焊接矫形方法、轨道车辆墙板的制造方法与流程

1.本发明涉及轨道车辆制造技术领域，尤其涉及一种焊接矫形方法、轨道车辆墙板的制造方法。


背景技术：

2.基于不锈钢车体多为无涂装表面状态，轨道车辆行业内不锈钢车体激光焊多采用半熔透型，即下板仅部分熔透。激光焊缝形貌呈现上宽下窄形状，导致焊缝及其周边受热区域内的各种应力在板材厚度方向上的不均匀分布，使得焊缝两侧金属板相对角度发生变化，形成角变形；角变形的产生导致侧墙板出现一条对应于焊缝的微凸起，影响了车体的外观视觉效果。
3.因此，需要消除上述的角变形带来的凸起痕迹。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种焊接矫形方法、轨道车辆墙板的制造方法。
6.本发明的技术方案提供的一种焊接矫形方法，所述矫形方法的对象为叠接的上板和下板，所述上板在焊缝处熔透，所述下板在所述焊缝处半熔透，所述矫形方法包括：
7.沿着垂直于所述焊缝的方向，在所述下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力；
8.在所述下板未被熔透的一侧，沿着所述焊缝照射预定功率的激光。
9.可选地，沿着垂直于所述焊缝的方向，在所述下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力，包括：
10.展平所述下板，使得所述下板与工作平台贴合，所述工作平台用来支撑所述下板。
11.可选地，所述下板同时叠接多条平行的所述上板作为轨道车辆的车体用墙板。
12.可选地，所述激光的运行参数至少包括如下的一项：
13.激光功率为0.1～5kw、激光移动速度为1～10m/min、离焦量为+3～40mm、光斑直径≥0.3mm。
14.可选地，所述激光的运行参数至少满足如下的三种状态之一；
15.第一状态：激光功率为0.1kw，激光移动速度为1m/min，离焦量为+3mm，且光斑直径为0.3mm；
16.第二状态：激光功率为2kw，激光移动速度为3m/min，离焦量为+15mm，且光斑直径为2mm；
17.第三状态：激光功率为5kw，激光移动速度为10m/min，离焦量为+40mm，且光斑直径为5mm。
18.可选地，所述矫形方法还包括：
19.对所述下板矫形后的氧化变色区域，采用电化学方法进行清洗。
20.本发明的技术方案还提供的一种轨道车辆墙板的制造方法，所述轨道车辆墙板包括同时叠接多条平行上板的下板，所述轨道车辆墙板包括第一区域，所述制造方法包括：
21.采用所述的焊接矫形方法对所述第一区域内的所述下板进行矫形；
22.矫形完毕后，对所述第一区域内的所述下板未被熔透的一侧进行覆膜。
23.可选地，所述轨道车辆墙板还包括第二区域，所述制造方法还包括：
24.对所述第二区域内的下板未被熔透的一侧进行拉丝处理。
25.本发明的技术方案还提供的一种轨道车辆墙板，所述轨道车辆墙板采用所述的轨道车辆墙板的制造方法制造。
26.本发明的技术方案还提供的一种轨道车辆，包括所述的轨道车辆墙板。
27.本发明的技术方案还提供的一种焊接矫形装置，所述装置针对叠接的上板和下板，所述上板在焊缝处熔透，所述下板在所述焊缝处半熔透，所述装置包括：
28.涨拉模块，用于沿着垂直于所述焊缝的方向，在所述下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力；
29.激光模块，用于在所述下板未被熔透的一侧，沿着所述焊缝照射预定功率的激光。
30.本发明提供的焊接矫形方法、轨道车辆墙板的制造方法，通过在下板上施加涨拉力，同时在未熔透侧照射激光来实现金属收缩变形，实现矫正形变的效果。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明实施例提供的一种焊接矫形方法的流程示意图；
33.图2为本发明实施例提供的的一种轨道车辆墙板的涨拉的俯视和侧视示意图；
34.图3为本发明实施例提供的一种焊接矫形装置的结构示意图；
35.图4为本发明提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的焊接矫形方法进行详细地说明。
38.在一个实施例中，轨道车辆的侧墙板(对应下板)和梁柱(每个梁柱的两个侧翼板对应上板)叠接半熔透激光焊导致的墙板角变形，虽然单条焊缝的角变形很小，但是整个下板能够有多达20条焊缝，累加的角变形和外板里的内应力较大，会导致较明显的下板表面的凸起痕迹，对外观的影响较大，因此，可以通过下面的焊接矫形方法来提升外观视觉效
果，适用于全谱系轨道车辆不锈钢车辆产品。
39.图1为本发明实施例提供的一种焊接矫形方法的流程示意图，如图1所示，本发明的技术方案提供的一种焊接矫形方法，矫形方法的对象为叠接的上板和下板，上板在焊缝处熔透，下板在焊缝处半熔透，矫形方法包括如下步骤：
40.s100、沿着垂直于焊缝的方向，在下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力；
41.s200、在下板未被熔透的一侧，沿着焊缝照射预定功率的激光。
42.需要说明的是，如果不采用s100的涨拉力，直接照射激光，临近的焊缝的应力和变形作为外力，会变相的影响外板变形方向，导致角变形矫正效果不稳定。
43.可选地，沿着垂直于焊缝的方向，在下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力，包括：
44.展平下板，使得下板与工作平台贴合，工作平台用来支撑下板。
45.可选地，下板同时叠接多条平行的上板作为轨道车辆的车体用墙板。
46.可选地，激光的运行参数至少包括如下的一项：
47.激光功率为0.1～5kw、激光移动速度为1～10m/min、离焦量为+3～40mm、光斑直径≥0.3mm。在这样的运行参数下，能够获得较好的矫正效果、矫正效率。
48.优选地，在一个实施例中，激光功率为0.1kw、激光移动速度为1m/min、离焦量为+3mm、光斑直径为0.3mm；通过较小的功率对变形区域较窄的板件实现矫正。
49.优选地，在一个实施例中，激光功率为2kw、激光移动速度为3m/min、离焦量为+15mm、光斑直径为2mm；通过折中的功率实现矫正。
50.优选地，在一个实施例中，激光功率为5kw、激光移动速度为10m/min、离焦量为+40mm、光斑直径为5mm；通过较大的功率实现对变形区域较大的板件实现矫正，或者，实现更为快速地矫正。
51.进一步地，在一个实施例中，激光的运行参数包括：
52.激光功率为0.7kw、激光移动速度为3-5m/min、离焦量为+20mm、光斑直径≥2mm。
53.进一步地，在一实施例中，为避免临近焊缝的角变形和内应力的影响，在垂直于焊缝的方向上增加向两侧的涨拉力f，单点涨拉力f＝(6-10)t，具体大小及布置根据下板状态确定，消除部件上累加的角变形，矫形前展平墙板，使其与工作平台贴合，利于离焦量等矫形参数的控制；对矫形焊缝区域施加外置拉应力，即在激光热矫形的同时附加机械矫正，提升矫正效率和效果，采用激光功率p＝0.7kw、速度v＝3m/min、离焦量f＝+20mm的工艺规范，一次矫形即可达到效果；外置拉应力抵消了激光矫形过程中，临近的焊缝的应力和变形对外板的影响，引导并规范了激光焊热矫形的方向和一致性。
54.本实施例采用前述的方法，能够消除下板背面的角变形痕迹，极大提升不锈钢车体外露墙板整体商品化质量水平；由于激光具有能量密度集中，易于实现精确调控，适用于微小变形的调修；能精确控制热矫形温度，不破坏墙板外观表面状态，实现无痕热矫形；焊接和矫形所用的装备一致，降低了作业工位需求，进而有效控制了制造成本。
55.可选地，矫形方法还包括：
56.对下板矫形后的氧化变色区域，采用电化学方法进行清洗。通过采用电化学清洗的方式，清理矫形区域氧化变色痕迹。
57.进一步地，在一实施例中，由于激光能量直接作用的区域为工件的表层区域，入射倾角对矫形效果影响不大，故采用了垂直入射；
58.鉴于激光叠焊变形区域的宽度约为2mm，为使矫形均匀充分，采用光斑直径d≥2mm，相应离焦量+20mm；为保证激光矫形效率，兼顾墙板外观状态，激光功率p＝0.7kw，矫形速度v＝5m/min；矫形完毕后，采用电化学清洗的方式，清理矫形区域氧化变色痕迹。
59.需要说明的是，激光焊产生的下板上的凸线状痕迹高度约0.3mm，为了特定的外观效果，部分墙板需要进行亮光贴膜，贴膜后的镜面反射，放大了焊接痕迹线，会大大降低车辆的外观效果，因此，通过低功率激光和涨拉相结合的方式，矫正非熔透型激光叠接焊缝的微小角变形，对于需要覆膜的轨道车辆墙板尤为重要。
60.在另一个实施例中，本发明的技术方案还提供的一种轨道车辆墙板的制造方法，轨道车辆墙板包括同时叠接多条平行上板的下板，轨道车辆墙板包括第一区域，制造方法包括：
61.采用的焊接矫形方法对第一区域内的下板进行矫形；
62.矫形完毕后，对第一区域内的下板未被熔透的一侧进行覆膜。
63.可选地，轨道车辆墙板还包括第二区域，制造方法还包括：
64.对第二区域内的下板未被熔透的一侧进行拉丝处理。
65.需要说明的是，对于不需要覆膜的区域，通过直接在金属板面进行拉丝处理，形成散射表面，使得凸线状痕迹不易察觉，从而提高外观效果。
66.图2为本发明实施例提供的的一种轨道车辆墙板的涨拉的俯视和侧视示意图，如图2所示，这是一块包含有窗口的轨道车辆的侧墙板，侧墙板上设置有多条梁柱，其中虚线框选的部分最终需要做覆膜设置，因此该区域作为前述的第一区域，此外的其他区域作为第二区域，对第一区域的焊缝实施矫形，对第二区域进行拉丝，提高外观效果的同时提升效率和经济性。
67.本发明的技术方案还提供的一种轨道车辆墙板，轨道车辆墙板采用的轨道车辆墙板的制造方法制造。
68.本发明的技术方案还提供的一种轨道车辆，包括的轨道车辆墙板。
69.下面对本发明提供的焊接矫形装置进行描述，下文描述的焊接矫形装置与上文描述的焊接矫形方法可相互对应参照。
70.图3为本发明实施例提供的一种焊接矫形装置的结构示意图，如图3所示，本发明的技术方案还提供的一种焊接矫形装置，装置针对叠接的上板和下板，上板在焊缝处熔透，下板在焊缝处半熔透，装置包括：
71.涨拉模块，用于沿着垂直于焊缝的方向，在下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力；
72.激光模块，用于在下板未被熔透的一侧，沿着焊缝照射预定功率的激光。
73.本实施例通过在下板上施加涨拉力，同时在未熔透侧照射激光来实现金属收缩变形，实现矫正形变的效果。
74.图4为本发明提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(communications interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行焊接矫形方法，所述矫形方法的对象为叠接的上板和下板，所述上板在焊缝处熔透，所述下板在所述焊缝处半熔透，所述矫形方法包括：
75.沿着垂直于所述焊缝的方向，在所述下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力；
76.在所述下板未被熔透的一侧，沿着所述焊缝照射预定功率的激光。
77.此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
78.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的焊接矫形方法，所述矫形方法的对象为叠接的上板和下板，所述上板在焊缝处熔透，所述下板在所述焊缝处半熔透，所述矫形方法包括：
79.沿着垂直于所述焊缝的方向，在所述下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力；
80.在所述下板未被熔透的一侧，沿着所述焊缝照射预定功率的激光。
81.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的焊接矫形方法，所述矫形方法的对象为叠接的上板和下板，所述上板在焊缝处熔透，所述下板在所述焊缝处半熔透，所述矫形方法包括：
82.沿着垂直于所述焊缝的方向，在所述下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力；
83.在所述下板未被熔透的一侧，沿着所述焊缝照射预定功率的激光。
84.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
85.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
86.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种焊接矫形方法，所述矫形方法的应用对象为叠接的上板和下板，所述上板在焊缝处熔透，所述下板在所述焊缝处半熔透，其特征在于，所述矫形方法包括：沿着垂直于所述焊缝的方向，在所述下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力；在所述下板未被熔透的一侧，沿着所述焊缝照射预定功率的激光。2.根据权利要求1所述的焊接矫形方法，其特征在于，沿着垂直于所述焊缝的方向，在所述下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力，包括：展平所述下板，使得所述下板与工作平台贴合，所述工作平台用来支撑所述下板。3.根据权利要求2所述的焊接矫形方法，其特征在于，所述下板同时叠接多条平行的所述上板作为轨道车辆的车体用墙板。4.根据权利要求3所述的焊接矫形方法，其特征在于，所述激光的运行参数至少包括如下的一项：激光功率为0.1～5kw、激光移动速度为1～10m/min、离焦量为+3～40mm和光斑直径≥0.3mm。5.根据权利要求4中任一所述的焊接矫形方法，其特征在于，所述激光的运行参数至少满足如下的三种状态之一；第一状态：激光功率为0.1kw，激光移动速度为1m/min，离焦量为+3mm，且光斑直径为0.3mm；第二状态：激光功率为2kw，激光移动速度为3m/min，离焦量为+15mm，且光斑直径为2mm；第三状态：激光功率为5kw，激光移动速度为10m/min，离焦量为+40mm，且光斑直径为5mm。6.一种轨道车辆墙板的制造方法，所述轨道车辆墙板包括同时叠接多条平行上板的下板，其特征在于，所述轨道车辆墙板包括第一区域，所述制造方法包括：采用权利要求1-5中任一所述的焊接矫形方法对所述第一区域内的所述下板进行矫形；矫形完毕后，对所述第一区域内的所述下板未被熔透的一侧进行覆膜。7.根据权利要求6所述的轨道车辆墙板的制造方法，其特征在于，所述轨道车辆墙板还包括第二区域，所述制造方法还包括：对所述第二区域内的下板未被熔透的一侧进行拉丝处理。8.一种轨道车辆墙板，其特征在于，所述轨道车辆墙板采用权利要求6或7所述的轨道车辆墙板的制造方法制造。9.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求8所述的轨道车辆墙板。10.一种焊接矫形装置，所述装置的应用对象为叠接的上板和下板，所述上板在焊缝处熔透，所述下板在所述焊缝处半熔透，其特征在于，所述装置包括：涨拉模块，用于沿着垂直于所述焊缝的方向，在所述下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力；激光模块，用于在所述下板未被熔透的一侧，沿着所述焊缝照射预定功率的激光。

技术总结
本发明提供一种焊接矫形方法、轨道车辆墙板的制造方法，所述矫形方法的对象为叠接的上板和下板，所述上板在焊缝处熔透，所述下板在所述焊缝处半熔透，所述矫形方法包括：沿着垂直于所述焊缝的方向，在所述下板的两侧施加朝向板外侧的涨拉力；在所述下板未被熔透的一侧，沿着所述焊缝照射预定功率的激光。本发明通过在下板上施加涨拉力，同时在未熔透侧照射激光来实现金属收缩变形，实现矫正形变的效果。果。果。


技术研发人员：赵延强 马爱华 李兴帅 韩晓辉 高岩
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/28