專(zhuān)利名稱(chēng)：水下鋼結(jié)構(gòu)局部排水摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備，尤其是既可以用于平板焊接，也可以用于管 道焊接，主要被用于修復(fù)連接海洋鋼結(jié)構(gòu)物裂紋等破壞的水下鋼結(jié)構(gòu)局部排水摩擦疊焊修 復(fù)設(shè)備與方法。
背景技術(shù)：
海洋結(jié)構(gòu)物數(shù)量眾多，如海洋油氣管道、海洋平臺(tái)等。我國(guó)的海洋管道以渤海居 多，其平均水深為18m，由于海上變化無(wú)常的天氣因素以及船舶拋錨等各種原因會(huì)對(duì)海洋管 道造成損壞，而且大部分平臺(tái)、管道的在役時(shí)間已經(jīng)超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限，其中最早的一根管 道為1985年投入使用，這些超年限使用的鋼結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)疲勞裂紋和破壞，而導(dǎo)致故障事 件的發(fā)生，給海上作業(yè)造成極大的安全隱患和相當(dāng)高昂的經(jīng)濟(jì)損失。采用水下鋼結(jié)構(gòu)局部 排水摩擦疊焊修復(fù)，可以有效的修復(fù)彌補(bǔ)海洋結(jié)構(gòu)物的缺陷，極大地降低經(jīng)濟(jì)成本，對(duì)于海 洋結(jié)構(gòu)物維修而言具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)背景技術(shù)所述，本發(fā)明的目的在于提供一種既可以用于平板焊接，也可以用 于管道焊接，配備水槽后可做水下焊接的實(shí)驗(yàn)，配裝配套排水罩即可進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的局部排 水摩擦疊焊實(shí)驗(yàn)的，用于水下鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)的干式摩擦疊焊焊接方法和配套使用的水下鋼結(jié) 構(gòu)局部排水摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的用于水下鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)的干式摩擦疊焊技術(shù)，其工藝參數(shù)包括摩擦主軸頭旋轉(zhuǎn)速 度、進(jìn)給速度、焊孔孔型與塞棒形狀組合、焊接加熱時(shí)間、氬氣保護(hù)以及輔助熱源等。水下鋼結(jié)構(gòu)局部排水摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備，主要由機(jī)械系統(tǒng)、液壓動(dòng)力系統(tǒng)、電控系 統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、應(yīng)力溫度測(cè)量系統(tǒng)組成，該摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)中，摩擦主軸 頭與移動(dòng)滑臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)、滑臺(tái)與底座及工件夾具均采用螺栓連接，電控系統(tǒng)由西門(mén)子 S7-200PLC及其擴(kuò)展模塊組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括Wavebook數(shù)據(jù)采集模塊、激光轉(zhuǎn)速傳感 器、壓力傳感器、位移傳感器，應(yīng)力溫度測(cè)量系統(tǒng)包括熱電偶及紅外熱像儀。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果1、本發(fā)明在上述焊接工藝條件下實(shí)驗(yàn)，能使焊接效果達(dá)到最佳。2、本發(fā)明的排水罩將水與焊接工件隔開(kāi)，提供了局部干式環(huán)境。3、本發(fā)明的焊接效率高，焊接質(zhì)量好。


圖1為本發(fā)明水下局部排水摩擦疊焊方法流程圖
具體實(shí)施例方式如圖1所示，用于水 下鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)的干式摩擦疊焊方法，其工藝參數(shù)包括摩擦主 軸頭旋轉(zhuǎn)速度大小、進(jìn)給速度大小、焊孔孔型與塞棒形狀組合、焊接加熱時(shí)間、氬氣保護(hù)以 及輔助熱源等。水下鋼結(jié)構(gòu)局部排水摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備，主要由機(jī)械系統(tǒng)、液壓動(dòng)力系統(tǒng)、電控系 統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、應(yīng)力溫度測(cè)量系統(tǒng)組成，該摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)中，摩擦主軸 頭與移動(dòng)滑臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)、滑臺(tái)與底座及工件夾具均采用螺栓連接，電控系統(tǒng)由西門(mén)子 S7-200PLC及其擴(kuò)展模塊組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括Wavebook數(shù)據(jù)采集模塊、激光轉(zhuǎn)速傳感 器、壓力傳感器、位移傳感器，應(yīng)力溫度測(cè)量系統(tǒng)包括熱電偶、紅外熱像儀及應(yīng)變片。該設(shè)備既可以用于平板焊接，也可以用于管道焊接，配備水槽后可做水下焊接的 實(shí)驗(yàn)，排水罩中通入高壓氬氣將水排出后，焊接即在局部干式環(huán)境下進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.水下鋼結(jié)構(gòu)局部排水摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備，主要由機(jī)械系統(tǒng)、液壓動(dòng)力系統(tǒng)、電控系 統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、應(yīng)力溫度測(cè)量系統(tǒng)組成，其特征在于所述的機(jī)械系統(tǒng)由底座及其上的 移動(dòng)滑臺(tái)、工件夾具、橫梁、摩擦主軸頭構(gòu)成，摩擦主軸頭與移動(dòng)滑臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)、滑臺(tái)與 底座及工件夾具均采用螺栓連接，電控系統(tǒng)由西門(mén)子S7-200PLC及其擴(kuò)展模塊組成，數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、激光轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器、位移傳感器，應(yīng)力溫度測(cè)量系 統(tǒng)包括熱電偶及紅外熱像儀，由控制臺(tái)控制其操作。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下鋼結(jié)構(gòu)局部排水摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備，其特征在于所述 的設(shè)備配備水槽后可進(jìn)行水下焊接的實(shí)驗(yàn)，配裝配套排水罩即可做局部排水摩擦疊焊實(shí) 驗(yàn)。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的水下鋼結(jié)構(gòu)局部排水摩擦疊焊修復(fù)方法，包括摩擦主軸 頭旋轉(zhuǎn)速度大小、進(jìn)給速度大小、焊孔孔型與塞棒形狀組合、焊接加熱時(shí)間、氬氣保護(hù)以及 輔助熱源等工藝參數(shù)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水下鋼結(jié)構(gòu)局部排水摩擦疊焊修復(fù)方法，其特征在于在排水 罩上開(kāi)孔通入高壓氬氣將水排開(kāi)，提供干式環(huán)境。
全文摘要
水下鋼結(jié)構(gòu)局部排水摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備及方法，其中摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備由底座及其上的移動(dòng)滑臺(tái)、工件夾具、橫梁、摩擦主軸頭構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)、液壓動(dòng)力系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、應(yīng)力溫度測(cè)量系統(tǒng)組成，由控制臺(tái)控制其操作，該摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備既可以用于平板焊接，也可以用于管道焊接，配備水槽后可進(jìn)行水下焊接的實(shí)驗(yàn)，配裝配套排水罩即可做局部排水摩擦疊焊實(shí)驗(yàn)；焊接工藝包括摩擦主軸頭旋轉(zhuǎn)速度大小、進(jìn)給速度大小、焊孔孔型與塞棒形狀組合、焊接加熱時(shí)間、氬氣保護(hù)以及輔助熱源等參數(shù)組成；本發(fā)明的摩擦疊焊修復(fù)設(shè)備使用方便，可靠度高，質(zhì)量?jī)?yōu)異，使用維護(hù)修理簡(jiǎn)易。
文檔編號(hào)B23K20/14GK102049606SQ20091020958
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者占宏偉, 周燦豐, 張艷清, 焦向東, 陳家慶, 高輝 申請(qǐng)人:北京石油化工學(xué)院