挡块工件焊接后免校平工艺及其专用工装.pdf

本发明公开一种挡块工件焊接后免校平工艺及其专用工装，主要为解决挡块工件在焊接前后热应力作用变形严重，焊接后面板必须经过校平及焊缝出现偏弧，影响焊缝质量的问题。本发明的工艺为：利用挡块工件自身的螺栓孔将配对挡块工件和专用工装的旋转托架用螺栓连接在一起；使工作焊缝处于30～60°角位置时焊接，焊好后对工件进行强制冷却。本发明的专用工装，包括两侧支架，在两侧支架之间设旋转托架，旋转托架包括中心板，中心板上设有与挡块工件位置相对应的螺栓孔，中心板通过其支撑轴架在两侧支架上。本发明可保证焊缝的技术要求，

1、  挡块工件焊接后免校平工艺，其特征在于该工艺的步骤为：
a、用点焊将挡块工件装配好；
b、将点焊装配好的挡块工件两个一组，利用挡块工件自身的螺栓孔将配对挡块工件和专用工装的旋转托架用螺栓连接在一起；
c、使工作焊缝处于30～60°角位置，焊好一道工件焊缝后旋转90°角再焊下一道；
d、对工件进行强制冷却，防止工件回弹变形。

2、  根据权利要求1所述的挡块工件焊接后免校平工艺，其特征在于所述强制冷却为水冷却。

3、  实现权利要求1所述工艺的专用工装，包括两侧支架，其特征在于在两侧支架之间设旋转托架，旋转托架包括中心板，中心板上设有与挡块工件位置相对应的螺栓孔，中心板通过其支撑轴架在两侧支架上。

4、  根据权利要求3所述的专用工装，其特征在于所述中心板四周设加强板，支撑轴设在每块加强板的中部，支撑轴端头设挡圈。

5、  根据权利要求3或4所述的专用工装，其特征在于所述支架包括底座，支撑板设在底座上，在支撑板和底座上设加强板，支撑板上端为支撑槽，底座下方设万向轮。

挡块工件焊接后免校平工艺及其专用工装
技术领域
本发明涉及工件焊接后免校平工艺及其专用工装，具体涉及铁路/桥梁挡块类结构工件焊接后免校平工艺及其工装。
背景技术
目前高铁/桥梁用挡块类结构工件基本由一块面板+若干块侧板焊接而成。面板周边均布φ20～φ45mm的通孔若干，用于与相对接的防落梁连接时穿螺栓时使用。结构件材料统一使用Q235，其中面板厚度主要由16/24mm两种，侧板厚度为16～66mm不等。采用Co2保护焊焊接。<见图1>其中A面为配合面，平面度允差要求0.5mm，实际生产过程中，由于焊接前后热应力作用，挡块工件变形严重，焊接后面板必须经过校平工序。<见图2>
挡块工件焊接前工艺要求表面须先经过渗锌防腐处理，校平<火焰法/机械法>过程不仅会破坏工件表面渗锌层，而且校平结果不理想，一次合格率＜80％。整个校平过程所需耗费的氧、燃气+人工+辅材成本约80元/吨。以月产1000吨规模的产量，一个100人的小型工厂年耗费约100万元。
单件挡块工件自重基本上都在80～200Kg之间，少数重达400Kg左右。挡块工件焊接时要求焊缝宽度＞12mm，焊缝呈45°角分布。实际操作中往往出现偏弧，影响焊缝质量。<见图3>
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种挡块工件焊接后免校平工艺，此工艺可在不增加任何工序及辅助工艺的情况下直接焊接，并保证焊接后面板的平面度基本不变化。
本发明为实现其目的所采取的技术方案：挡块工件焊接后免校平工艺，其步骤为：
a、用点焊将挡块工件装配好；
b、将点焊装配好的挡块工件两个一组，利用挡块工件自身的螺栓孔将配对挡块工件和专用工装旋转托架用螺栓连接在一起；
c、使工作焊缝处于30～60°角位置，焊好一道工件焊缝旋转90°角再焊下一道；
d、对工件进行强制冷却，防止工件回弹变形。
所述强制冷却为水冷却。本工艺中焊接产生的热变形相互间正好抵消，经焊接实际测量，焊接前后工件面板平面度变化＜0.1mm。
本发明的另一个目的是提出实现该工艺的专用工装。该专用工装包括两侧支架，在两侧支架之间设设旋转托架，旋转托架包括中心板，中心板上设有与挡块工件位置相对应的螺栓孔，中心板通过其支撑轴架在两侧支架上。
所述中心板四周设加强板，支撑轴设在每块加强板的中部，支撑轴端头设挡圈。
所述支架包括底座，支撑板设在底座上，在支撑板和底座上设加强板，支撑板上端为支撑槽，底座下方设万向轮。
本工艺中焊接产生的热变形相互间正好抵消，经焊接实际测量，焊接前后工件面板平面度变化＜0.1mm。该专用工装解决工件因太重难以变换位置、角度问题，又有效的保证了焊缝质量。
本发明的有益效果：本工艺配合使用专用工装可保证焊缝的技术要求，极大地提高了焊接速度，减少工人的劳动强度达70％以上。本工艺中焊接产生的热变形相互间正好抵消，经焊接实际测量，焊接前后工件面板平面度变化＜0.1mm。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。
图1为挡块工件结构主视图(a)和剖视图(b)；
图2为挡块工件变形前后对比；
图3为挡块工件焊缝比较图；
图4为旋转托架结构示意图(其中A为旋转托架主视图，B为旋转托架剖视图)；
图5(a、b、c)为挡块工件焊接时的工作状态图；
图6为简易支架示意图；
图7为组合支架示意图。
图中1、挡圈，2、支撑轴，3、加强板，4、中心板，5、挡块构件，6、连接螺栓，7、旋转托架，8、支撑板，9、万向轮，10、支撑槽，11、底座，12、加强板，13、防移保险杆，14、连接板，15、加强撑，16、门柱，17、门柱底座，18、门柱底座连接板，19吊钩。
具体实施方式
本发明的专用工装主要由旋转托架和支架两部分组成。
图4为旋转托架结构示意图，其中图4A为旋转托架主视图、图4B为旋转托架剖视图。旋转托架7包括中心板4，中心板4上设有与挡块工件位置相对应的螺栓孔，中心板通过其支撑轴2架在两侧支架上。中心板4四周设加强板3，支撑轴2设在每块加强板3的中部，支撑轴2端头设挡圈1。制作旋转托架7时，先将制好孔的中心板4校平，再和四周加强板3多点点焊牢靠，注意点焊焊缝不可太长，以免破坏中心板4的平面度。
图6为简易支架示意图，作为支架实施例一，其包括底座11，支撑板8设在底座11上，在支撑板8和底座11上设加强板12，支撑板上端为支撑槽10，底座11下方设万向轮9。
图7为组合支架示意图，作为支架实施例二，其一侧采用简易支架结构，另一侧采用门柱式支架结构，在简易支架和门柱式支架下部设防移保险杆13，门柱式支架包括门柱底座17，门柱16安设其上，门柱16下部设加强撑15。门柱底座17上设有，门柱底座连接板18，门柱16的横杆上设第一吊钩19和第二吊钩20。第一吊钩19和第二吊钩20通过连接板14与门柱16的横杆连接。当旋转托架7置于第一吊钩19和支撑槽10时，其处在水平位置。当旋转托架7置于第二吊钩20和支撑槽10时，其处在30～60°倾斜置。
挡块工件焊接后免校平工艺实施：利用挡块工件自身的φ20～φ45螺栓孔将点焊装配好的挡块工件配对，并和旋转托架用螺栓连接在一起(预留挡块工件受热后水平方向变形空间)置于支架上，见图5，图5a为挡块工件焊接时的工作状态主视图，图5b为挡块工件焊接时的工作状态左视图，图5c为挡块工件焊接时工作焊缝处于45°角位置图。
转动挡块工件使其处于30～60°角的工作位置，最好使工作焊缝处于45°角位置，然后焊接。焊好同一方向的焊缝后，将工件取出支架，换90°角方向重新置于支架上，再使工作焊缝处于45°角位置，继续焊接。此工艺解决了工件因太重难以变换位置、角度问题，又有效的保证了焊缝质量。焊接完成后，为提高工装利用率，同时防止工件回弹变形，对工件进行强制冷却。实际操作过程采用水冷效果良好。焊接产生的热变形相互间正好抵消，经焊接实际测量，焊接前后工件A面平面度变化＜0.1mm。
支架可视实际条件做成简易式的，如图6所示。或组合支架，如图7所示。如工件自身没有可供利用通孔，必须利用压板将工件夹住后置于支架上。