[发明专利]箱型结构的焊接变形调控装置及调控方法

说明书

本发明提供一种箱型结构的焊接变形调控装置及调控方法，所述装置包括：支撑部和调节部；所述支撑部形成有支撑待焊箱体的支撑面；所述调节部与所述支撑部连接，并至少与所述待焊箱体的焊接面抵接；在焊接过程中，所述调节部通过调节在所述待焊箱体焊接面作用力的大小和\或施力位置，实现对所述待焊箱体平面度的调控。本发明通过在枕梁箱型结构上设置多点柔性支撑，能够在焊接过程中实时、定量输出枕梁箱型结构每一工步的定位支撑、刚性约束点的位置及作用力大小，实现对枕梁箱型结构在焊接过程中的制造精度、应力分布进行三维动态实时监测，形成实时动调、分步精调的精细化调控，提高枕梁的制造精度，消除枕梁箱型结构焊后调修。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种箱型结构的焊接变形调控装置及调控方法。

背景技术

高速列车枕梁为铝合金型材与板材组成的箱型焊接结构，是高速列车长大薄壁车体中的重要承载部件和主要组成部分，与高速列车转向架进行连接。枕梁箱型结构制造精度要求高、服役环境及工况恶劣，承受列车高速运行时的交变冲击载荷。箱型枕梁结构为内部带有加强筋的非对称焊接结构，焊接结构复杂，焊接空间狭窄、且多为8mm以上的中厚板焊接，焊缝多、焊接量大，加之铝合金高温受热线膨胀系数大，致使其存在严重的焊接变形。需增加焊后火焰矫形调修方能满足车体后续装配要求，生产效率低下，且造成了强度损失和性能下降，严重制约高速列车铝合金车体制造品质和自动化效率的进一步提升。

发明内容

本发明提供一种箱型结构的焊接变形调控装置及调控方法，用以解决现有技术中存在的无法实现枕梁结构焊后免除调修，无法有效抑制焊接变形、反复验证工作量大，无法根据焊接结构变形演变趋势和变化量进行精准、动态调节、反变形效果不良等缺陷，通过在枕梁箱型结构上设置多点柔性支撑，在焊接过程中，实时、定量输出枕梁箱型结构每一工步的定位支撑、刚性约束点的位置及作用力大小，反变形位置及反变形量，实现对枕梁箱型结构在焊接过程中的制造精度、应力分布进行三维动态实时监测，形成实时动调、分步精调的精细化调控，提高枕梁的制造精度，消除枕梁箱型结构焊后调修，降低制造成本，大幅提高了生产效率。

本发明还提供一种箱型结构的焊接变形调控装置的调控方法，用以解决现有技术中存在的无法实现枕梁结构焊后免除调修，无法有效抑制焊接变形、反复验证工作量大，无法根据焊接结构变形演变趋势和变化量进行精准、动态调节、反变形效果不良等缺陷，通过构建枕梁箱型结构的数学模型，实现了对枕梁箱型结构的多点柔性支撑、动态数字压紧和位置无级调节，对枕梁箱型结构在焊接过程中的制造精度、应力分布进行三维动态实时监测，形成实时动调和分步精调的精细化调控，实时、定量输出枕梁箱型结构每一工步的定位支撑、刚性约束点的位置及作用力大小，反变形位置及反变形量，提高了枕梁的制造精度，消除枕梁箱型结构焊后调修，降低制造成本，大幅提高了生产效率。

根据本发明第一方面提供的一种箱型结构的焊接变形调控装置，包括：支撑部和调节部；所述支撑部形成有支撑待焊箱体的支撑面；所述调节部与所述支撑部连接，并至少与所述待焊箱体的焊接面抵接；在焊接过程中，所述调节部通过调节在所述待焊箱体焊接面作用力的大小和\或施力位置，实现对所述待焊箱体平面度的调控。

根据本发明的一种实施方式，所述待焊箱体至少包括：第一焊接面和第二焊接面；所述第一焊接面为所述待焊箱体靠近所述支撑面一侧的表面；所述第二焊接面为所述待焊箱体相对所述第一焊接面远端一侧的表面。

具体来说，本实施例提供了一种待焊箱体的实施方式。

根据本发明的一种实施方式，所述待焊箱体在所述第一焊接面至少部分区域的厚度小于部分所述第二焊接面的厚度。

具体来说，本实施例提供了一种第一焊接面和第二焊接面的实施方式。

根据本发明的一种实施方式，所述支撑部包括：支撑台和驱动单元；所述支撑台的表面形成所述支撑面；所述驱动单元与所述支撑台连接，用于调节所述支撑台的转动角度，实现所述第一焊接面和所述第二焊接面的焊接；其中，所述支撑台上设置有多个间隙，所述间隙至少对应所述第一焊接面的待焊位置。