干組側牆單元1、門框2、側牆上邊梁3和門榲7。其中，
所述的側牆單元I包括有若干組相互搭接的橫梁10與立柱11，橫梁10與外牆板 之間通過雷射焊方式進行連接，橫梁10與立柱11之間通過雷射焊方式進行連接。
門框2具有門口橫梁8與兩側的門口立柱9通過拼焊方式連接成的整體結構。
門框2與側牆單元I之間通過焊接方式進行連接；
在門框2上方中心線處，相鄰2個側牆單元I通過門口對接元件4進行留有間隙 的對接。
同時門口對接元件4與門框2通過塞焊方式進行連接；
在門框2上方的2個端角處，設置有用於與側牆單元I進行塞焊連接的補強板13。
在門框2的內側端角處設置有門角補強5，門角補強5具有整體鑄造結構並與門框 2進行滿焊連接。
在門框2外側連接一外門框6，外門框6通過拼焊方式而形成整體結構並與門框2 通過沉頭螺釘進行連接。
位於窗口 14上下端的2個橫梁10，分別具有兩側相向伸展並對接的上翼邊15、下 翼邊16，上翼邊15與下翼邊16之間形成接縫17。上翼邊15、下翼邊16分別與相鄰的窗間 橫梁18、立柱11通過雷射焊方式進行連接。
門檻7通過電弧焊方式與門框2進行連接，側牆單元I通過電阻點焊方式與側牆 上邊梁3進行連接。
在上述側牆結構的基礎上，本實施例還實現了下述側牆焊接方法
門框2整體上與側牆單元I通過焊接進行連接；
在門框2上方，相鄰2個側牆單元I通過門口對接元件4進行對接並留有間隙，同 時門口對接元件4與門框2進行塞焊連接；
構成側牆單元I的橫梁10、18先與外牆板搭接雷射焊連接，再與立柱11進行相互 搭接雷射焊連接。
構成門框2的門口橫梁8與兩側的門口立柱9進行拼焊連接以形成整體結構。
在門框2上方的2個端角處，補強板13與側牆單元I進行塞焊連接。
在門框2外側連接一外門框6，外門框6通過拼焊方式而形成整體結構並與門框2 通過沉頭螺釘進行連接。
如圖3至圖5所示，位於窗口 14上下端的2個橫梁10，分別具有兩側相向伸展並 對接的上翼邊15、下翼邊16，上翼邊15與下翼邊16之間形成接縫17。
2組上翼邊15、下翼邊16合圍成窗口 14的外圍輪廓，並先後依次地與外牆板、相 鄰的窗間橫梁18、立柱11進行雷射焊連接。
設置於門框2連接內側端角處的門角補強5與門框2進行滿焊連接。
門檻7與門框2進行電弧焊連接，側牆單元I與側牆上邊梁3進行電阻點焊連接。
進一步地，本發明的側牆單元還可為插接式結構，如申請人在先提交的實用新型 專利ZL201020649823. 4，名稱車體插接式側牆結構，即採用插接式框架結構。
如上所述，結合附圖所給出的方案內容，可以衍生出類似的技術方案。但凡是未脫 離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等 同變化與修飾，例如側牆單元為插接式結構和門框可為整體口型結構，均仍屬於本發明技 術方案的範圍內。
權利要求
1.一種軌道車輛側牆，包括有連接成整體結構的若干組側牆單元(I)、門框(2)、側牆上邊梁(3)、門檻(7)，其特徵在於 門框(2)與側牆單元(I)之間通過焊接方式進行連接； 在門框(2)上方，相鄰2個側牆單元(I)通過門口對接元件(4)進行對接，同時門口對接元件(4)與門框(2)通過焊接連接； 所述的側牆單元(I)包括有若干組相互搭接的橫梁(10)、(18)與立柱(11)，橫梁(10)、(18)先與外牆板搭接雷射焊連接，再與立柱(11)進行相互搭接雷射焊連接。
2.根據權利要求1所述的軌道車輛側牆，其特徵在於在門框(2)上方中心線處，相鄰2個側牆單元(I)通過門口對接元件(4)進行留有間隙的對接。
3.根據權利要求2所述的軌道車輛側牆，其特徵在於所述的門框(2)，具有門口橫梁(8)與兩側的門口立柱(9)等通過拼焊方式連接成的整體結構。
4.根據權利要求3所述的軌道車輛側牆，其特徵在於在門框(2)上方的2個端角處，設置有用於與側牆單元(I)進行電弧焊連接的補強板(13)。
5.根據權利要求1或4所述的軌道車輛側牆，其特徵在於位於窗口(14)上下的2個橫梁(10)，分別具有兩側相向伸展並對接的上翼邊(15)、下翼邊(16)； 上翼邊(15)、下翼邊(16)分別與相鄰的窗間橫梁(18)、立柱(11)通過雷射焊方式進行連接。
6.根據權利要求5所述的軌道車輛側牆，其特徵在於在門框(2)連接的內側端角處設置有門角補強(5)，門角補強(5)具有整體鑄造結構並與門框(2)進行滿焊連接。
7.根據權利要求6所述的軌道車輛側牆，其特徵在於所述的門檻(7)通過電弧焊方式與門框(2)進行連接，側牆單元(I)通過電阻點焊方式與側牆上邊梁(3)進行連接。
8.根據權利要求7所述的軌道車輛側牆，其特徵在於在所述門框(2)外側連接一外門框(6)，外門框(6)通過拼焊方式而形成整體結構並與門框(2)通過沉頭螺釘進行連接。
9.根據權利要求1至8所述的軌道車輛側牆實現的側牆焊接方法，其特徵在於門框(2)整體上與側牆單元(I)進行焊接連接； 在門框⑵上方，相鄰2個側牆單元⑴通過門口對接元件⑷進行對接並留有間隙，同時門口對接元件(4)與門框(2)進行電弧焊連接； 構成側牆單元(I)的橫梁(10)、(18)先與外牆板搭接雷射焊連接，再與立柱(11)進行相互搭接雷射焊連接。
10.根據權利要求9所述的側牆焊接方法，其特徵在於構成門框(2)的門口橫梁(8)與兩側的門口立柱(9)進行拼焊連接以形成整體結構。
11.根據權利要求10所述的側牆焊接方法，其特徵在於在門框⑵上方的2個端角處，補強板(13)與側牆單元(I)進行塞焊連接。
12.根據權利要求9或11所述的側牆焊接方法，其特徵在於位於窗口(14)上下的2個橫梁(10)，分別具有兩側相向伸展並對接的上翼邊(15)、下翼邊(16)； 2組上翼邊(15)、下翼邊(16)合圍成窗口(14)的外圍輪廓，並與相鄰的橫梁(10)、立柱(11)進行雷射焊連接。
13.根據權利要求12所述的側牆焊接方法，其特徵在於設置於內裝門框(2)內側端角處的門角補強(5)與內裝門框(2)進行滿焊連接。
14.根據權利要求13所述的側牆焊接方法，其特徵在於門檻(7)與門框⑵進行電弧焊連接，側牆單元(I)與側牆上邊梁(3)進行電阻點焊連接。
15.根據權利要求14所述的側牆焊接方法，其特徵在於在所述門框(2)外側連接一外門框出)，外門框(6)通過拼焊方式而形成整體結構並與門框(2)通過沉頭螺釘進行連接。
全文摘要
本發明所述的軌道車輛側牆及其焊接方法，採用減少連接部件、提高模塊化程度的方式，為避免點焊壓痕的發生，側牆整體上採取雷射焊焊接方式，以有效地提高焊接強度，控制並減少熱輸入量，從而解決不鏽鋼側牆的變形問題。側牆包括有連接成整體結構的若干組側牆單元、門框、側牆上邊梁和門檻。門框與側牆單元之間焊接連接；在門框上方，相鄰2個側牆單元通過門口對接元件進行對接，同時門口對接元件與門框焊接連接；所述的側牆單元包括有若干組相互搭接的橫梁與立柱，橫梁與立柱之間通過雷射焊方式進行連接。
文檔編號B23K28/02GK103010237SQ20111028776
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者劉嶽平, 鍾元木, 田愛琴, 丁叄叄, 周建樂, 龔明 申請人:南車青島四方機車車輛股份有限公司