本發(fā)明屬于軌道車輛不銹鋼車體外墻板的焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于不銹鋼車體外墻板的單面焊接三面成型焊接方法。

背景技術(shù)：

軌道車輛車體側(cè)墻和端墻等寬大的外墻板均是由多塊厚度均為1.5mm的不銹鋼薄板拼接組焊而形成寬大的整體不銹鋼薄板結(jié)構(gòu)。

舊有用于拼接阻焊外墻板的1.5mm厚不銹鋼板包括左側(cè)鋼板1與右側(cè)鋼板2，其二者彼此拼接組焊的方式是采用如圖1所示的搭接和點(diǎn)焊的組焊形式，然而，上述搭接結(jié)構(gòu)會(huì)使其二者所形成的寬大的外墻板上留下棱角分明的臺(tái)階狀焊縫，嚴(yán)重影響外墻板整體外觀的圓滑度和流線性。而點(diǎn)焊方式的焊接熱區(qū)較大，其會(huì)在不銹鋼外墻板的外側(cè)壁上留下明顯的點(diǎn)焊凹痕直接，從而也會(huì)影響外墻板的外觀質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有采用搭接方式組焊生產(chǎn)的車體整體不銹鋼外墻板時(shí)，其搭接結(jié)構(gòu)會(huì)在外墻板上產(chǎn)生臺(tái)階狀焊縫，從而影響外墻板整體外觀的圓滑度和流線性；而點(diǎn)焊產(chǎn)生的焊接熱變形會(huì)在外墻板的外側(cè)壁上留下明顯的點(diǎn)焊凹痕，因此也會(huì)嚴(yán)重影響外墻板整體外觀質(zhì)量的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于不銹鋼車體外墻板的單面焊接三面成型焊接方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

用于不銹鋼車體外墻板的單面焊接三面成型焊接方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

步驟一：將待拼接組焊的左側(cè)鋼板和右側(cè)鋼板分別放置于狹縫水平臺(tái)的兩側(cè)，并使其二者的上端面高度相同；

步驟二：制作一塊寬度為D＝1mm，高度H＝500mm的矩形不銹鋼薄板；矩形不銹鋼薄板的長(zhǎng)度與步驟一所述左側(cè)鋼板待焊接端面的長(zhǎng)度相同；

步驟三：將步驟二所述矩形不銹鋼薄板豎直插入到狹縫水平臺(tái)的平臺(tái)狹縫內(nèi)，并使矩形不銹鋼薄板的前端與左側(cè)鋼板的前端面以及右側(cè)鋼板的前端面均共面對(duì)齊；

步驟四：精確調(diào)整左側(cè)鋼板、右側(cè)鋼板以及矩形不銹鋼薄板的相對(duì)位置，使矩形不銹鋼薄板左側(cè)壁到左側(cè)鋼板右端面的焊縫寬度0.05≤d₁≤0.1mm；并矩形不銹鋼薄板的右側(cè)壁到右側(cè)鋼板左端面的焊縫寬度0.05≤d₂≤0.1mm；矩形不銹鋼薄板的上端面到左側(cè)鋼板上端面的高度值0.5≤h₁≤0.8mm；

步驟五：將步驟四所述左側(cè)鋼板、右側(cè)鋼板以及矩形不銹鋼薄板三者均分別固定；

步驟六：使用ABB型激光焊接機(jī)器人加載TRUMPF TRUDISK4002型激光器從垂直于矩形不銹鋼薄板的上端面的方向同時(shí)對(duì)矩形不銹鋼薄板的上端面、焊縫d₁以及焊縫d₂同時(shí)進(jìn)行激光焊接；

激光焊接機(jī)器人的焊接工藝參數(shù)為：

光斑直徑1.25mm，激光波長(zhǎng)1025-1080nm、焦距250+5mm；

焊接速度：20mm/S、焊接功率：2800W、離焦量：-1.5mm、氬氣保護(hù)氣體流量25L/min；

焊接板厚組合：1.5mm+1.5mm+1.0mm。

本發(fā)明的有益效果是：該用于不銹鋼車體外墻板的單面焊接三面成型焊接方法將待焊接的左、右兩塊不銹鋼薄板焊接從原有的搭接組焊形式改為在相同高度下的左右對(duì)接形式，并在其左右對(duì)接的焊縫中間額外插入一條給定厚度和高度差的第三塊同材質(zhì)豎直不銹鋼薄板，通過精確控制三塊鋼板的相對(duì)位置關(guān)系，使其三者形成帶有左、右兩條焊縫的T字形的新型組焊結(jié)構(gòu)。此外，該方法還通過精確給定激光器工作參數(shù)，使得激光器以給定垂直姿態(tài)、熱區(qū)范圍、功率強(qiáng)度和運(yùn)行速度，對(duì)豎直不銹鋼薄板的上端面及其兩側(cè)的焊縫同時(shí)進(jìn)行燒灼和熔化，在左、右兩條焊縫分別形成熔池的同時(shí)，豎直不銹鋼薄板的上端面也隨著鋼水的流失而自然降低高度，這使得其原本的高度差非常容易通過簡(jiǎn)單的后續(xù)打磨拋光工序處理成為平面或圓滑曲面。因此，本發(fā)明的用于不銹鋼車體外墻板的單面焊接三面成型焊接方法可以同時(shí)完成對(duì)矩形不銹鋼薄板的上端面及其左、右側(cè)壁端面的一次性焊接和三面成型。

此外該用于不銹鋼車體外墻板的單面焊接三面成型焊接方法還具有操作方便，易于實(shí)現(xiàn)和便于推廣普及等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是舊有左側(cè)鋼板與右側(cè)鋼板搭接點(diǎn)焊形式的原理示意圖；

圖2是本發(fā)明用于不銹鋼車體外墻板的單面焊接三面成型焊接方法的原理示意圖；

圖3是圖2的I部分的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖2至圖3所示，本發(fā)明用于不銹鋼車體外墻板的單面焊接三面成型焊接方法包括如下步驟：

步驟一：將待拼接組焊的左側(cè)鋼板1和右側(cè)鋼板2分別放置于狹縫水平臺(tái)4的兩側(cè)，并使其二者的上端面高度相同。

步驟二：制作一塊寬度為D＝1mm，高度H＝500mm的矩形不銹鋼薄板3。矩形不銹鋼薄板3的長(zhǎng)度與步驟一所述左側(cè)鋼板1待焊接端面的長(zhǎng)度相同。

步驟三：將步驟二所述矩形不銹鋼薄板3豎直插入到狹縫水平臺(tái)4的平臺(tái)狹縫內(nèi)，并使矩形不銹鋼薄板3的前端與左側(cè)鋼板1的前端面以及右側(cè)鋼板2的前端面均共面對(duì)齊。

步驟四：精確調(diào)整左側(cè)鋼板1、右側(cè)鋼板2以及矩形不銹鋼薄板3的相對(duì)位置，使矩形不銹鋼薄板3左側(cè)壁到左側(cè)鋼板1右端面的焊縫寬度0.05≤d₁≤0.1mm。并矩形不銹鋼薄板3的右側(cè)壁到右側(cè)鋼板2左端面的焊縫寬度0.05≤d₂≤0.1mm。矩形不銹鋼薄板3的上端面到左側(cè)鋼板1上端面的高度值0.5≤h₁≤0.8mm。

步驟五：將步驟四所述左側(cè)鋼板1、右側(cè)鋼板2以及矩形不銹鋼薄板3三者均分別固定。并使其三者形成帶有左、右兩條焊縫的T字形的組焊結(jié)構(gòu)。

步驟六：使用ABB型激光焊接機(jī)器人加載TRUMPF TRUDISK4002型激光器從垂直于矩形不銹鋼薄板3的上端面的方向同時(shí)對(duì)矩形不銹鋼薄板3的上端面、焊縫d₁以及焊縫d₂同時(shí)進(jìn)行激光焊接。

激光焊接機(jī)器人的焊接工藝參數(shù)為：

光斑直徑1.25mm，激光波長(zhǎng)1025-1080nm、焦距250+5mm。

焊接速度：20mm/S、焊接功率：2800W、離焦量：-1.5mm、氬氣保護(hù)氣體流量25L/min。

焊接板厚組合：1.5mm+1.5mm+1.0mm。

具體應(yīng)用本發(fā)明的用于不銹鋼車體外墻板的單面焊接三面成型焊接方法時(shí)，ABB型激光焊接機(jī)器人帶動(dòng)激光器，以垂直于矩形不銹鋼薄板3上端面的姿態(tài)，對(duì)矩形不銹鋼薄板3的上端面、焊縫d₁以及焊縫d₂同時(shí)進(jìn)行激光焊接，其激光器以該姿態(tài)從矩形不銹鋼薄板3上端面最前端一直焊接并運(yùn)行到矩形不銹鋼薄板3上端面的最后端，完成對(duì)整條矩形不銹鋼薄板3上端面的通長(zhǎng)焊接。在上述的焊接過程中，垂直照射于不銹鋼薄板3上端面激光光斑會(huì)將不銹鋼薄板3上端面燒灼成熔化狀態(tài)下的鋼水，該鋼在重力作用下從水不銹鋼薄板3的左側(cè)流入焊縫d₁，左側(cè)鋼板1的右端面也被激光光斑局部熔化，其熔化所形成的鋼水也流入焊縫d₁并與不銹鋼薄板3上端面化成的鋼水彼此融合，形成熔池，當(dāng)激光光斑原理當(dāng)然的焦點(diǎn)下方的熔池位置后，熔池內(nèi)熔化狀態(tài)下的鋼水自然冷卻，完成焊接。右側(cè)鋼板2左端面以同樣的方式形成另一條焊縫d₂的焊接。

此外，矩形不銹鋼薄板3上端面所熔化形成的鋼水分別向其兩側(cè)的焊縫d₁和焊縫d₂中流下以后，原本矩形不銹鋼薄板3上端面與左側(cè)鋼板1上端面的高度差h₁也自然縮短，其在所設(shè)定的激光功率和焊接速度下，高度差h₁的縮短范圍在0.3至0.5mm左右，因此，當(dāng)焊縫d₁和焊縫d₂的焊縫冷卻成型時(shí)，矩形不銹鋼薄板3上端面與左側(cè)鋼板1上端面的高度差0≤h₁≤0.5mm，這使得該高度差非常容易通過簡(jiǎn)單的后續(xù)打磨拋光工序處理成為平面或圓滑曲面。因此，本發(fā)明的用于不銹鋼車體外墻板的單面焊接三面成型焊接方法可以同時(shí)完成對(duì)矩形不銹鋼薄板3的上端面及其左、右側(cè)壁端面的一次性焊接和三面成型。