专利名称：超长超厚圆弧板制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢制圆弧板的制作方法，尤其是长度在io米以上、厚度在
100毫米以上的超长超厚圆弧板制作方法。
二背景技术：
在船舶建造中，船舶部分支撑结构需围绕固定在船体上的圆弧板旋转，尤 其以导管架下水驳船为代表，通过此类方式来完成特殊作业。
圆弧板又厚又长，不易制作及加工。目前，圆弧板的制作主要有两种方法 其一，采用压力机压制方法。使用压力机对钢板进行压弯，制作成圆弧板。 采用此种方法虽然便捷、效率高。但受到压力机械的限制，圆弧板的制作在厚
度、长度上有很大限制，对于长度在10米以上、厚度在100毫米以上的超长超
厚圆弧板制作，压力机械还不能完成。
其二，采用铸造的方法。将钢水浇注到模具内，制成圆弧板毛胚，再进行 机械加工。此方法适应范围广，但铸造的毛胚，可能会产生气孔、夹渣等缺陷， 制作出的圆弧板力学性能相对较差，而且模具制造成本高，进行机械加工工作 量大，总制作成本较高。
因此，如何制作力学性能高的，且成本较低的，长度在10米以上的、厚度 在100毫米以上的超长超厚圆弧板成为难以解决的技术问题。
三
发明内容
本发明目的是为了解决上述技术中存在的缺点，提出一种超长超厚圆弧板
制作方法，使其能够利用本方法制作出长度在10米以上的、厚度在100毫米以
上的超长超厚圆弧板，使其力学性能高，制作成本较低。
本发明的目的由以下技术方案实现该超长超厚圆弧板制作方法是，先锻造出数段钢制的超厚圆筒4，将圆筒进行机械加工，使圆筒的内径及壁厚与欲制 作的圆弧板的内径及壁厚相同，内壁面达到圆弧板使用要求的表面粗糙度，并
且在各段圆筒的两端机械加工出坡口，其特征在于将加工后的数段圆筒4放在 数个排列成一行的滚动胎架5上，各段圆筒的对接口部位用数个固定板3进行 固定，以起到定位，防止焊接变形的作用，再在坡口内加圆棒形陶瓷衬垫6后 进行无加工余量的对接焊接，制成与圆弧板长度相同的长圆筒，对长圆筒进行 切割，即制作成所需要尺寸的超长超厚圆弧板l。
滚动胎架5包括有胎架板51，底边各连接两个小支架52，胎架板51上端 为圆弧形状，圆弧内径略小于圆筒4的外径，在圆弧形边缘装有两个小滚轮53。 焊接时，圆筒4能够在小滚轮53上滚动，方便焊接。
对各段圆筒4的对接口部位进行固定的固定板3有6-10个，固定板为长方 形，在对应于圆筒接缝位置为圆弧形状，固定板沿圆筒外圆周均匀分布，与圆 筒4之间焊接连接。对应于圆筒接缝位置的圆弧形状，便于圆筒之间的焊接。
各段圆筒的两端机械加工出的坡口为1()O-30G，圆棒形陶瓷衬垫6的直径为 10- 12毫米，大于坡口间隙。焊接时圆棒形陶瓷衬垫6可以放置在两个圆筒的 坡口之间，不会坠落到地上，使焊接操作容易进行。
两段圆筒之间进行无加工余量的对接焊接时，在接头坡口处选择6-10个点 位，由双数焊工按对称位置同时进行定位焊接，然后检测和调整直线度，检验 直线度合格后进行正常焊接，正常焊接过程中，采用由双数焊工在对称位置进 行对称焊接，待施焊厚度达到50毫米时即可进行滚动焊接，在焊接过程中随时 注意直线度的检测，依据检测的焊接变形对焊接顺序做出相应的调整。
为防止焊接变形，保证圆弧板的直线度，焊接工艺规范如下
C02气体流量20L/min 焊丝直径。1.2打底焊接电流160-200A 打底焊接速度80-100腿/min 填充焊接电压25-31V 盖面焊接电流170-200A 盖面焊接速度110-140,/min
打底焊接电压23-28V 填充焊接电流170-210A 填充焊接速度160-195腿/min 盖面焊接电压23-28V 坡口间隙7-9mm
对与圆弧板长度相同的长圆筒进行切割前，在长圆筒两端内部各焯接一块 切割工艺圆板7，切割工艺圆板边缘有3个切割工艺圆弧，切割工艺圆弧71与 切割工艺圆弧72、 73之间的位置由圆弧板的弧长确定。
对长圆筒进行切割时，要把长圆筒放置在切割托架8上，切割托架是由切 割托板81底边焊接有托板支架82组成，切割托板81上边有一个半圆形凹槽， 其直径与长圆筒的外径相同。在长圆筒上分别沿切割工艺圆弧71、 72和73切 割，即得到超长超厚圆弧板。
本发明取得的有益效果是1、本发明提出的采用锻造加焊接的方法，能够 制作出长度在10米以上、厚度在100毫米以上的超长超厚圆弧板，力学性能高， 在一2(^C时，冲击功达到267焦耳；制作方法简便，容易操作，使制作成本降 低。2、加工圆筒时，两端直接加工出坡口，使圆筒对接焊接时，不再用碳弧气 刨刨坡口，可减少焊缝缺陷，提高焊接质量。3、采用双面坡口加圆棒形陶瓷衬 垫，减少熔敷金属的填充，节省焊接材料，减少焊接变形，降低接头应力。
四
图1是圆弧板1由支架2与船体连接结构示意图。 图2是圆筒对接焊接示意图。
图3是圆筒对接焊接的圆筒端面图，即A-A向视图。 图4是圆筒坡口示意图，即B-B向视图。图5是固定板形状示意图。
图6是滚动胎架示意图。
图7是切割工艺圆板形状示意图。
图8是切割托架示意图。
五具体实施例方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明进一步详细描述-在图3中表示的是首先锻造出四段钢制圆筒4，在图2中用圆筒①、圆筒②、 圆筒③、圆筒④表示有四段圆筒4连接在一起准备进行焊接。对每段圆筒4分 别用机床进行加工，加工达到圆筒的内圆半径440毫米，厚度120毫米，长度3 米、表面粗糙度6.3，并在圆筒的端部机械加工出坡口，如图4所示。将圆筒② 和圆筒③放在滚动胎架5上，滚动胎架结构如图6所示胎架板51底边各连接 两个小支架52，胎架板51上端为圆弧形状，圆弧内径略小于圆筒4的外径，在 圆弧形边缘装有两个小滚轮53。用水平仪测量并调整圆筒②圆筒③的高度，使 圆筒各断面的圆心处于同一平面上，拉钢丝检验圆筒②圆筒③的直线度，并做 出调整，使圆筒各断面的圆心位于同一条直线上。定位焊接前，先在圆筒②和 圆筒③焊接接头周围对称的焊接八块固定板3，固定板结构如图5所示。在接头 坡口内加圆棒形陶瓷衬垫6，其结构如图4所示。然后检测并调整直线度。在接 头坡口处选择8个点位由双数焊工按对称位置同时进行定位焊接，然后检测和 调整直线度，检验直线度合格后进行正常焊接。正常焊接过程中，采用由双数 悍工在对称位置进行对称焊接，待施焊厚度达到50毫米时即可进行滚动焊接， 在焊接过程中随时注意直线度的检测，依据检测的焊接变形对焊接顺序做出相 应的调整。圆筒①和圆筒②以及圆筒③和圆筒④的焊接过程与上述相同。由四 段圆筒4组成的12米长的长圆筒焊接完成后，再次检验直线度符合要求后，在圆筒4两端的圆筒内部各加一个切割工艺圆板7，切割工艺圆板形状如图7所示， 其外圆边上的三个切割工艺圆弧71、 72、 73的位置与圆弧板的形状大小相对应。 切割工艺圆板7与圆筒4进行间断性的定位焊接。将12米长的长圆筒放置于切 割托架8上，图8表示其结构。按照圆弧板1要求的尺寸进行火焰切割，即沿 三个切割工艺圆弧71、 72、 73切割，此时即可得到所需厚度、长度、光洁度、 以及直线度的圆弧板l。圆弧板1焊接在支架2上，支架2再焊接到船舶、机械 等所需的部位上，如图1所表示的。
上述焊接工艺规范如下-
C。2气体流量20L/min 打底焊接电流180A 打底焊接速度90mm/min 填充焊接电压28V 盖面焊接电流185A 盖面焊接速度125讓/min 根据圆弧板的具体形状、大小不同: 围内取适当数值
C02气体流量20L/min 打底焊接电流160-200A 打底焊接速度80-100mm/min 填充焊接电压25-31V 盖面焊接电流170-200A 盖面焊接速度110-140ram/min
焊丝直径①1.2 打底焊接电压26V 填充焊接电流190A 填充焊接速度180mm/min 盖面焊接电压26V 坡口间隙8腿 其焊接工艺规范可以按照下述范
焊丝直径<H.2
打底焊接电压23-28V 填充焊接电流170-210A 填充焊接速度160-195腿/min 盖面焊接电压23-28V 坡口间隙7-9腿
权利要求
1、一种超长超厚圆弧板制作方法，先锻造出数段钢制的超厚圆筒(4)，将圆筒进行机械加工，使圆筒的内径及壁厚与欲制作的圆弧板的内径及壁厚相同，内壁面达到圆弧板使用要求的表面粗糙度，并且在各段圆筒的两端机械加工出坡口，其特征在于将加工后的数段圆筒(4)放在数个排列成一行的滚动胎架(5)上，各段圆筒的对接口部位用数个固定板(3)进行固定，以起到定位，防止焊接变形的作用，再在坡口内加圆棒形陶瓷衬垫(6)后进行无加工余量的对接焊接，制成与圆弧板长度相同的长圆筒，对长圆筒进行切割，即制作成所需要尺寸的超长超厚圆弧板(1)。
2、 按照权利要求1所述的超长超厚圆弧板制作方法，其特征在于滚动胎架 (5)包括有胎架板(51)底边各连接两个小支架(52)，胎架板(51)上端为圆弧形状，圆弧内径略小于圆筒(4)的外径，在圆弧形边缘装有两个小滚轮(53)。
3、 按照权利要求1所述的超长超厚圆弧板制作方法，其特征在于对各段圆 筒(4)的对接口部位进行固定的固定板(3)有6-10个，固定板为长方形，在 对应于圆筒接缝位置为圆弧形状，固定板沿圆筒外圆周均匀分布，与圆筒(4) 之间焊接连接。
4、 按照权利要求1所述的超长超厚圆弧板制作方法，其特征在于各段圆筒 的两端机械加工出的坡口为l(f-30Q。
5、 按照权利要求1所述的超长超厚圆弧板制作方法，其特征在于圆棒形陶 瓷衬垫(6)的直径为10- 12毫米。
6、 按照权利要求1所述的超长超厚圆弧板制作方法，其特征在于两段圆筒 之间进行无加工余量的对接焊接时，在接头坡口处选择6-IO个点位，由双数焊 工按对称位置同时进行定位焊接，然后检测和调整直线度，检验直线度合格后 进行正常焊接，正常焊接过程中，采用由双数焊工在对称位置进行对称焊接，待施焊厚度达到50毫米时即可进行滚动焊接，在焊接过程中随时注意直线度的检测，依据检测的焊接变形对焊接顺序做出相应的调整。
7、按照权利要求1或7所述的超长超厚圆弧板制作方法，其特征在于为防 止焊接变形，保证圆弧板的直线度，焊接工艺规范如下 C02气体流量20L/min 焊丝直径。1.2打底焊接电流160-200A 打底焊接速度80-100mm/min 填充焊接电压25-31V 盖面焊接电流170-200A 盖面焊接速度110-140mm/min打底焊接电压23-28V 填充焊接电流170-210A 填充焊接速度160-195咖/min 盖面焊接电压23-28V 坡口间隙7-9mm
8、 按照权利要求1所述的超长超厚圆弧板制作方法，其特征在于对与圆弧 板长度相同的长圆筒进行切割前，在长圆筒两端内部各焊接一块切割工艺圆板(7)，切割工艺圆板边缘有3个切割工艺圆弧，切割工艺圆弧(71)与切割工 艺圆弧(72)、 (73)之间的位置由圆弧板的弧长确定。
9、 按照权利要求1所述的超长超厚圆弧板制作方法，其特征在于对长圆筒 进行切割时，要把长圆筒放置在切割托架(8)上，切割托架是由切割托板(81) 底边焊接有托板支架(82)组成，切割托板(81)上边有一个半圆形凹槽，其 直径与长圆筒的外径相同。
全文摘要
超长超厚圆弧板制作方法是一种适用于长度在10米以上、厚度在100毫米以上的钢制圆弧板制作方法。先锻造出数段钢制的超厚圆筒，进行机械加工，使内径、壁厚及表面粗糙度符合要求，并且在两端加工出坡口，其特征在于将加工后的数段圆筒放在滚动胎架5上，对接口部位用固定板固定，再在坡口内加陶瓷衬垫6后进行对接焊接，制成长圆筒，进行切割，即制作成所需要尺寸的超长超厚圆弧板。优点是能够制作出长度在10米以上、厚度在100毫米以上的超长超厚圆弧板，力学性能高，制作方法简便，容易操作，使制作成本降低。能广泛用于船舶制造业和其他机械化工行业。
文档编号B23K37/04GK101579700SQ20091001607
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日
发明者孟祥富, 张玉明 申请人:青岛北海船舶重工有限责任公司