CN103192236A - 码头装船机伸缩机构轨道制作工艺及其专用轨道对接工装 - Google Patents

码头装船机伸缩机构轨道制作工艺及其专用轨道对接工装 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种码头装船机伸缩机构轨道制作工艺及其专用轨道对接工装，制作工艺步骤为：首先制作轨道分段，然后对轨道分段淬火并进行硬度检测，轨道分段焊接前准备，利用专用轨道对接工装装夹两只轨道分段，使得两轨道分段的端部对齐且之间留有间隙，并对轨道分段进行焊前预热，轨道分段焊接，焊后保温，最后进行焊后打磨、检验。轨道分段加工后进行中频淬火，再将轨道分段对接成整体。连接处无间隙，不易出现锈蚀现象，延长轨道寿命。无需通过整根淬火，降低生产成本，同时又达到轨道硬度要求且对接焊缝处不易出现裂纹，保证了产品质量。

Description

码头装船机伸缩机构轨道制作工艺及其专用轨道对接工装
技术领域
本发明涉及一种码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，还涉及一种实现该制作工艺的专用轨道对接工装。
背景技术
在国内外码头装船机伸缩机构中，一般轨道形式有两种，分别是压板式标准轨道和方钢淬火轨道。其中方钢淬火轨道制作较为繁琐，设计长度在12m~30m之间，需进行分段下料，单根轨道淬火后再对接成整体，普通焊接的对接焊缝及热影响区无法达到施工蓝图中淬火硬度要求。以往制造方采用以下方法来避免：第一种是轨道整体对接后装焊，现场进行轨道整根淬火。第二种是不进行对接，轨道接头处留间隙安装。第一种方法淬火成本较高，在对接焊缝处较易出现裂纹。第二种方法留隙处易出现锈蚀，留黄水现象，大大降低了轨道寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种生产成本低、性能可靠且使用寿命长的码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，还涉及一种实现该制作工艺的专用轨道对接工装。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，其创新点在于所述步骤为：
a)  首先制作轨道分段：轨道分段下料时放置厚度、宽度、长度余量，利用铣床加工轨道分段厚度、宽度去除表面脱碳层；
b)  然后对轨道分段淬火并进行硬度检测：采用中频炉对轨道分段淬火；对轨道分段的轨道面进行硬度检测，对轨道分段的端部进行多点硬度检测，若符合硬度要求则进入下一工序； 
c)  轨道分段焊接前准备：利用专用轨道对接工装装夹两只轨道分段，使得两轨道分段的端部对齐且之间留有间隙；并对轨道分段进行焊前预热，使用烘枪从轨道两侧面缓慢预热至110℃~150℃；
d)  轨道分段焊接：先采用碳钢焊条焊接轨道分段端部间隙的下层，再用低合金钢焊条焊接轨道分段端部间隙的上层；
e)  焊后保温：焊接完成后立即用硅酸铝纤维毯紧密裹覆保温缓冷；
f)  最后进行焊后打磨、检验。
进一步的，所述步骤a）中对轨道分段的淬火面加工去除轨道锐角。
进一步的，所述步骤b)中，轨道分段的端部硬度要求在硬度要求范围值HB320-HB380；若所测的轨道分段端部硬度在HB320以下，则将此端部处切除。
进一步的，若所测的轨道分段端部硬度靠近下限，则将此端部处采用锯床切除。
进一步的，所述步骤b）中轨道分段的端部多点硬度检测区域包括焊接热影响区。
进一步的，所述步骤c)中，专用轨道对接工装装夹两只轨道分段时，在两轨道分段的端部下表面垫反变形衬垫。
进一步的，所述步骤d)中上、下层焊接时，均采用窄道、多层焊，焊接电流140-165A，焊接电压23-27V，焊接速度120-170mm/min，每层焊接完成后迅速清渣，并用小锤轻轻敲打层焊缝，待层间温度至150℃左右焊接。
进一步的，所述步骤d)中上、下层焊接时，下层焊接厚度为轨道分段端部缝隙高度的76-80%，上层焊接厚度为轨道分段端部缝隙高度的20-24%。
一种实现上述码头装船机伸缩机构轨道制作工艺的专用轨道对接工装，其创新点在于：包括水平方向设置用于放置轨道分段的底板，所述底板的一侧边设置固定限位，另一侧设置活动限位；所述底板的上表面两侧边沿其延伸方向还对称设置有若干螺杆，对称设置螺杆之间通过锁紧螺母安装有压板。
进一步的，所述底板的上表面中部轨道对接处设置嵌有衬垫。
进一步的，所述固定限位为凸出底板上表面的限位凸起。
进一步的，所述限位凸起与底板整体加工成型。
进一步的，所述活动限位为若干沿底板延伸方向设置的楔形块组。
进一步的，所述活动限位为若干沿底板延伸方向设置调节螺杆，调节螺杆水平设置。
进一步的，所述压板的一端开通孔，另一端开槽。
本发明的优点在于：轨道分段加工后进行中频淬火，再将轨道分段对接成整体。连接处无间隙，不易出现锈蚀现象，延长轨道寿命。无需通过整根淬火，降低生产成本，同时又达到轨道硬度要求且对接焊缝处不易出现裂纹，保证了产品质量。
利用专用轨道对接工装进行轨道分段的对接，由固定限位、活动限位及压板与底板配合对轨道分段定位，充分确保轨道分段对接后的对直度，对轨道的制作提供充分保证。
附图说明
图1为本发明中硬度检测示意图。
图2为本发明中专用轨道对接工装主视图。
图3为本发明中专用轨道对接工装俯视图。
图4为本发明中专用轨道对接工装侧视图。
具体实施方式
具体工艺步骤为：
首先制作轨道分段：轨道分段下料时放置厚度、宽度、长度余量，利用铣床加工轨道分段厚度、宽度去除表面脱碳层，目的在于避免淬火后轨道表面达不到硬度要求。并对轨道分段的淬火面加工去除轨道锐角，避免淬火后应力集中导致锐角处出现裂纹。
然后对轨道分段淬火并进行硬度检测：采用中频炉对轨道分段淬火；如图1所示，对轨道分段8的轨道面进行硬度检测，对轨道分段8的端部进行多点硬度检测，轨道分段8的端部多点硬度检测区域a包括焊接热影响区。
若符合硬度要求则进入下一工序。其中，轨道分段的端部硬度要求尽量保证在硬度要求范围值的上限；若所测的轨道分段端部硬度靠近下限，则将此端部处切除。本实施例中，轨道分段的端部硬度要求在硬度要求范围值HB320-HB380；轨道分段端部硬度在HB320以下，则将此端部处切除。
若所测的轨道分段端部硬度靠近下限，则将此端部处采用锯床切除，不得使用火焰切割，避免表面因热输出导致轨道表面退火，造成硬度值降低。
轨道分段焊接前准备：利用专用轨道对接工装装夹两只轨道分段，使得两轨道分段的端部对齐且之间留有间隙。
上述专用轨道对接工装如图2、3、4所示，包括底板1、固定限位2、活动限位3、螺杆4、锁紧螺母5、压板6、衬垫7。
上述底板1水平设置，底板1的一侧边设置固定限位2，该固定限位2为为凸出底板1上表面的限位凸起，该限位凸起与底板1整体加工成型。底板1另一侧设置活动限位3，该活动限位3为若干沿底板延伸方向设置的楔形块组，也可以为若干沿底板1延伸方向设置调节螺杆，调节螺杆水平设置。
在底板1的上表面两侧边沿其延伸方向还对称设置有若干螺杆4，对称设置螺杆4之间通过锁紧螺母5安装有压板6。压板6的一端开通孔，另一端开槽。
底板1的上表面中部轨道对接处设置嵌有衬垫7，使得衬垫7位于两轨道分段的端部下表面，防止反变形。
专用轨道对接工装使用时，将两轨道分段置于底板1的上表面，轨道分段8的端部对接处置于衬垫7上，轨道分段的一侧面紧贴固定限2位，另一侧面通过活动限位3限位，上表面由压板6、锁紧螺母5配合固定后，即可完成装夹固定。
然后对轨道分段进行焊前预热，预热时，使用氧-乙炔烘枪从轨道两侧面缓慢预热至110℃~150℃，烘枪移动速度5~10mm/s。
预热后对轨道分段焊接：先采用碳钢焊条焊接轨道分段端部间隙的下层，再用低合金钢焊条焊接轨道分段端部间隙的上层。
间隙下层焊接时，下层焊接厚度为轨道分段端部缝隙高度的76-80%；采用CHE58-1（GB/T 5117 E5018 -1）Φ4.0焊条焊接。焊接电流140-165A，焊接电压23-27V，焊接速度120-170mm/min；焊接时，采用窄道焊、多层焊，每层焊接完成后迅速清渣，并用小锤轻轻敲打层焊缝，待层间温度至150℃左右焊接。
间隙上层焊接时，上层焊接厚度为轨道分段端部缝隙高度的20--24%，采用CHE857CrNi（GB/T 5118-E8515-G）Φ4.0焊条焊接焊接电流140-165A，焊接电压23-27V，焊接速度120-170mm/min；焊接时，采用窄道焊、多层焊，每层焊接完成后迅速清渣，并用小锤轻轻敲打层焊缝，待层间温度至150℃左右焊接。
焊后保温：焊接完成后立即用硅酸铝纤维毯紧密裹覆保温缓冷；最后，接头焊缝在焊接完工24小时并经上述打磨后，作100%MT和局部UT检查。
采用本工艺制作的码头装船机伸缩机构轨道，轨道对接处硬度符合设计要求，MT检验合格率100%，UT检验合格率95%。通过专用轨道对接工装的使用轨道符合直线度2mm/2M要求,相对于整根淬火，制作6台装船机即可节约生产成本约68万元。

Claims (16)

1.一种码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，其特征在于所述步骤为：
a）首先制作轨道分段：轨道分段下料时放置厚度、宽度、长度余量，利用铣床加工轨道分段厚度、宽度去除表面脱碳层；
b）然后对轨道分段淬火并进行硬度检测：采用中频炉对轨道分段淬火；对轨道分段的轨道面进行硬度检测，对轨道分段的端部进行多点硬度检测，若符合硬度要求则进入下一工序； 
c）轨道分段焊接前准备：利用专用轨道对接工装装夹两只轨道分段，使得两轨道分段的端部对齐且之间留有间隙；并对轨道分段进行焊前预热，在预热时使用烘枪从轨道两侧面缓慢预热； 
d）轨道分段焊接：先采用碳钢焊条焊接轨道分段端部间隙的下层，再用低合金钢焊条焊接轨道分段端部间隙的上层；
e）焊后保温：焊接完成后立即用硅酸铝纤维毯紧密裹覆保温缓冷；
f）最后进行焊后打磨、检验。
2.根据权利要求1所述的码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，其特征在于：所述步骤a）中对轨道分段的淬火面加工去除轨道锐角。
3.根据权利要求1所述的码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，其特征在于：所述步骤b)中，轨道分段的端部硬度要求在硬度要求范围值HB320-HB380；若所测的轨道分段端部硬度在HB320以下，则将此端部处切除。
4.根据权利要求3所述的码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，其特征在于：若所测的轨道分段端部硬度靠近下限，则将此端部处采用锯床切除。
5.根据权利要求1所述的码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，其特征在于：所述步骤b）中轨道分段的端部多点硬度检测区域包括焊接热影响区。
6.根据权利要求1所述的码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，其特征在于：所述步骤c)中，专用轨道对接工装装夹两只轨道分段时，在两轨道分段的端部下表面垫反变形衬垫。
7.根据权利要求1所述的码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，其特征在于：所述步骤c)中，烘枪移动速度5~10mm/s，预热至110℃~150℃。
8.根据权利要求1所述的码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，其特征在于：所述步骤d)中上、下层焊接时，均采用窄道、多层焊，焊接电流140-165A，焊接电压23-27V，焊接速度120-170mm/min，每层焊接完成后迅速清渣，并用小锤轻轻敲打层焊缝，待层间温度至150℃左右焊接。
9.根据权利要求1所述的码头装船机伸缩机构轨道制作工艺，其特征在于：所述步骤d)中上、下层焊接时，下层焊接厚度为轨道分段端部缝隙高度的76-80%，上层焊接厚度为轨道分段端部缝隙高度的20-24%。
10.一种实现上述码头装船机伸缩机构轨道制作工艺的专用轨道对接工装，其特征在于：包括水平方向设置用于放置轨道分段的底板，所述底板的一侧边设置固定限位，另一侧设置活动限位；所述底板的上表面两侧边沿其延伸方向还对称设置有若干螺杆，对称设置螺杆之间通过锁紧螺母安装有压板。
11.根据权利要求10所述的专用轨道对接工装，其特征在于：所述底板的上表面中部轨道对接处设置嵌有衬垫。
12.根据权利要求10所述的专用轨道对接工装，其特征在于：所述固定限位为凸出底板上表面的限位凸起。
13.根据权利要求12所述的专用轨道对接工装，其特征在于：所述限位凸起与底板整体加工成型。
14.根据权利要求10所述的专用轨道对接工装，其特征在于：所述活动限位为若干沿底板延伸方向设置的楔形块组。
15.根据权利要求10所述的专用轨道对接工装，其特征在于：所述活动限位为若干沿底板延伸方向设置调节螺杆，调节螺杆水平设置。
16.根据权利要求10所述的专用轨道对接工装，其特征在于：所述压板的一端开通孔，另一端开槽。
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