專利名稱：超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼制圓弧板的制作方法，尤其是長(zhǎng)度在io米以上、厚度在
100毫米以上的超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法。
二背景技術(shù)：
在船舶建造中，船舶部分支撐結(jié)構(gòu)需圍繞固定在船體上的圓弧板旋轉(zhuǎn)，尤 其以導(dǎo)管架下水駁船為代表，通過此類方式來完成特殊作業(yè)。
圓弧板又厚又長(zhǎng)，不易制作及加工。目前，圓弧板的制作主要有兩種方法 其一，采用壓力機(jī)壓制方法。使用壓力機(jī)對(duì)鋼板進(jìn)行壓彎，制作成圓弧板。 采用此種方法雖然便捷、效率高。但受到壓力機(jī)械的限制，圓弧板的制作在厚
度、長(zhǎng)度上有很大限制，對(duì)于長(zhǎng)度在10米以上、厚度在100毫米以上的超長(zhǎng)超
厚圓弧板制作，壓力機(jī)械還不能完成。
其二，采用鑄造的方法。將鋼水澆注到模具內(nèi)，制成圓弧板毛胚，再進(jìn)行 機(jī)械加工。此方法適應(yīng)范圍廣，但鑄造的毛胚，可能會(huì)產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷， 制作出的圓弧板力學(xué)性能相對(duì)較差，而且模具制造成本高，進(jìn)行機(jī)械加工工作 量大，總制作成本較高。
因此，如何制作力學(xué)性能高的，且成本較低的，長(zhǎng)度在10米以上的、厚度 在100毫米以上的超長(zhǎng)超厚圓弧板成為難以解決的技術(shù)問題。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決上述技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提出一種超長(zhǎng)超厚圓弧板
制作方法，使其能夠利用本方法制作出長(zhǎng)度在10米以上的、厚度在100毫米以
上的超長(zhǎng)超厚圓弧板，使其力學(xué)性能高，制作成本較低。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)該超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法是，先鍛造出數(shù)段鋼制的超厚圓筒4，將圓筒進(jìn)行機(jī)械加工，使圓筒的內(nèi)徑及壁厚與欲制 作的圓弧板的內(nèi)徑及壁厚相同，內(nèi)壁面達(dá)到圓弧板使用要求的表面粗糙度，并
且在各段圓筒的兩端機(jī)械加工出坡口，其特征在于將加工后的數(shù)段圓筒4放在 數(shù)個(gè)排列成一行的滾動(dòng)胎架5上，各段圓筒的對(duì)接口部位用數(shù)個(gè)固定板3進(jìn)行 固定，以起到定位，防止焊接變形的作用，再在坡口內(nèi)加圓棒形陶瓷襯墊6后 進(jìn)行無加工余量的對(duì)接焊接，制成與圓弧板長(zhǎng)度相同的長(zhǎng)圓筒，對(duì)長(zhǎng)圓筒進(jìn)行 切割，即制作成所需要尺寸的超長(zhǎng)超厚圓弧板l。
滾動(dòng)胎架5包括有胎架板51，底邊各連接兩個(gè)小支架52，胎架板51上端 為圓弧形狀，圓弧內(nèi)徑略小于圓筒4的外徑，在圓弧形邊緣裝有兩個(gè)小滾輪53。 焊接時(shí)，圓筒4能夠在小滾輪53上滾動(dòng)，方便焊接。
對(duì)各段圓筒4的對(duì)接口部位進(jìn)行固定的固定板3有6-10個(gè)，固定板為長(zhǎng)方 形，在對(duì)應(yīng)于圓筒接縫位置為圓弧形狀，固定板沿圓筒外圓周均勻分布，與圓 筒4之間焊接連接。對(duì)應(yīng)于圓筒接縫位置的圓弧形狀，便于圓筒之間的焊接。
各段圓筒的兩端機(jī)械加工出的坡口為1()O-30G，圓棒形陶瓷襯墊6的直徑為 10- 12毫米，大于坡口間隙。焊接時(shí)圓棒形陶瓷襯墊6可以放置在兩個(gè)圓筒的 坡口之間，不會(huì)墜落到地上，使焊接操作容易進(jìn)行。
兩段圓筒之間進(jìn)行無加工余量的對(duì)接焊接時(shí)，在接頭坡口處選擇6-10個(gè)點(diǎn) 位，由雙數(shù)焊工按對(duì)稱位置同時(shí)進(jìn)行定位焊接，然后檢測(cè)和調(diào)整直線度，檢驗(yàn) 直線度合格后進(jìn)行正常焊接，正常焊接過程中，采用由雙數(shù)焊工在對(duì)稱位置進(jìn) 行對(duì)稱焊接，待施焊厚度達(dá)到50毫米時(shí)即可進(jìn)行滾動(dòng)焊接，在焊接過程中隨時(shí) 注意直線度的檢測(cè)，依據(jù)檢測(cè)的焊接變形對(duì)焊接順序做出相應(yīng)的調(diào)整。
為防止焊接變形，保證圓弧板的直線度，焊接工藝規(guī)范如下
C02氣體流量20L/min 焊絲直徑。1.2打底焊接電流160-200A 打底焊接速度80-100腿/min 填充焊接電壓25-31V 蓋面焊接電流170-200A 蓋面焊接速度110-140,/min
打底焊接電壓23-28V 填充焊接電流170-210A 填充焊接速度160-195腿/min 蓋面焊接電壓23-28V 坡口間隙7-9mm
對(duì)與圓弧板長(zhǎng)度相同的長(zhǎng)圓筒進(jìn)行切割前，在長(zhǎng)圓筒兩端內(nèi)部各焯接一塊 切割工藝圓板7，切割工藝圓板邊緣有3個(gè)切割工藝圓弧，切割工藝圓弧71與 切割工藝圓弧72、 73之間的位置由圓弧板的弧長(zhǎng)確定。
對(duì)長(zhǎng)圓筒進(jìn)行切割時(shí)，要把長(zhǎng)圓筒放置在切割托架8上，切割托架是由切 割托板81底邊焊接有托板支架82組成，切割托板81上邊有一個(gè)半圓形凹槽， 其直徑與長(zhǎng)圓筒的外徑相同。在長(zhǎng)圓筒上分別沿切割工藝圓弧71、 72和73切 割，即得到超長(zhǎng)超厚圓弧板。
本發(fā)明取得的有益效果是1、本發(fā)明提出的采用鍛造加焊接的方法，能夠 制作出長(zhǎng)度在10米以上、厚度在100毫米以上的超長(zhǎng)超厚圓弧板，力學(xué)性能高， 在一2(^C時(shí)，沖擊功達(dá)到267焦耳；制作方法簡(jiǎn)便，容易操作，使制作成本降 低。2、加工圓筒時(shí)，兩端直接加工出坡口，使圓筒對(duì)接焊接時(shí)，不再用碳弧氣 刨刨坡口，可減少焊縫缺陷，提高焊接質(zhì)量。3、采用雙面坡口加圓棒形陶瓷襯 墊，減少熔敷金屬的填充，節(jié)省焊接材料，減少焊接變形，降低接頭應(yīng)力。
四

圖1是圓弧板1由支架2與船體連接結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圓筒對(duì)接焊接示意圖。
圖3是圓筒對(duì)接焊接的圓筒端面圖，即A-A向視圖。 圖4是圓筒坡口示意圖，即B-B向視圖。圖5是固定板形狀示意圖。
圖6是滾動(dòng)胎架示意圖。
圖7是切割工藝圓板形狀示意圖。
圖8是切割托架示意圖。
五具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述-在圖3中表示的是首先鍛造出四段鋼制圓筒4，在圖2中用圓筒①、圓筒②、 圓筒③、圓筒④表示有四段圓筒4連接在一起準(zhǔn)備進(jìn)行焊接。對(duì)每段圓筒4分 別用機(jī)床進(jìn)行加工，加工達(dá)到圓筒的內(nèi)圓半徑440毫米，厚度120毫米，長(zhǎng)度3 米、表面粗糙度6.3，并在圓筒的端部機(jī)械加工出坡口，如圖4所示。將圓筒② 和圓筒③放在滾動(dòng)胎架5上，滾動(dòng)胎架結(jié)構(gòu)如圖6所示胎架板51底邊各連接 兩個(gè)小支架52，胎架板51上端為圓弧形狀，圓弧內(nèi)徑略小于圓筒4的外徑，在 圓弧形邊緣裝有兩個(gè)小滾輪53。用水平儀測(cè)量并調(diào)整圓筒②圓筒③的高度，使 圓筒各斷面的圓心處于同一平面上，拉鋼絲檢驗(yàn)圓筒②圓筒③的直線度，并做 出調(diào)整，使圓筒各斷面的圓心位于同一條直線上。定位焊接前，先在圓筒②和 圓筒③焊接接頭周圍對(duì)稱的焊接八塊固定板3，固定板結(jié)構(gòu)如圖5所示。在接頭 坡口內(nèi)加圓棒形陶瓷襯墊6，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。然后檢測(cè)并調(diào)整直線度。在接 頭坡口處選擇8個(gè)點(diǎn)位由雙數(shù)焊工按對(duì)稱位置同時(shí)進(jìn)行定位焊接，然后檢測(cè)和 調(diào)整直線度，檢驗(yàn)直線度合格后進(jìn)行正常焊接。正常焊接過程中，采用由雙數(shù) 悍工在對(duì)稱位置進(jìn)行對(duì)稱焊接，待施焊厚度達(dá)到50毫米時(shí)即可進(jìn)行滾動(dòng)焊接， 在焊接過程中隨時(shí)注意直線度的檢測(cè)，依據(jù)檢測(cè)的焊接變形對(duì)焊接順序做出相 應(yīng)的調(diào)整。圓筒①和圓筒②以及圓筒③和圓筒④的焊接過程與上述相同。由四 段圓筒4組成的12米長(zhǎng)的長(zhǎng)圓筒焊接完成后，再次檢驗(yàn)直線度符合要求后，在圓筒4兩端的圓筒內(nèi)部各加一個(gè)切割工藝圓板7，切割工藝圓板形狀如圖7所示， 其外圓邊上的三個(gè)切割工藝圓弧71、 72、 73的位置與圓弧板的形狀大小相對(duì)應(yīng)。 切割工藝圓板7與圓筒4進(jìn)行間斷性的定位焊接。將12米長(zhǎng)的長(zhǎng)圓筒放置于切 割托架8上，圖8表示其結(jié)構(gòu)。按照?qǐng)A弧板1要求的尺寸進(jìn)行火焰切割，即沿 三個(gè)切割工藝圓弧71、 72、 73切割，此時(shí)即可得到所需厚度、長(zhǎng)度、光潔度、 以及直線度的圓弧板l。圓弧板1焊接在支架2上，支架2再焊接到船舶、機(jī)械 等所需的部位上，如圖1所表示的。
上述焊接工藝規(guī)范如下-
C。2氣體流量20L/min 打底焊接電流180A 打底焊接速度90mm/min 填充焊接電壓28V 蓋面焊接電流185A 蓋面焊接速度125讓/min 根據(jù)圓弧板的具體形狀、大小不同: 圍內(nèi)取適當(dāng)數(shù)值
C02氣體流量20L/min 打底焊接電流160-200A 打底焊接速度80-100mm/min 填充焊接電壓25-31V 蓋面焊接電流170-200A 蓋面焊接速度110-140ram/min
焊絲直徑①1.2 打底焊接電壓26V 填充焊接電流190A 填充焊接速度180mm/min 蓋面焊接電壓26V 坡口間隙8腿 其焊接工藝規(guī)范可以按照下述范
焊絲直徑<H.2
打底焊接電壓23-28V 填充焊接電流170-210A 填充焊接速度160-195腿/min 蓋面焊接電壓23-28V 坡口間隙7-9腿
權(quán)利要求
1、一種超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法，先鍛造出數(shù)段鋼制的超厚圓筒(4)，將圓筒進(jìn)行機(jī)械加工，使圓筒的內(nèi)徑及壁厚與欲制作的圓弧板的內(nèi)徑及壁厚相同，內(nèi)壁面達(dá)到圓弧板使用要求的表面粗糙度，并且在各段圓筒的兩端機(jī)械加工出坡口，其特征在于將加工后的數(shù)段圓筒(4)放在數(shù)個(gè)排列成一行的滾動(dòng)胎架(5)上，各段圓筒的對(duì)接口部位用數(shù)個(gè)固定板(3)進(jìn)行固定，以起到定位，防止焊接變形的作用，再在坡口內(nèi)加圓棒形陶瓷襯墊(6)后進(jìn)行無加工余量的對(duì)接焊接，制成與圓弧板長(zhǎng)度相同的長(zhǎng)圓筒，對(duì)長(zhǎng)圓筒進(jìn)行切割，即制作成所需要尺寸的超長(zhǎng)超厚圓弧板(1)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法，其特征在于滾動(dòng)胎架 (5)包括有胎架板(51)底邊各連接兩個(gè)小支架(52)，胎架板(51)上端為圓弧形狀，圓弧內(nèi)徑略小于圓筒(4)的外徑，在圓弧形邊緣裝有兩個(gè)小滾輪(53)。
3、 按照權(quán)利要求1所述的超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法，其特征在于對(duì)各段圓 筒(4)的對(duì)接口部位進(jìn)行固定的固定板(3)有6-10個(gè)，固定板為長(zhǎng)方形，在 對(duì)應(yīng)于圓筒接縫位置為圓弧形狀，固定板沿圓筒外圓周均勻分布，與圓筒(4) 之間焊接連接。
4、 按照權(quán)利要求1所述的超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法，其特征在于各段圓筒 的兩端機(jī)械加工出的坡口為l(f-30Q。
5、 按照權(quán)利要求1所述的超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法，其特征在于圓棒形陶 瓷襯墊(6)的直徑為10- 12毫米。
6、 按照權(quán)利要求1所述的超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法，其特征在于兩段圓筒 之間進(jìn)行無加工余量的對(duì)接焊接時(shí)，在接頭坡口處選擇6-IO個(gè)點(diǎn)位，由雙數(shù)焊 工按對(duì)稱位置同時(shí)進(jìn)行定位焊接，然后檢測(cè)和調(diào)整直線度，檢驗(yàn)直線度合格后 進(jìn)行正常焊接，正常焊接過程中，采用由雙數(shù)焊工在對(duì)稱位置進(jìn)行對(duì)稱焊接，待施焊厚度達(dá)到50毫米時(shí)即可進(jìn)行滾動(dòng)焊接，在焊接過程中隨時(shí)注意直線度的檢測(cè)，依據(jù)檢測(cè)的焊接變形對(duì)焊接順序做出相應(yīng)的調(diào)整。
7、按照權(quán)利要求1或7所述的超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法，其特征在于為防 止焊接變形，保證圓弧板的直線度，焊接工藝規(guī)范如下 C02氣體流量20L/min 焊絲直徑。1.2打底焊接電流160-200A 打底焊接速度80-100mm/min 填充焊接電壓25-31V 蓋面焊接電流170-200A 蓋面焊接速度110-140mm/min打底焊接電壓23-28V 填充焊接電流170-210A 填充焊接速度160-195咖/min 蓋面焊接電壓23-28V 坡口間隙7-9mm
8、 按照權(quán)利要求1所述的超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法，其特征在于對(duì)與圓弧 板長(zhǎng)度相同的長(zhǎng)圓筒進(jìn)行切割前，在長(zhǎng)圓筒兩端內(nèi)部各焊接一塊切割工藝圓板(7)，切割工藝圓板邊緣有3個(gè)切割工藝圓弧，切割工藝圓弧(71)與切割工 藝圓弧(72)、 (73)之間的位置由圓弧板的弧長(zhǎng)確定。
9、 按照權(quán)利要求1所述的超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法，其特征在于對(duì)長(zhǎng)圓筒 進(jìn)行切割時(shí)，要把長(zhǎng)圓筒放置在切割托架(8)上，切割托架是由切割托板(81) 底邊焊接有托板支架(82)組成，切割托板(81)上邊有一個(gè)半圓形凹槽，其 直徑與長(zhǎng)圓筒的外徑相同。
全文摘要
超長(zhǎng)超厚圓弧板制作方法是一種適用于長(zhǎng)度在10米以上、厚度在100毫米以上的鋼制圓弧板制作方法。先鍛造出數(shù)段鋼制的超厚圓筒，進(jìn)行機(jī)械加工，使內(nèi)徑、壁厚及表面粗糙度符合要求，并且在兩端加工出坡口，其特征在于將加工后的數(shù)段圓筒放在滾動(dòng)胎架5上，對(duì)接口部位用固定板固定，再在坡口內(nèi)加陶瓷襯墊6后進(jìn)行對(duì)接焊接，制成長(zhǎng)圓筒，進(jìn)行切割，即制作成所需要尺寸的超長(zhǎng)超厚圓弧板。優(yōu)點(diǎn)是能夠制作出長(zhǎng)度在10米以上、厚度在100毫米以上的超長(zhǎng)超厚圓弧板，力學(xué)性能高，制作方法簡(jiǎn)便，容易操作，使制作成本降低。能廣泛用于船舶制造業(yè)和其他機(jī)械化工行業(yè)。
文檔編號(hào)B23K37/04GK101579700SQ20091001607
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者孟祥富, 張玉明 申請(qǐng)人:青島北海船舶重工有限責(zé)任公司