CN109648250B - 螺旋桨断桨的镶块修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于包括以下步骤：S1：根据螺旋桨断桨缺损部分的形状，制作可用于替代所述缺损部分的新铸件；S2：焊接一个吊耳至铸件的中心平衡点，通过吊耳吊起新铸件至螺旋桨断桨处与之对接；S3：焊接螺旋桨的压力面使新铸件与断桨叶片连接，焊接完毕后将螺旋桨反身，焊接螺旋桨的吸力面。本发明的螺旋桨断桨的镶块修复方法，操作简单，实现了以更短的时间镶块修复螺旋桨断桨，不需要对螺旋桨反复翻身，减少吊车等辅助工种的工作量，同时修复过程中顺应新铸件的自由变形，修复后的螺旋桨质量稳定，不易脱落。
Description
技术领域
本发明涉及修船技术领域，具体涉及螺旋桨断桨的镶块修复方法。
背景技术
船舶在大海里要到达目的地，靠的是螺旋桨的推动，螺旋桨在船舶航行中不可避免地会打到一些异物。如果螺旋桨碰撞到一些硬的浮物就会产生缺损、弯曲变形和裂纹；如果卷入锚链、浮筒或打到礁石等，就会产生弯曲断桨的事故。因此修复海损的螺旋桨是一项重要的工程，其中断桨是修复螺旋桨中最困难的技术，近年来，螺旋桨断桨镶块的修复方法，主要包括以下步骤：
(1)根据螺旋桨断缺的尺寸，制作一块新铸件；
(2)根据新铸件的厚度开两面对称的坡口，与断桨对接时要有一定弧度；
(3)制作胎架，并用夹具固定新铸件，然后对新铸件与断桨进行焊接，预留5～10°度的反变形量；先焊压力面(正面)，焊接完后将螺旋桨翻身再焊吸力面(反面)，当发现新组装的螺旋桨与原有螺旋桨的外轮廓弯曲度不一致的状况时进行热矫正。
现有的修复方法存在以下问题：(1)修复时间长，工作量大，由于修复过程中需要反复频繁翻身，以此来达到两面比较均匀的收缩变形，然而由于船舶的螺旋桨体积都很大，辅助工种(例如起重工、吊车工等)工作量也大，特别是新铸件焊接后变形量无法控制，造成调整螺旋桨外轮廓弯曲度的热矫正工作非常繁重；(2)用夹具固定新铸件可以控制焊接过程中可能的新铸件起翘变形，但同时会使新铸件本身产生内应力，导致以后在航行中产生脱落的质量问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种螺旋桨断桨的镶块修复方法，操作简单，实现了以更短的时间镶块修复螺旋桨断桨，不需要对螺旋桨反复翻身，减少吊车等辅助工种的工作量，同时修复过程中顺应新铸件的自由变形，修复后的螺旋桨质量稳定，不易脱落。
本发明通过以下技术方案实现：
一种螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于，所述螺旋桨断桨的断损处位于螺旋桨叶片的0.75R处，包括以下步骤：
S1：根据螺旋桨断桨缺损部分的形状，制作可用于替代所述缺损部分的新铸件；
S2：焊接一个吊耳至新铸件的中心平衡点，通过吊耳吊起新铸件至螺旋桨断桨处与之对接；在新铸件与螺旋桨断桨对接后，将断桨叶片的坡口开成压力面与吸力面的厚度比为3:1，压力面的坡口角度为30°，吸力面的坡口角度为15°；将新铸件的坡口开成单边坡口，坡口角度为30°；
S3：采用MIG焊接方法，先焊接螺旋桨的压力面使新铸件与断桨叶片连接，焊接完毕后将螺旋桨反身，焊接螺旋桨的吸力面，焊接过程中控制层间温度不超过200℃。
本发明的螺旋桨断桨的镶块修复方法，当新铸件与断桨组装时不需要制作胎架，也无需对新铸件进行夹紧固定，在焊接过程中，可任由其自由变形，避免了现有焊接方法中应力的产生。且通过特定的坡口形式，利于新铸件与断桨叶片的焊接时自由收缩量的变化，可以起到压力面和吸力面的弧位平衡的效果。焊接时可根据螺旋桨母材，选用合适的焊料：如AMPCO-TRODE10，AMPCO-TRODE150，AMPCO-TRODE40，AMPCO-TRODE46等。通过MIG焊接方法及层间温度的控制可以使本发明的焊接更高效、在焊接过程中新铸件的自由变形量最小，且焊接后的新螺旋桨更有质量保证，与原螺旋桨的形状基本一致。
作为一种实施方式，S1制作新铸件的方法是：制作出与原螺旋桨缺损部分形状相同的木模，然后用木模作出铸件模具，利用所述铸件模具铸造新铸件。
作为一种具体实施方式，所述木模的制作方法是：
S11：用木板根据螺旋桨的吸力面的弧度，在木板的一面修整出一个和原螺旋桨缺损部分吸力面相同的吸力面；
S12：根据断桨叶片的厚度，将木板裁剪成比断桨原桨叶厚15mm；
S13：再在木板的另一面根据螺旋桨的压力面的弧度，在木板的反面修整出一个和原螺旋桨缺损部分压力面相同的压力面；
S14：对木板的吸力面、压力面及导边、随边进行修整，形成木模。
该实施方式为木模放样铸造新铸件的方法，通过该方法可以较精确地制作出跟原有螺旋桨缺损部位形状完全相同的新铸件。
作为另一种实施方式，S1中制作新铸件的方法是：选用与原螺旋桨叶片形状相同或近似的铸件，根据待修复断桨叶片的缺损部分打磨成新铸件，或打磨并热矫正成新铸件。这种新铸件制作方法更方便。由于不同类型的船舶就有不同形状的螺旋桨，可以在平时就储备一些与螺旋桨断桨缺损部分形状相同或接近的铸件，对于形状不同的则进行热矫正使之与原螺旋桨断桨缺损部分相同。我们一般选择螺旋桨叶片的0.75R～R部位(即螺旋桨的外端部，其中R表示螺旋桨轴心至桨叶最外侧的距离，参见图1所示)作为储备铸件，且本申请可适用于螺旋桨叶片缺损部位至轴心的距离最小值为0.75R。
优选地，S3中的吸力面的坡口大小按照焊完压力面后的螺旋桨相对于原螺旋桨的形变大小而确定。由于本发明将现有的强制控制变形改变为新铸件在焊接过程中的惯性自由收缩变形，压力面(正面)不附加任何的物件限制变形，在压力面(正面)完全焊好之后才将螺旋桨反身，吸力面(反面)扣槽的坡口根据压力面(正面)变形的大小来开坡口的角度和深度，如过于上翘较多，则吸力面(反面)坡口就开大一点深一点，利用反面的坡口焊接把它拉平，达到符合原桨的形状。
进一步地，所述的螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于：还包括S4：对焊接完毕后的螺旋桨进行热矫正使之与原螺旋桨的形状一致。
作为一种实施方式，所述S1之前还包括S0：将螺旋桨断桨进行抛光打磨，作着色探伤检查，并消除裂纹，如果螺旋桨断桨有变形，则进行热矫正。
进一步地，所述热矫正的方法是：使用丙烷氧气混合气体软性火焰喷枪对矫正部位缓慢均匀加热，同时采用热矫正夹具进行矫正，然后保温到常温。
本发明的螺旋桨断桨的镶块修复方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)新铸件与螺旋桨断桨焊接前，不必制作胎架，也不必将铸件通过夹具固定，节约材料、节约施工现场空间并保持环境简洁；
(2)由于改变了新铸件与螺旋桨断桨的组装方式，不需要预留反变形量，操作更简单；
(3)由于修复方法的改变使螺旋桨反身次数减少，减小辅助工种的工作量，缩短修复时间，避免修复后航行脱落的事故。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是螺旋桨叶片上各部位距离轴心距离的示意图；
图2是本发明的待镶块的新铸件上焊接吊耳后的立体示意图；
图3是本发明中新铸件与螺旋桨断桨叶片焊接时的坡口示意图；
其中：1-螺旋桨断桨叶片，11-压力面，12-吸力面，2-新铸件，3-吊耳。
具体实施方式：
实施例1：
本发明的螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于包括以下步骤：
S1：根据螺旋桨断桨缺损部分的形状，制作可用于替代所述缺损部分的新铸件；
S2：焊接一个吊耳至新铸件的中心平衡点(如图2所示)，用吊车通过吊耳吊起新铸件至螺旋桨断桨处与之对接；
S3：焊接螺旋桨的压力面使新铸件与断桨叶片连接，焊接过程中任其自由变形，焊接完毕后将螺旋桨反身，再焊接螺旋桨的吸力面。
通过上述螺旋桨断桨的镶块修复方法，不必对螺旋桨进行多次反身，即可实现新铸件的镶块焊接修复，且焊接质量稳定，在后期的螺旋桨使用过程中新铸件不易脱落。
作为一种实施方式，S1制作新铸件的方法可以是通过木模放样后再铸造，具体步骤如下：
S11：用木板根据螺旋桨的吸力面的弧度，在木板的一面修整出一个和原螺旋桨缺损部分吸力面相同的吸力面；
S12：根据断桨叶片的厚度，将木板裁剪成比断桨原桨叶厚15mm；
S13：再在木板的另一面根据螺旋桨的压力面的弧度，在木板的反面修整出一个和原螺旋桨缺损部分压力面相同的压力面；
S14：对木板的吸力面、压力面及导边、随边进行修整，形成木模。
然后用木模作出铸件模具，利用所述铸件模具铸造新铸件。
通过上述铸造方法可以较精确地制作出跟原有螺旋桨缺损部位形状完全相同的新铸件。
作为另一种实施方式，S1中制作新铸件的方法还可以是：在螺旋桨断桨之前就储备多种不同的具有与原螺旋桨叶片形状相同的铸件，待有螺旋桨需要修复时，根据待修复断桨叶片的缺损部分将打磨成新铸件，如果形状与断桨缺损部分不一致的，再进行热矫正。这种新铸件制作方法更方便。
作为一种优选实施方式，如图3所示，S2还可以包括：在新铸件与螺旋桨断桨对接后，将断桨叶片的坡口开成压力面与吸力面的厚度比为3:1，压力面的坡口角度为30°，吸力面的坡口角度为15°；将新铸件的坡口开成单边坡口，坡口角度为30°。
作为一种优选实施方式，S2中新铸件与断桨叶片的焊接可采用MIG焊接方法，焊接过程中控制层间温度不超过200℃。这种优选焊接方法可以使本发明的焊接更高效、在焊接过程中新铸件的自由变形量最小，且焊接后的新螺旋桨更有质量保证，与原螺旋桨的形状基本一致，使本发明的修复方法不需要多次反身即可完成。
作为一种优选实施方式，S3中的吸力面的坡口大小可按照焊完压力面后的螺旋桨相对于原螺旋桨的形变大小而确定。如果压力面焊接完毕后，新铸件上翘较多，则吸力面(反面)坡口就开大一点深一点，利用反面的坡口焊接把它拉平，达到符合原桨的形状。
作为一种优选实施方式，所述的螺旋桨断桨的镶块修复方法还可包括S4：对焊接完毕后的螺旋桨进行热矫正使之与原螺旋桨的形状一致。
作为一种实施方式，在所述S1之前还可包括S0：将螺旋桨断桨进行抛光打磨，作着色探伤检查，并消除裂纹，如果螺旋桨断桨有变形，则进行热矫正。即在修复之前进一步保障断桨叶片的形状与原桨相同，以此为基础再进行焊接时更有力保证焊接完成后的螺旋桨与原螺旋桨的形状一致，不需再作多次热矫正或反身。
作为一种实施方式，所述热矫正的方法是：使用丙烷氧气混合气体软性火焰喷枪对矫正部位缓慢均匀加热，同时采用热矫正夹具进行矫正，然后保温到常温。当然，在其他实施方式中也可采用本领域熟知的任何方法来达到热矫正目的。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于，所述螺旋桨断桨的断损处位于螺旋桨叶片的0.75R处，包括以下步骤：
S1：根据螺旋桨断桨缺损部分的形状，制作可用于替代所述缺损部分的新铸件；
S2：焊接一个吊耳至铸件的中心平衡点，通过吊耳吊起新铸件至螺旋桨断桨处与之对接；在新铸件与螺旋桨断桨对接后，将断桨叶片的坡口开成压力面与吸力面的厚度比为3:1，压力面的坡口角度为30°，吸力面的坡口角度为15°；将新铸件的坡口开成单边坡口，坡口角度为30°；
S3：采用MIG焊接方法，先焊接螺旋桨的压力面使新铸件与断桨叶片连接，焊接完毕后将螺旋桨反身，焊接螺旋桨的吸力面，焊接过程中控制层间温度不超过200℃。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于，S1中制作新铸件的方法是：制作出与原螺旋桨缺损部分形状相同的木模，然后用木模作出铸件模具，利用所述铸件模具铸造新铸件。
3.根据权利要求2所述的螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于，所述木模的制作方法是：
S11：用木板根据螺旋桨的吸力面的弧度，在木板的一面修整出一个和原螺旋桨缺损部分吸力面相同的吸力面；
S12：根据断桨叶片的厚度，将木板裁剪成比断桨原桨叶厚15mm；
S13：再在木板的另一面根据螺旋桨的压力面的弧度，在木板的反面修整出一个和原螺旋桨缺损部分压力面相同的压力面；
S14：对木板的吸力面、压力面及导边、随边进行修整，形成木模。
4.根据权利要求1所述的螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于，S1中制作新铸件的方法是：选用与原螺旋桨叶片形状相同或近似的铸件，根据待修复断桨叶片的缺损部分打磨成新铸件，或打磨并热矫正成新铸件。
5.根据权利要求1所述的螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于：S3中的吸力面的坡口大小按照焊完压力面后的螺旋桨相对于原螺旋桨的形变大小而确定。
6.根据权利要求1所述的螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于：还包括S4：对焊接完毕后的螺旋桨进行热矫正使之与原螺旋桨的形状一致。
7.根据权利要求1所述的螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于，所述S1之前还包括S0：将螺旋桨断桨进行抛光打磨，作着色探伤检查，并消除裂纹，如果螺旋桨断桨有变形，则进行热矫正。
8.根据权利要求4或6或7所述的螺旋桨断桨的镶块修复方法，其特征在于：所述热矫正的方法是：使用丙烷氧气混合气体软性火焰喷枪对矫正部位缓慢均匀加热，同时采用热矫正夹具进行矫正，然后保温到常温。
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