CN103567722B - 一种安装架的装焊方法 - Google Patents

一种安装架的装焊方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种安装架的装焊方法，属于机械加工领域。所述方法包括：分别下料成型两件安装撬钢板坯料、一件背板、若干K型板和U型筋板；在每件所述安装撬钢板坯料上装焊所述K型板；在两件所述安装撬钢板坯料之间装焊所述U型筋板；在所述背板上装焊两件所述安装撬钢板坯料；在每件所述安装撬钢板坯料上切割所述安装孔，得到所述安装架。本发明在安装架成型后才切割安装撬钢板坯料上的安装孔，控制了细长型零件下料切割后在后续安装架的焊接中的变形问题，极大缩短了安装架成型后的校正工作或无须校正，提高了产品一次性合格率，并保证了安装架的直线度及局部平面度要求。

Description

一种安装架的装焊方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种安装架的装焊方法。
背景技术
自升式钻井平台主要由平台、桩腿和升降机构组成。升降机构包括安装架和升降驱动单元。安装架分别与桩腿的导向柱和平台的甲板焊接连接，升降驱动单元安装在安装架上。
由于升降驱动单元提供平台沿桩腿上升的提升力，而安装架是提升力的主要承担者，因此对安装架的平面度和直线度要求极高。安装架的装焊方法决定安装架的平面度和直线度。现有装焊方法通常是对安装架的每个结构件单独装焊，包括，首先，对安装架的各个零件(安装撬钢板、K型板和背板等)直接下料成型。然后，将成型后的各零件装配成安装架，并对安装撬钢板分别与K型板和背板间的拼缝进行施焊(K型板焊在安装撬钢板表面上)。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：由于安装撬钢板长度一般为11-15m，宽度为800-900mm，属于细长型零件，表面还有7个直径为600mm-700mm的安装孔，孔的直径均超出安装撬钢板一半宽度，因此钢性很差，若在安装架结构件制作前对安装撬钢板一次性数控切割成型的话，很容易在后续安装架的焊接中，特别是安装撬钢板与K型板的焊接中，造成安装撬钢板波浪型变形，导致无法校正，影响安装架的平面度和直线度，或者校正工作量很大，降低了加工效率。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种安装架的装焊方法。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种安装架的装焊方法，所述方法包括：
分别下料成型两件安装撬钢板坯料、一件背板、若干K型板和U型筋板；
在每件所述安装撬钢板坯料上装焊所述K型板；
在两件所述安装撬钢板坯料之间装焊所述U型筋板；
在所述背板上装焊两件所述安装撬钢板坯料；
在每件所述安装撬钢板坯料上切割安装孔，得到所述安装架。
可选地，所述在所述背板上装焊两件所述安装撬钢板坯料，包括：
以所述背板为基准，装配两件所述安装撬钢板坯料与所述背板；
采用定位焊固定两件所述安装撬钢板坯料与所述背板，得到安装架坯料；
采用第一工装将两件所述安装架坯料按照开口相对的方向合拢装配，使两件所述安装架坯料拼成一个箱型结构；所述第一工装为条形钢板，所述条形钢板的一端与其中一件所述安装架坯料固定，所述条形钢板的另一端与另外一件所述安装架坯料固定；
施焊每件所述安装撬钢板坯料与所述背板之间的焊缝；
拆除所述第一工装，得到两件所述安装架坯料。
可选地，所述施焊每件所述安装撬钢板坯料与所述背板之间的焊缝，包括：
采用自动焊，并以从每件所述安装撬钢板坯料的中间向两边退焊的方法，施焊所述安装撬钢板坯料与所述背板之间的焊缝。
可选地，所述自动焊采用的焊接电流为210-250A、焊接电压为26-28V、以及焊接速度为40-50cm/min。
可选地，所述在每件所述安装撬钢板坯料上装焊所述K型板，包括：
将两件所述安装撬钢板坯料叠放在一起，并用第二工装将两件所述安装撬钢板坯料进行夹紧固定，所述安装撬钢板坯料的焊接所述K型板的平面朝外；
在固定后的两件所述安装撬钢板坯料上，焊接每件所述安装撬钢板坯料与所述K型板之间的焊缝；
拆除所述第二工装，得到焊接了所述K型板的两件所述安装撬钢板坯料。
可选地，所述焊接每件所述安装撬钢板坯料与所述K型板之间的焊缝，包括：
焊接每件所述安装撬钢板坯料与所述K型板之间的、除了所述K型板顶部的焊缝之外的焊缝；
所述K型板顶部的焊缝为，所述K型板与所述安装撬钢板坯料之间的焊缝中靠近所述背板的焊缝。
可选地，所述第二工装包括：
用于沿所述安装撬钢板坯料的宽度方向夹紧所述安装撬钢板坯料的两件夹板，两件所述夹板的两端设有用于锁紧两件所述夹板的锁紧机构。
可选地，所述第二工装的装配位置为，
位于每件所述安装撬钢板坯料上相邻需焊接所述K型板的位置之间，且与所述K型板和每件所述安装撬钢板坯料的焊缝的距离为150-200mm。
可选地，成型的所述K型板沿宽度方向留有5-7mm的机械加工余量。
可选地，在所述分别下料成型两件安装撬钢板坯料之后，所述方法还包括：
对成型的两件所述安装撬钢板坯料进行局部校正平面度。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过分别下料成型两件安装撬钢板坯料、一件背板、若干K型板和U型筋板，成型的两件安装撬钢板坯料上未切割安装孔；在每件安装撬钢板坯料上装焊K型板；在两件安装撬钢板坯料之间装焊U型筋板；在背板上装焊两件安装撬钢板坯料；在每件安装撬钢板坯料上切割安装孔，得到安装架；在安装架成型后才切割安装撬钢板坯料上的安装孔，控制了细长型零件下料切割后在后续安装架的焊接中的变形问题，极大缩短了安装架成型后的校正工作或无须校正，提高了产品一次性合格率，并保证了安装架的直线度及局部平面度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的安装架的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的安装架的侧视图；
图3是本发明实施例提供的一种安装架的装焊方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的又一种安装架的装焊方法的流程图；
图5是本发明实施例提供的第二工装的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的第二工装的侧视图；
图7是本发明实施例提供的两件安装架坯料构成的箱型结构的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
安装架属于自升式钻井平台的升降机构的关键部件，参见图1和图2，安装架由两件安装撬钢板11、一件背板12、若干U型筋板13、以及K型板14组成。其中，每件安装撬钢板11上切割有若干安装孔15。两件安装撬钢板11沿长度方向相对设置，背板12沿安装撬钢板11的长度方向焊在两件安装撬钢板11上，背板12与两件安装撬钢板11构成凹形结构，U型筋板13焊在两件安装撬钢板11之间，K型板14沿安装撬钢板11的宽度方向焊在安装撬钢板11的表面上。
图3显示了本发明实施例提供的一种安装架的装焊方法，适用于图1和图2所示的安装架的装焊。参见图3，该方法流程包括：
步骤301：分别下料成型两件安装撬钢板坯料11’、一件背板12、若干K型板14和U型筋板13。
其中，两件安装撬钢板坯料11’、一件背板12、若干K型板14和U型筋板13是安装架的各构成零件。安装撬钢板坯料11’指，未切割安装孔15的安装撬钢板11。
步骤302：在每件安装撬钢板坯料11’上装焊K型板14。
可选地，装配每件安装撬钢板坯料11’和K型板14，并焊接K型板14与每件安装撬钢板坯料11’之间的焊缝。
步骤303：在两件安装撬钢板坯料11’之间装焊U型筋板13。
可选地，装配每件安装撬钢板坯料11’和U型筋板13，并焊接U型筋板13与每件安装撬钢板坯料11’之间的焊缝。
步骤304：在背板12上装焊两件安装撬钢板坯料11’。
可选地，装配每件安装撬钢板坯料11’和背板12，并焊接背板12与每件安装撬钢板坯料11’之间的焊缝。
步骤305：在每件安装撬钢板坯料11’上切割安装孔15，得到安装架。
本发明实施例通过分别下料成型两件安装撬钢板坯料、一件背板、若干K型板和U型筋板，成型的两件安装撬钢板坯料上未切割安装孔；在每件安装撬钢板坯料上装焊K型板；在两件安装撬钢板坯料之间装焊U型筋板；在背板上装焊两件安装撬钢板坯料；在每件安装撬钢板坯料上切割安装孔，得到安装架；在安装架成型后才切割安装撬钢板坯料上的安装孔，控制了细长型零件下料切割后在后续安装架的焊接中的变形问题，极大缩短了安装架成型后的校正工作或无须校正，提高了产品一次性合格率，并保证了安装架的直线度及局部平面度要求。
图4显示了本发明实施例提供的又一种安装架的装焊方法，适用于图1和图2所示的安装架的装焊。参见图4，该方法流程包括：
步骤401：分别下料成型两件安装撬钢板坯料11’、一件背板12、若干K型板14和U型筋板13。
其中，两件安装撬钢板坯料11’、一件背板12、若干K型板14和U型筋板13是安装架的各构成零件。安装撬钢板坯料11’指，未切割安装孔15的安装撬钢板11。
可选地，安装撬钢板坯料11’和背板12的下料采用双头割炬数控切割成型。优先地，双头切割设备可以为数控火焰切割机。
需要注明是，在下料成型时，不切割安装撬钢板11上7个安装孔15，以防止在后续焊接时因安装撬钢板钢性较差导致的波浪变形。
可选地，成型的K型板14沿宽度方向留有5-7mm的机械加工余量。该余量范围不仅可以保证安装架因超长时而造成的安装撬钢板11与K型板14之间的装配误差，而且也最小化了K型板14焊接工作量，减少了安装架焊接时的变形。
步骤402：对成型的安装撬钢板坯料11’进行局部校正平面度。
可选地，为了满足客户对安装撬钢板的平面度要求，可采用油压机或者火焰校正对成型后的安装撬钢板坯料11’进行局部校正平面度，以确保钢板没有急弯。
步骤403：在每件安装撬钢板坯料11’上装焊K型板14。
可选地，本步骤403包括：
步骤4031：将两件安装撬钢板坯料11’叠放在一起，并用第二工装将两件安装撬钢板坯料11’进行夹紧固定，安装撬钢板坯料11’的焊接K型板14的平面朝外。
可选地，参见图5和图6，该第二工装包括两件夹板51a、51b，用于沿安装撬钢板坯料11’宽度方向夹紧安装撬钢板坯料11’，两件夹板51a、51b两端设有用于锁紧两件夹板11的锁紧机构52。该第二工装能够将两件安装撬钢板坯料11’沿宽度方向锁紧，避免在安装撬钢板坯料11’上焊接K型板14时，因K型板14超大热输入量带来的安装撬钢板坯料11’波浪变形。
可选地，该第二工装的装配位置为，位于每件安装撬钢板坯料11’上相邻需焊接K型板14的位置之间，且与K型板14和每件安装撬钢板坯料11’的焊缝的距离为150-200mm。该第二工装位于距离K型板14与安装撬钢板坯料11’的焊缝150-200mm，此位置为应力变形最大范围处，因此可以很好的控制变形。同时该范围可以方便工人施焊。
步骤4032：在固定后的两件安装撬钢板坯料11’上，焊接每件安装撬钢板坯料11’与K型板14之间的焊缝。
可选地，本步骤4032包括：在固定后的两件安装撬钢板坯料11’上，焊接每件安装撬钢板坯料11’与K型板14之间的、除了K型板14顶部的焊缝之外的焊缝。其中，K型板14顶部的焊缝为，K型板14与安装撬钢板坯料11’之间的焊缝中，靠近背板12的焊缝。
其中，参见图1或图2，假设K型板14顶部的焊缝为16。可选地，为了避免安装撬钢板坯料11’发生角变形，在本步骤4032中，不焊接K型板14顶部的焊缝。角变形在后续很难进行校正，并且该角变形会直接影响安装架的两安装撬钢板坯料11’的开档公差要求，从而导致安装架结构件不合格。
拆除第二工装，得到焊接了K型板14的两件安装撬钢板坯料11’。
步骤404：在两件安装撬钢板坯料11’之间装焊U型筋板13。
可选地，本步骤404包括：首先，将U型筋板13组焊成型。U型筋板13包括三块矩形筋板。其次，沿安装撬钢板坯料11’的宽度方向，将其中两块矩形筋板机加工到两件安装撬钢板坯料11’之间。在机加工后，两件安装撬钢板坯料11’的开档公差需满足开档公差要求的下限。然后，将剩余一块矩形筋板装配到机加工后的两块矩形筋板上个，完成U型筋板13的装配，并焊接U型筋板13与安装撬钢板坯料11’之间的焊缝。两安装撬钢板坯料11’以U型筋为支撑装配，可以确保两安装撬钢板坯料11’之间开档(例如0～+2mm)的要求。
步骤405：在背板12上装焊两件安装撬钢板坯料11’。
可选地，本步骤405包括：
步骤4051：以背板12为基准，装配两件安装撬钢板坯料11’与背板12。
步骤4052：采用定位焊固定两件安装撬钢坯料板与背板12，得到安装架坯料。
可选地，装配两件安装撬钢板坯料11’与背板12之后，采用定位焊固定两件安装撬钢板坯料11’与背板12，得到安装架坯料。在本步骤4052中，安装架坯料指未切割安装孔15的安装撬钢板11构成的安装架。
步骤4053：采用第一工装将两件安装架坯料按照开口相对的方向合拢装配，使两件安装架坯料拼成一个箱型结构，第一工装为条形钢板，该条形钢板的一端与其中一件安装架坯料固定，该条形钢板的另一端与另外一件安装架坯料固定。
其中，假设两件安装架坯料分别为71和72，第一工装为73，两件安装架坯料71、72拼成的箱型结构如图7显示。安装撬钢板坯料11’与背板12之间的焊缝长度达到15m，箱型结构可以最大程度的减少后续焊接安装撬钢板坯料11’与背板12之间的超长焊缝时产生的焊接变形，保证安装架结构件的直线度及局部平面度要求。
步骤4054：施焊每件安装撬钢板坯料11’与背板12之间的焊缝。
可选地，本步骤4054包括：采用自动焊，并以从每件安装撬钢板坯料11’的中间向两边退焊的方法，施焊安装撬钢板坯料11’与背板12之间的焊缝。
可选地，安装撬钢板坯料11’与背板12之间的焊缝长度达到15m，采用自动化焊接设备焊接，可以保证长焊缝的焊接质量好而稳定，提高焊接速度，大大缩短生产周期，并降低工人劳动强度。
可选地，前述自动焊采用焊接电流可以为210A-250A、焊接电压可以为26V-28V、焊接速度可以为40cm/min-50cm/min。在实际工序中，可以采用成本低的焊丝，例如YJ501-1型号的焊丝，以节约制造成本。
在施焊后，拆除第一工装，得到两件安装架坯料。
步骤406：在每件安装撬钢板坯料11’上切割安装孔15，得到安装架。
可选地，本步骤406包括：在安装撬钢板坯料11’上划出安装孔15的中心位置，并采用数控切割机割出7个安装孔15。可以采用数控火焰切割机切割安装撬钢板坯料11’上的安装孔15。
本发明实施例通过分别下料成型两件安装撬钢板坯料、一件背板、若干K型板和U型筋板，成型的两件安装撬钢板坯料上未切割安装孔；在每件安装撬钢板坯料上装焊K型板；在两件安装撬钢板坯料之间装焊U型筋板；在背板上装焊两件安装撬钢板坯料；在每件安装撬钢板坯料上切割安装孔，得到安装架；在安装架成型后才切割安装撬钢板坯料上的安装孔，控制了细长型零件下料切割后在后续安装架的焊接中的变形问题，极大缩短了安装架成型后的校正工作或无须校正，提高了产品一次性合格率，并保证了安装架的直线度及局部平面度要求。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安装架的装焊方法，其特征在于，所述方法包括：
分别下料成型两件安装撬钢板坯料、一件背板、若干K型板和U型筋板；
在每件所述安装撬钢板坯料上装焊所述K型板；
在两件所述安装撬钢板坯料之间装焊所述U型筋板；
在所述背板上装焊两件所述安装撬钢板坯料；
在每件所述安装撬钢板坯料上切割安装孔，得到所述安装架。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述背板上装焊两件所述安装撬钢板坯料，包括：
以所述背板为基准，装配两件所述安装撬钢板坯料与所述背板；
采用定位焊固定两件所述安装撬钢板坯料与所述背板，得到安装架坯料；
采用第一工装将两件所述安装架坯料按照开口相对的方向合拢装配，使两件所述安装架坯料拼成一个箱型结构；所述第一工装为条形钢板，所述条形钢板的一端与其中一件所述安装架坯料固定，所述条形钢板的另一端与另外一件所述安装架坯料固定；
施焊每件所述安装撬钢板坯料与所述背板之间的焊缝；
拆除所述第一工装，得到两件所述安装架坯料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述施焊每件所述安装撬钢板坯料与所述背板之间的焊缝，包括：
采用自动焊，并以从每件所述安装撬钢板坯料的中间向两边退焊的方法，施焊所述安装撬钢板坯料与所述背板之间的焊缝。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述自动焊采用的焊接电流为210-250A、焊接电压为26-28V、以及焊接速度为40-50cm/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在每件所述安装撬钢板坯料上装焊所述K型板，包括：
将两件所述安装撬钢板坯料叠放在一起，并用第二工装将两件所述安装撬钢板坯料进行夹紧固定，所述安装撬钢板坯料的焊接所述K型板的平面朝外；
在固定后的两件所述安装撬钢板坯料上，焊接每件所述安装撬钢板坯料与所述K型板之间的焊缝；
拆除所述第二工装，得到焊接了所述K型板的两件所述安装撬钢板坯料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述焊接每件所述安装撬钢板坯料与所述K型板之间的焊缝，包括：
焊接每件所述安装撬钢板坯料与所述K型板之间的、除了所述K型板顶部的焊缝之外的焊缝；
所述K型板顶部的焊缝为，所述K型板与所述安装撬钢板坯料之间的焊缝中靠近所述背板的焊缝。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二工装包括：
用于沿所述安装撬钢板坯料的宽度方向夹紧所述安装撬钢板坯料的两件夹板，两件所述夹板的两端设有用于锁紧两件所述夹板的锁紧机构。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二工装的装配位置为，
位于每件所述安装撬钢板坯料上相邻需焊接所述K型板的位置之间，且与所述K型板和每件所述安装撬钢板坯料的焊缝的距离为150-200mm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，成型的所述K型板沿宽度方向留有5-7mm的机械加工余量。
10.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，在所述分别下料成型两件安装撬钢板坯料之后，所述方法还包括：
对成型的两件所述安装撬钢板坯料进行局部校正平面度。
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