CN102275057B - 桩腿中主舷管用工装夹具及采用该工装夹具的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
一种桩腿中主舷管用工装夹具及采用该工装夹具的焊接方法，该工装夹具包括对称分布的两部分工装夹具，每部分工装夹具包括：一块凸形耳板，具有内侧面轮廓为半弦的一主体和由该主体的两端向外突伸出的两延伸体，每个延伸体上设有一穿孔；以及两块平板，它们与该凸形耳板垂直并分别固定连接在该凸形耳板的两个延伸体的内侧，每块平板上设有至少两个开孔；这两部分工装夹具通过多个螺栓和螺母相连，这些螺栓对应穿设于这两部分的平板上的开孔，通过调节这些螺栓与螺母的配合能够控制这两部分工装夹具之间的间隔。能直接控制齿条与半弦管之间的配合关系以满足主舷管的精度要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺用装置及方法，尤其涉及一种桩腿中特定构件的焊接工艺用装置及方法。
背景技术
大型自升式平台主要用于近海油气资源的勘探和开采。平台的机构主要包括桩腿和架设在桩腿上的主体。桩腿的结构主要为三角桁架式，在桩腿的三个角处设置有主舷管，这些主舷管相互之间通过支撑管连接。主舷管的结构则包括一齿条和设置在该齿条的两侧平面上的半弦管。一般地，齿条与半弦管是在专门的胎架上通过手工方式或埋弧自动焊方式来进行焊接。这种焊接工艺对齿条与半弦管之间的配合关系要求相当地精准，对于两者的配合关系不够精准的情况，比如：半弦管采用热压工艺成型的话，其在纵向就不能作到完全平直而存在一定的弯曲度，那么的话，在焊接之前需要测量半弦管顶端最高点到齿条平面中线的距离，将误差控制在一定范围内，例如：3mm以内；这就有必要使用专门的工装夹具来进行吊装和焊接。中国专利CN101143682A公开的一种桁架式桩腿单片吊具，其结构为：有吊装用的眼板，眼板两边焊接有与眼板垂直的衬板，眼板两衬板延伸部分的中部带有与桩腿单片的撑管外面对应的半圆缺口，半圆缺口左右两边的衬板有垂直于衬板的连接板，连接板带有连接孔，眼板为上下相对的上眼板和下眼板，上眼板的连接板和下眼板连接板平行相对并连接有穿过连接孔的螺栓。可见，其不但结构较复杂，而且只能用于吊装，于焊接工艺中并不能直接用于控制齿条与半弦管之间的配合关系。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种能直接用于控制齿条与半弦管之间的配合关系的焊接工艺用装置及方法。
本发明针对上述技术问题而提出的一种技术方案包括，提供一种桩腿中主舷管用工装夹具，包括对称分布的两部分工装夹具，每部分工装夹具包括：一块凸形耳板，具有内侧面轮廓为半弦的一主体和由该主体的两端向外突伸出的两延伸体，每个延伸体上设有一穿孔；以及两块平板，它们与该凸形耳板垂直并分别固定连接在该凸形耳板的两个延伸体的内侧，每块平板上设有至少两个开孔；这两部分工装夹具通过多个螺栓和螺母相连，这些螺栓对应穿设于这两部分的平板上的开孔，通过调节这些螺栓与螺母的配合能够控制这两部分工装夹具之间的间隔。
进一步地，本发明针对上述技术问题而提出的一种技术方案还包括，提供一种采用上述工装夹具的焊接方法，该主舷管包括一齿条和设置在该齿条的内外两侧平面上的半弦管，该焊接方法包括步骤：将多套所述的桩腿中主舷管用工装夹具紧固在该齿条和两条半弦管的设定位置，通过调节螺栓的旋进，测量半弦管顶端最高点到齿条平面中线的距离，将尺寸误差控制在一设定范围以内。
与现有技术相比，本发明的桩腿中主舷管用工装夹具及采用该工装夹具的焊接方法，能直接控制齿条与半弦管之间的配合关系以满足主舷管的精度要求。
附图说明
图1是本发明的桩腿中主舷管用工装夹具实施例的立体图。
图2是本发明的桩腿中主舷管用工装夹具实施例与主舷管配接的立体图。
图3a、3b以及3c分别是本发明的桩腿中主舷管用工装夹具实施例与主舷管配接的主、俯和侧视图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
图1所示为本发明的桩腿中主舷管用工装夹具10的实施例，其包括对称分布的两部分工装夹具1，这两部分工装夹具1通过多个螺栓21和螺母22的组合2相连。
每部分工装夹具1包括：一块凸形耳板11，其具有内侧面轮廓为半弦的一主体111和由该主体111的两端向外突伸出的两延伸体112，每个延伸体112上设有一穿孔1121；以及两块平板12，它们与该凸形耳板11垂直并分别固定连接在该凸形耳板11的两个延伸体112的内侧，每块平板12上设有至少两个开孔(图未示出)；参见图3b，这些螺栓21对应穿设于这两部分的平板12上的开孔，通过调节这些螺栓21与螺母22的配合能够控制这两部分工装夹具之间的间隔。
其中，每部分工装夹具1中的平板12与延伸体112是对应焊接在一起的。
每部分工装夹具1还包括四个加强板13，这些加强板13与该平板12和延伸体112均对应焊接在一起。
每部分工装夹具1中的主体11的外侧面轮廓也可以是半弦的。需要说明的是，参见图3c，这里所说的半弦的，以及前面提到的内侧面轮廓为半弦的，均是指该轮廓与半弦管的外轮廓相对应。而半弦管本身，通常也被称为半圆管/板，由于其圆弧度要稍小于180度，为免引起歧异，而没有直接沿用半圆管/板的称谓。
参见图2和图3a，主舷管20包括一齿条201和设置在该齿条201的内外两侧平面上的半弦管202，齿条201的上下两侧边上设有多个齿2011。每部分工装夹具1中的每块平板12上设有两个开孔，这两个开孔之间的间距等于该齿条201上的两个齿2011的谷部之间的距离。这种设计，可以在最小尺寸上实现工装夹具10与主舷管20的配合。需要说明的是，根据实际的需要，也可能在宽度方向延伸平板12的尺寸，从而设置三个或更多的开孔，以增强两部分工装夹具1之间的连接力量。
采用本发明的桩腿中主舷管用工装夹具10的焊接方法，包括的步骤有：将多套所述的桩腿中主舷管用工装夹具10紧固在该齿条201和两条半弦管202的设定位置，通过调节螺栓21相对螺母22的旋进，测量半弦管202顶端最高点到齿条201平面中线的距离，将尺寸误差控制在一设定范围以内。
可见，本发明的焊接方法，通过工装夹具10对齿条201和两条半弦管202加以固定，通过调节四个高强度的螺栓21，可以将整条齿条201和半弦管202的组装件尺寸控制在误差要求范围内。
该设定位置主要包括半弦管顶端最高点到该齿条平面中线的距离不符合精度要求的位置。
该设定范围可以为3mm。
在进行通常长度为7.3米的齿条201与半弦管202的组装时，需要采用四到六个所述的桩腿中主舷管用工装夹具10。
在齿条201与半弦管202之间的配合尺寸符合要求之后，可通过将所述的桩腿中主舷管用工装夹具10中的延伸体112上的穿孔1121作为吊装孔，将该齿条201与半弦管202的组装件，吊装到专门的焊接机器上，进行固定；
在齿条201与半弦管202装配检验合格后，选择靠近齿条201纵向端部的两个工装夹具10，使用卸扣穿过此工装夹具10的吊装孔连接到吊带上，吊带连接到吊钩上，从而进行吊装作业。需要说明的是，选择延伸体112上的穿孔1121作为吊装孔时应当注意，如果是水平吊装，则选择交叉的穿孔1121；如果是翻身吊装，则选择同一侧的两个穿孔1121进行作业。
在焊接时，先打底焊接两个所述的桩腿中主舷管用工装夹具10之间的焊缝；然后，松开螺栓21去除工装夹具10后整条焊缝打底焊接一次；最后使用埋弧自动焊完成后续焊接作业，无须将打底焊接焊缝去除。
类似地，完成焊接后同样可以运用上述的工装夹具10和吊带完成吊装。
与现有技术相比，本发明的桩腿中主舷管用工装夹具，结构简单，使用灵活方便；集合装卡、定位，吊装于一体，一种工装多种用途；制作简单，成本低。本发明的采用这种工装夹具的焊接方法，能直接控制齿条与半弦管的之间的配合关系以满足主舷管的精度要求。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案。本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种桩腿中主舷管用工装夹具，包括对称分布的两部分工装夹具，其特征在于，每部分工装夹具包括：一块凸形耳板，具有内侧面轮廓为半弦的一主体和由该主体的两端向外突伸出的两延伸体，每个延伸体上设有一穿孔；以及两块平板，它们与该凸形耳板垂直并分别固定连接在该凸形耳板的两个延伸体的内侧，每块平板上设有至少两个开孔；这两部分工装夹具通过多个螺栓和螺母相连，这些螺栓对应穿设于这两部分的平板上的开孔，通过调节这些螺栓与螺母的配合能够控制这两部分工装夹具之间的间隔。
2.如权利要求1所述的桩腿中主舷管用工装夹具，其特征在于，每部分工装夹具中的平板与延伸体是对应焊接在一起的。
3.如权利要求2所述的桩腿中主舷管用工装夹具，其特征在于，每部分工装夹具还包括至少一加强板，该至少一加强板与该平板和延伸体均对应焊接在一起。
4.如权利要求1所述的桩腿中主舷管用工装夹具，其特征在于，每部分工装夹具中的主体的外侧面轮廓为半弦的。
5.如权利要求1所述的桩腿中主舷管用工装夹具，其特征在于，每部分工装夹具中的每块平板上设有两个开孔，这两个开孔之间的间距等于主舷管中齿条上的两个齿的谷底之间的距离。
6.一种采用权利要求1至5任一所述的桩腿中主舷管用工装夹具的焊接方法，该主舷管包括一齿条和设置在该齿条的内外两侧平面上的半弦管，其特征在于，该焊接方法包括步骤：将多套所述的桩腿中主舷管用工装夹具紧固在该齿条和两条半弦管的设定位置，通过调节螺栓的旋进，测量半弦管顶端最高点到齿条平面中线的距离，将尺寸误差控制在一设定范围以内。
7.如权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，该设定位置包括该半弦管顶端最高点到该齿条平面中线的距离不符合精度要求的位置。
8.如权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，该设定范围为3mm。
9.如权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，在进行长度为7.3米的该齿条与半弦管的组装时，采用四到六个所述的桩腿中主舷管用工装夹具。
10.如权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，该焊接方法还包括步骤：通过将所述的桩腿中主舷管用工装夹具中的延伸体上的穿孔作为吊装孔，将该齿条与半弦管的组装件，吊装到专门的焊接机器上，进行固定；以及在焊接时，先打底焊接两个所述的桩腿中主舷管用工装夹具之间的焊缝；然后，松开螺栓去除夹具后整条焊缝打底焊接一次；最后进行埋弧自动焊。
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