專利名稱：超長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，尤其是長度在io米以上、厚度在
100毫米以上的超長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，不易制作及加工。目前，圓弧板的制作主要有兩種方法 其一，采用壓力機壓制方法。使用壓力機對鋼板進行壓彎，制作成圓弧板。 采用此種方法雖然便捷、效率高。但受到壓力機械的限制，圓弧板的制作在厚
度、長度上有很大限制，對于長度在10米以上、厚度在100毫米以上的超長超
厚圓弧板制作，壓力機械還不能完成。
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，再進行 機械加工。此方法適應(yīng)范圍廣，但鑄造的毛胚，可能會產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷， 制作出的圓弧板力學性能相對較差，而且模具制造成本高，進行機械加工工作 量大，總制作成本較高。
因此，如何制作力學性能高的，且成本較低的，長度在10米以上的、厚度 在100毫米以上的超長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，提出一種超長超厚圓弧板
制作方法，使其能夠利用本方法制作出長度在10米以上的、厚度在100毫米以
上的超長超厚圓弧板，使其力學性能高，制作成本較低。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實現(xiàn)該超長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，將圓筒進行機械加工，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)個排列成一行的滾動胎架5上，各段圓筒的對接口部位用數(shù)個固定板3進行 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 進行無加工余量的對接焊接，制成與圓弧板長度相同的長圓筒，對長圓筒進行 切割，即制作成所需要尺寸的超長超厚圓弧板l。
滾動胎架5包括有胎架板51，底邊各連接兩個小支架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小滾輪53。 焊接時，圓筒4能夠在小滾輪53上滾動，方便焊接。
對各段圓筒4的對接口部位進行固定的固定板3有6-10個，固定板為長方 形，在對應(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。焊接時圓棒形陶瓷襯墊6可以放置在兩個圓筒的 坡口之間，不會墜落到地上，使焊接操作容易進行。
兩段圓筒之間進行無加工余量的對接焊接時，在接頭坡口處選擇6-10個點 位，由雙數(shù)焊工按對稱位置同時進行定位焊接，然后檢測和調(diào)整直線度，檢驗 直線度合格后進行正常焊接，正常焊接過程中，采用由雙數(shù)焊工在對稱位置進 行對稱焊接，待施焊厚度達到50毫米時即可進行滾動焊接，在焊接過程中隨時 注意直線度的檢測，依據(jù)檢測的焊接變形對焊接順序做出相應(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
對與圓弧板長度相同的長圓筒進行切割前，在長圓筒兩端內(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確定。
對長圓筒進行切割時，要把長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上邊有一個半圓形凹槽， 其直徑與長圓筒的外徑相同。在長圓筒上分別沿切割工藝圓弧71、 72和73切 割，即得到超長超厚圓弧板。
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 制作出長度在10米以上、厚度在100毫米以上的超長超厚圓弧板，力學性能高， 在一2(^C時，沖擊功達到267焦耳；制作方法簡便，容易操作，使制作成本降 低。2、加工圓筒時，兩端直接加工出坡口，使圓筒對接焊接時，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是圓筒對接焊接示意圖。
圖3是圓筒對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。
五具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明進一步詳細描述-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連接在一起準備進行焊接。對每段圓筒4分 別用機床進行加工，加工達到圓筒的內(nèi)圓半徑440毫米，厚度120毫米，長度3 米、表面粗糙度6.3，并在圓筒的端部機械加工出坡口，如圖4所示。將圓筒② 和圓筒③放在滾動胎架5上，滾動胎架結(jié)構(gòu)如圖6所示胎架板51底邊各連接 兩個小支架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小滾輪53。用水平儀測量并調(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。然后檢測并調(diào)整直線度。在接 頭坡口處選擇8個點位由雙數(shù)焊工按對稱位置同時進行定位焊接，然后檢測和 調(diào)整直線度，檢驗直線度合格后進行正常焊接。正常焊接過程中，采用由雙數(shù) 悍工在對稱位置進行對稱焊接，待施焊厚度達到50毫米時即可進行滾動焊接， 在焊接過程中隨時注意直線度的檢測，依據(jù)檢測的焊接變形對焊接順序做出相 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米長的長圓筒焊接完成后，再次檢驗直線度符合要求后，在圓筒4兩端的圓筒內(nèi)部各加一個切割工藝圓板7，切割工藝圓板形狀如圖7所示， 其外圓邊上的三個切割工藝圓弧71、 72、 73的位置與圓弧板的形狀大小相對應(yīng)。 切割工藝圓板7與圓筒4進行間斷性的定位焊接。將12米長的長圓筒放置于切 割托架8上，圖8表示其結(jié)構(gòu)。按照圓弧板1要求的尺寸進行火焰切割，即沿 三個切割工藝圓弧71、 72、 73切割，此時即可得到所需厚度、長度、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)，將圓筒進行機械加工，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)個排列成一行的滾動胎架(5)上，各段圓筒的對接口部位用數(shù)個固定板(3)進行固定，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)后進行無加工余量的對接焊接，制成與圓弧板長度相同的長圓筒，對長圓筒進行切割，即制作成所需要尺寸的超長超厚圓弧板(1)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的超長超厚圓弧板制作方法，其特征在于滾動胎架 (5)包括有胎架板(51)底邊各連接兩個小支架(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小滾輪(53)。
3、 按照權(quán)利要求1所述的超長超厚圓弧板制作方法，其特征在于對各段圓 筒(4)的對接口部位進行固定的固定板(3)有6-10個，固定板為長方形，在 對應(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所述的超長超厚圓弧板制作方法，其特征在于各段圓筒 的兩端機械加工出的坡口為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所述的超長超厚圓弧板制作方法，其特征在于兩段圓筒 之間進行無加工余量的對接焊接時，在接頭坡口處選擇6-IO個點位，由雙數(shù)焊 工按對稱位置同時進行定位焊接，然后檢測和調(diào)整直線度，檢驗直線度合格后 進行正常焊接，正常焊接過程中，采用由雙數(shù)焊工在對稱位置進行對稱焊接，待施焊厚度達到50毫米時即可進行滾動焊接，在焊接過程中隨時注意直線度的檢測，依據(jù)檢測的焊接變形對焊接順序做出相應(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所述的超長超厚圓弧板制作方法，其特征在于對與圓弧 板長度相同的長圓筒進行切割前，在長圓筒兩端內(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確定。
9、 按照權(quán)利要求1所述的超長超厚圓弧板制作方法，其特征在于對長圓筒 進行切割時，要把長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)上邊有一個半圓形凹槽，其 直徑與長圓筒的外徑相同。
全文摘要
超長超厚圓弧板制作方法是一種適用于長度在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，進行機械加工，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)段圓筒放在滾動胎架5上，對接口部位用固定板固定，再在坡口內(nèi)加陶瓷襯墊6后進行對接焊接，制成長圓筒，進行切割，即制作成所需要尺寸的超長超厚圓弧板。優(yōu)點是能夠制作出長度在10米以上、厚度在100毫米以上的超長超厚圓弧板，力學性能高，制作方法簡便，容易操作，使制作成本降低。能廣泛用于船舶制造業(yè)和其他機械化工行業(yè)。
文檔編號B23K37/04GK101579700SQ20091001607
公開日2009年11月18日 申請日期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 申請人:青島北海船舶重工有限責任公司