一种焊接铝蜂窝车体结构的制作方法

1.本发明涉及一种焊接铝蜂窝车体结构，属于轨道车辆技术领域。


背景技术：

2.随着轨道交通技术的不断发展进步，轨道交通列车车体材料经历了由碳钢到不锈钢再到铝合金的发展历程，伴随着该过程，车体的轻量化水平得到了大幅度的提升，有效的降低了列车运营过程中的能源消耗。采用铝合金型材的车体在材料轻量化的基础上，再通过结构轻量化，轻量化水平已趋近于极限。目前，为进一步提升车体的轻量化水平，越来越多的企业将研究方向聚焦于碳纤维等复合材料，但复合材料的成本、防火性能、寿命、连接方式等方面的问题导致无法批量化应用。
3.同时，碳钢、不锈钢、铝合金型材车体由于材料本身的隔音性能较差，为了提高舒适性，在车内需铺设大量的隔音、隔热材料以实现车辆的隔音隔热技术指标，这就导致车体轻量化水平的降低。
4.如专利公开号为cn2839055y的车体结构，该专利发明点在于车体地板、侧墙板、圆顶板、平顶板等采用了胶粘铝蜂窝，提升了车体轻量化水平。该发明用到的胶粘铝蜂窝的蒙皮板与蜂窝芯采用胶粘连接，防火性能差，寿命无法满足车体设计寿命要求，且由于粘接胶的存在导致了胶粘蜂窝板与车体骨架之间无法采用焊接连接，仅能采用铆钉连接，若采用铆钉连接，会降低车体的轻量化水平。此外，胶粘铝蜂窝的隔音、隔热性能较型材结构无明显提升。
5.又如专利公开号为cn113619627a 的车体及磁悬浮车辆。该专利发明点在于车体司机室、地板、侧墙、顶板、端板采用了复合材料三明治板状结构，其目的在于提升车体轻量化水平，避免焊接量大、车体轮廓度差的问题。该发明用到的复合材料内外蒙皮均采用了碳纤维复合板，其防火性能、寿命等均取决于其基体材料，与铝合金型材相比较差。此外，受制于复合材料的成型工艺，其成本极高。该公开专利由于受材料限制，复合材料三明治板与铝合金型材骨架之间仅能采用铆钉等紧固件连接，大量紧固件的应用导致轻量化水平提升有限。
6.可见，为实现轨道交通车体进一步的轻量化，亟需一种焊接铝蜂窝车体结构。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种焊接铝蜂窝车体结构，将焊接铝蜂窝板应用于车体结构中，能够较好的隔绝声音、热量的传递，以减少车内隔音隔热材料的铺设量，其次，相较于胶粘蜂窝，焊接铝蜂窝板不再仅限于机械连接，可通过焊接的方式与车体连接，以减少铆接件的大量使用，最后，焊接铝蜂窝板的面密度低于铝合金型材，且其强度与铝合金型材相当，通过焊接铝蜂窝板的应用可实现轨道交通车体进一步的轻量化。
8.为达到上述目的/为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：
一种焊接铝蜂窝车体结构，用于组成车体结构的墙板、地板和顶板均由焊接铝蜂窝板组焊而成，所述墙板、地板和顶板间通过骨架相固定；所述焊接铝蜂窝板包括上蒙皮、下蒙皮和焊接铝蜂窝芯，其中，焊接铝蜂窝芯通过高温钎焊连接于上蒙皮和下蒙皮之间。
9.进一步的，所述墙板包括相焊接的侧墙板和端墙板，其中，侧墙板通过焊缝连接有窗框。
10.进一步的，所述顶板包括相焊接的圆顶板、空调平顶板和受电弓平顶板。
11.进一步的，所述骨架由铝合金型材焊成。
12.进一步的，所述骨架包括底架骨架、侧墙骨架、车顶骨架和端墙骨架；其中，底架骨架用于连接地板与侧墙板，侧墙骨架和车顶骨架用于连接侧墙板和顶板，端墙骨架用于连接端墙板与侧墙板。
13.进一步的，所述空调平顶板和受电弓平顶板与骨架间相焊接，所述侧墙板与侧墙骨架相焊接。
14.进一步的，所述地板、圆顶板通过过渡型材与骨架相连接，所述侧墙板通过过渡型材与底架骨架相连接，所述地板、墙板和顶板与过渡型材之间通过焊缝连接。
15.进一步的，所述过渡型材包括地板过渡型材、侧墙板过渡型材和顶板过渡型材。
16.进一步的，还包括过渡结构，所述过渡结构焊接于墙板、地板和顶板的内外表面。
17.进一步的，所述过渡结构包括滑槽或支座。
18.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明提供了一种焊接铝蜂窝车体结构，将焊接铝蜂窝板应用于车体结构中，能够较好的隔绝声音、热量的传递，以减少车内隔音隔热材料的铺设量，其次，相较于胶粘蜂窝，焊接铝蜂窝板不再仅限于机械连接，可通过焊接的方式与车体连接，以减少铆接件的大量使用，最后，焊接铝蜂窝板的面密度低于铝合金型材，且其强度与铝合金型材相当，通过焊接铝蜂窝板的应用可实现轨道交通车体进一步的轻量化；本发明提供了一种焊接铝蜂窝车体结构，通过采用过渡型材实现焊接铝蜂窝板与车体骨架间的焊接连接，以保证车体结构的整体强度。
附图说明
19.图1是实施例一提供的焊接铝蜂窝车体结构中焊接铝蜂窝板的结构示意图；图2是实施例一提供的焊接铝蜂窝车体结构的结构示意图；图 3是实施例一中圆顶区域车体断面示意图；图 4是实施例一中平顶区域车顶断面示意图；图 5是实施例一中侧墙板与底架骨架连接示意图；图 6是实施例一中地板与底架骨架连接示意图；图 7是实施例一中侧墙板与侧墙骨架连接示意图；图 8是实施例一中圆顶板与车顶骨架连接示意图；图 9是实施例一中平顶板与车顶骨架连接示意图；图 10是实施例一中窗框与车顶骨架连接示意图。
20.图中：1、上蒙皮；2、焊接铝蜂窝芯；3、下蒙皮；11、底架骨架；12、地板；13、地板过渡
型材；21、侧墙骨架；22、侧墙板；23、窗框；24、侧墙板过渡型材；31、车顶骨架；32、圆顶板；33、空调平顶板；34、受电弓平顶板；35、顶板过渡型材；41、端墙骨架；42、端墙板；131、焊缝。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
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底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.实施例一如图1和图2所示，本实施例提供了一种焊接铝蜂窝车体结构，用于组成车体结构的墙板、地板12和顶板均由焊接铝蜂窝板组焊而成，所述墙板、地板12和顶板间通过骨架相固定；所述焊接铝蜂窝板包括上蒙皮1、下蒙皮3和焊接铝蜂窝芯2，其中，焊接铝蜂窝芯2通过高温钎焊连接于上蒙皮1和下蒙皮3之间。
25.在上述技术方案中，将焊接铝蜂窝板应用于车体结构中，具有以下优点：首先，焊接铝蜂窝板是以焊接铝蜂窝为芯材，两面敷设铝合金面板，铝合金面板（即上蒙皮1与下蒙皮3）与焊接铝蜂窝芯2通过高温钎焊连接，焊接铝蜂窝板在生产过程中因经历了高温加热过程，因此蜂窝芯空腔中的气体受热膨胀排出，冷却后在蜂窝芯中形成近真空的状态，能够较好的隔绝声音、热量的传递，以减少车内隔音隔热材料的铺设量，提升轻量化水平；其次，焊接铝蜂窝板采用了“三明治”结构，且全为金属材料，因此兼具了复合材料与金属材料的特点，采用焊接铝蜂窝的零部件之间的连接可通过焊接连接，避免了胶粘蜂窝仅能机械连接的问题；最后，焊接铝蜂窝板的面密度低于铝合金型材，且其强度与铝合金型材相当，通过焊接铝蜂窝板的应用可实现轨道交通车体进一步的轻量化。
26.在一些实施例中，如图2所示，所述墙板包括相焊接的侧墙板22和端墙板42，其中，侧墙板22通过焊缝131连接有窗框23，如图10所示。
27.在一些实施例中，如图2所示，所述顶板包括相焊接的圆顶板32、空调平顶板33和受电弓平顶板34。
28.在一些实施例中，为满足车体结构的车体强度，所述骨架由铝合金型材焊成。
29.在一些实施例中，为实现骨架与地板12、墙板和顶板间的连接，所述骨架包括底架骨架11、侧墙骨架21、车顶骨架31和端墙骨架41；其中，底架骨架11用于连接地板12与侧墙板22，侧墙骨架21和车顶骨架31用于连接侧墙板22和顶板，端墙骨架41用于连接端墙板42与侧墙板22。
30.在一些实施例中，为实现地板12、墙板和顶板与骨架间的连接，所述空调平顶板33、受电弓平顶板34与骨架间相焊接，所述侧墙板22与侧墙骨架21相焊接。
31.在一些实施例中，为实现地板12、墙板和顶板与骨架间的连接，所述地板12、圆顶板32通过过渡型材与骨架相连接，所述侧墙板22通过过渡型材与底架骨架11相连接，所述地板12、墙板和顶板与过渡型材之间通过焊缝131连接。
32.在一些实施例中，所述过渡型材包括地板过渡型材13、侧墙板过渡型材24和顶板过渡型材35；其中，过渡型材均为铝合金，以保证车体结构的整体车体强度。
33.在一些实施例中，为了给轨道交通车辆其它系统提供安装接口，还包括过渡结构，所述过渡结构焊接于墙板、地板12和顶板的内外表面。
34.在一些实施例中，为实现安装接口的提供，所述过渡结构包括滑槽或支座。
35.综上所述，本实施例提供了一种焊接铝蜂窝车体结构，将焊接铝蜂窝板应用于车体结构中，能够较好的隔绝声音、热量的传递，以减少车内隔音隔热材料的铺设量，其次，相较于胶粘蜂窝，焊接铝蜂窝板不再仅限于机械连接，可通过焊接的方式与车体连接，以减少铆接件的大量使用，最后，焊接铝蜂窝板的面密度低于铝合金型材，且其强度与铝合金型材相当，通过焊接铝蜂窝板的应用可实现轨道交通车体进一步的轻量化；通过采用过渡型材实现焊接铝蜂窝板与车体骨架间的焊接连接，能够保证车体结构的整体强度。
36.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种焊接铝蜂窝车体结构，其特征在于，用于组成车体结构的墙板、地板（12）和顶板均由焊接铝蜂窝板组焊而成，所述墙板、地板（12）和顶板间通过骨架相固定；所述焊接铝蜂窝板包括上蒙皮（1）、下蒙皮（3）和焊接铝蜂窝芯（2），其中，焊接铝蜂窝芯（2）通过高温钎焊连接于上蒙皮（1）和下蒙皮（3）之间。2.根据权利要求1所述的焊接铝蜂窝车体结构，其特征在于，所述墙板包括相焊接的侧墙板（22）和端墙板（42），其中，侧墙板（22）通过焊缝（131）连接有窗框（23）。3.根据权利要求2所述的焊接铝蜂窝车体结构，其特征在于，所述顶板包括相焊接的圆顶板（32）、空调平顶板（33）和受电弓平顶板（34）。4.根据权利要求1所述的焊接铝蜂窝车体结构，其特征在于，所述骨架由铝合金型材焊成。5.根据权利要求1或4所述的焊接铝蜂窝车体结构，其特征在于，所述骨架包括底架骨架（11）、侧墙骨架（21）、车顶骨架（31）和端墙骨架（41）；其中，底架骨架（11）用于连接地板（12）与侧墙板（22），侧墙骨架（21）和车顶骨架（31）用于连接侧墙板（22）和顶板，端墙骨架（41）用于连接端墙板（42）与侧墙板（22）。6.根据权利要求3所述的焊接铝蜂窝车体结构，其特征在于，所述空调平顶板（33）和受电弓平顶板（34）与骨架间相焊接，所述侧墙板（22）与侧墙骨架（21）相焊接。7.根据权利要求3所述的焊接铝蜂窝车体结构，其特征在于，所述地板（12）、圆顶板（32）通过过渡型材与骨架相连接，所述侧墙板（22）通过过渡型材与底架骨架（11）相连接，所述地板（12）、墙板和顶板与过渡型材之间通过焊缝（131）连接。8.根据权利要求7所述的焊接铝蜂窝车体结构，其特征在于，所述过渡型材包括地板过渡型材（13）、侧墙板过渡型材（24）和顶板过渡型材（35）。9.根据权利要求1所述的焊接铝蜂窝车体结构，其特征在于，还包括过渡结构，所述过渡结构焊接于墙板、地板（12）和顶板的内外表面。10.根据权利要求9所述的焊接铝蜂窝车体结构，其特征在于，所述过渡结构包括滑槽或支座。

技术总结
本发明公开了一种焊接铝蜂窝车体结构，用于组成车体结构的墙板、地板和顶板均由焊接铝蜂窝板组焊而成，所述墙板、地板和顶板间通过骨架相固定；所述焊接铝蜂窝板包括上蒙皮、下蒙皮和焊接铝蜂窝芯，其中，焊接铝蜂窝芯通过高温钎焊连接于上蒙皮和下蒙皮之间。该焊接铝蜂窝车体结构，将焊接铝蜂窝板应用于车体结构中，能够较好的隔绝声音、热量的传递，以减少车内隔音隔热材料的铺设量，其次，相较于胶粘蜂窝，焊接铝蜂窝板不再仅限于机械连接，可通过焊接的方式与车体连接，以减少铆接件的大量使用，最后，焊接铝蜂窝板的面密度低于铝合金型材，且其强度与铝合金型材相当，通过焊接铝蜂窝板的应用可实现轨道交通车体进一步的轻量化。化。化。


技术研发人员：李明 邓锐 胡基贵 刘英博 孟宝千
受保护的技术使用者：中车南京浦镇车辆有限公司
技术研发日：2022.09.19
技术公布日：2023/1/5