CN112872641A - 一种板拼焊装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板拼焊装置及方法，涉及船舶制造技术领域。该板拼焊装置包括：支撑框架，包括多个立柱和多个横梁，多个立柱成多排分布，每一排中的多个立柱间均分别通过一个横梁连接固定，待拼焊板能够放置于立柱的顶部；活动连接件，活动连接件设有多个且分别与多个立柱一一对应设置，在相邻两排立柱中的相邻两个立柱间，其中一个立柱上的活动连接件能够转动搭接至另一个立柱上以对立柱顶部的待拼焊板进行支撑。本发明能够实现对待拼焊板的稳固支撑，从而减少板分段制造中易出现的焊接变形，减少了后期火工矫正和换板的情况，提高了待拼焊板分段建造质量。

Description

一种板拼焊装置及方法

技术领域

本发明涉及船舶制造技术领域，尤其涉及一种板拼焊装置及方法。

背景技术

目前，在客滚船、散货船、油船等船舶上建区域薄板分段制作阶段，主要采用框架式胎架和立柱式胎架进行板分段制作，框架式胎架由于缺少支撑其更适用于中厚板上胎分段制造以减少焊接变形。立柱式胎架支柱布置间距通常为1000mm×1000mm，主要适用于平面或曲面等中厚板上胎分段制造。上述两种方式应用于薄板分段制造中均会由于胎架的密度和强度不足，导致薄板分段制造中易出现焊接变形，降低薄板分段的建造质量。

基于此，亟需一种板拼焊装置及方法，用以解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种板拼焊装置及方法，能够实现对待拼焊板的稳固支撑，从而减少板分段制造中易出现的焊接变形，提高板分段建造质量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种板拼焊装置，包括：

支撑框架，包括多个立柱和多个横梁，多个所述立柱成多排分布，每一排中的多个所述立柱间均分别通过一个所述横梁连接固定，待拼焊板能够放置于所述立柱的顶部；

活动连接件，所述活动连接件设有多个且分别与多个所述立柱一一对应设置，在相邻两排所述立柱中的相邻两个所述立柱间，其中一个所述立柱上的所述活动连接件能够转动搭接至另一个所述立柱上以对所述立柱顶部的所述待拼焊板进行支撑。

作为一种板拼焊装置优选的技术方案，所述活动连接件上开设有让位缺口，所述活动连接件包括第一连接件和第二连接件，相邻两个所述待拼焊板的对接焊缝与所述第一连接件上的让位缺口对应连通，所述第二连接件上背离所述让位缺口的一侧与所述待拼焊板抵接。

作为一种板拼焊装置优选的技术方案，所述板拼焊装置还包括陶瓷衬垫，所述陶瓷衬垫设置于所述对接焊缝的底部且位于所述第一连接件上的让位缺口内。

作为一种板拼焊装置优选的技术方案，所述陶瓷衬垫上设有与所述对接焊缝对应连通的弧形焊槽，所述对接焊缝的横截面形状为锥形且所述对接焊缝连通所述弧形焊槽一端的宽度小于所述对接焊缝远离所述弧形焊槽一端的宽度。

作为一种板拼焊装置优选的技术方案，所述立柱上设有旋转固定支点和搭接固定支点，所述活动连接件可转动连接于所述旋转固定支点处，且所述活动连接件能够沿所述旋转固定支点转动以使所述活动连接件远离所述旋转固定支点的一端搭接于与其相邻的所述立柱上的搭接固定支点上。

作为一种板拼焊装置优选的技术方案，所述活动连接件上设有条形通孔，所述旋转固定支点为旋转支柱，所述搭接固定支点为搭接支柱，所述活动连接件通过所述条形通孔套接于所述旋转支柱和所述搭接支柱的外周。

作为一种板拼焊装置优选的技术方案，相邻两排所述立柱之间以及每排中相邻两个所述立柱间的间距均设为500mm-600mm。

作为一种板拼焊装置优选的技术方案，所述待拼焊板远离所述支撑框架的一侧焊接有多个球扁钢纵骨，多个所述球扁钢纵骨与多个所述立柱一一对应设置。

作为一种板拼焊装置优选的技术方案，所述横梁的顶部与所述立柱的顶部齐平。

本发明还提供了一种板拼焊方法，其采用如上所述的板拼焊装置，包括如下步骤：

S1、将多个立柱成多排分布，相邻两排所述立柱之间以及每排中相邻两个所述立柱间的间距均设为600mm，每一排中的多个所述立柱间均分别通过一个横梁连接固定以形成支撑框架；

S2、将活动连接件可转动连接于所述立柱上的旋转固定支点处，且所述活动连接件能够沿所述旋转固定支点转动以使所述活动连接件远离所述旋转固定支点的一端搭接于与其相邻的所述立柱上的搭接固定支点上；

S3、预估相邻两个所述待拼焊板的对接焊缝的位置并转动所述活动连接件，使所述对接焊缝与第一连接件上的让位缺口对应连通、第二连接件上背离让位缺口的一侧与所述立柱的顶部平齐；

S4、将所述待拼焊板吊装至所述立柱上方并放置于所述立柱的顶部和所述第二连接件上，使所述对接焊缝与所述第一连接件上的让位缺口对应连通；

S5、将陶瓷衬垫放置于所述对接焊缝的底部且位于所述第一连接件上的让位缺口内，将所述对接焊缝焊接固定；

S6、在所述立柱的顶部对应的所述待拼焊板上焊接球扁钢纵骨。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种板拼焊装置及方法，通过设置支撑框架，支撑框架包括多个立柱和多个横梁，多个立柱成多排分布，每一排中的多个立柱间均分别通过一个横梁连接固定，待拼焊板能够放置于立柱的顶部，以提高支撑框架的连接稳定性。

进一步设置多个活动连接件，多个活动连接件与多个立柱一一对应设置，且在相邻两排立柱中的相邻两个立柱间，其中一个立柱上的活动连接件能够转动搭接至另一个立柱上以对立柱顶部的待拼焊板进行支撑。

本发明通过横梁与活动连接件的共同作用既增强了板拼焊装置的整体强度和支撑密度，又通过活动连接件增大了待拼焊板与板拼焊装置的接触面积，实现对待拼焊板的稳固支撑，从而能够减少板分段制造中易出现的焊接变形，减少了后期火工矫正和换板的情况，提高了待拼焊板分段建造质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的板拼焊装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的板拼焊装置中活动连接件的整体结构示意图；

图3是本发明实施例提供的板拼焊装置中活动连接件与立柱配合的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的板拼焊装置中第一连接件、第二连接件与立柱装配的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的板拼焊装置的使用状态结构示意图一；

图6是本发明实施例提供的板拼焊装置的使用状态结构示意图二。

图中：

10、待拼焊板；101、对接焊缝；20、球扁钢纵骨；

1、支撑框架；11、立柱；111、旋转固定支点；112、搭接固定支点；12、横梁；

2、活动连接件；21、第一连接件；22、第二连接件；211、条形通孔；212、让位缺口；

3、陶瓷衬垫；31、弧形焊槽。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例中的待拼焊板10为船舶上建区域的薄板，由于该薄板分段拼焊制作阶段易出现焊接变形，出现后期火工矫正和换板的情况，影响建造质量，基于此，本发明特提出一种板拼焊装置，该板拼焊装置既适用于薄板的建造也适用于中厚板及厚板的建造，通用性强，下面对该板拼焊装置进行详细介绍。

本发明实施例提供了一种板拼焊装置，如图1-图6所示，该板拼焊装置包括支撑框架1和活动连接件2，支撑框架1与活动连接件2连接。可选地，支撑框架1包括多个立柱11和多个横梁12，多个立柱11成多排分布，每一排中的多个立柱11间均分别通过一个横梁12连接固定，待拼焊板10能够放置于立柱11的顶部。活动连接件2设有多个且分别与多个立柱11一一对应设置，在相邻两排立柱11中的相邻两个立柱11间，其中一个立柱11上的活动连接件2能够转动搭接至另一个立柱11上以对立柱11顶部的待拼焊板10进行支撑。

本发明通过设置支撑框架1，支撑框架1包括多个立柱11和多个横梁12，多个立柱11成多排分布，每一排中的多个立柱11间均分别通过一个横梁12连接固定，待拼焊板10能够放置于立柱11的顶部，以提高支撑框架1的连接稳定性。

进一步设置多个活动连接件2，多个活动连接件2与多个立柱11一一对应设置，且在相邻两排立柱11中的相邻两个立柱11间，其中一个立柱11上的活动连接件2能够转动搭接至另一个立柱11上以对立柱11顶部的待拼焊板10进行支撑。

整体而言，通过横梁12与活动连接件2的共同作用既增强了板拼焊装置的整体强度和支撑密度，又通过活动连接件2增大了待拼焊板10与板拼焊装置的接触面积，实现对待拼焊板10的稳固支撑，从而能够减少板分段制造中易出现的焊接变形，减少了后期火工矫正和换板的情况，提高了待拼焊板10分段建造质量。

可选地，如图1所示，多排立柱11间等间隔设置，每排立柱11中的多个立柱11也成等间隔分布，以此形成矩形结构的支撑框架1。可选地，相邻两排立柱11之间以及每排中相邻两个立柱11间的间距均设为500mm-600mm。相比于现有立柱11间距在1000mm，本发明能够增加支撑框架1的立柱11设置密度，进一步提高支撑强度。于本实施例中，相邻两排立柱11之间以及每排中相邻两个立柱11间的间距均设为600mm，在其他实施例中，也可将相邻两排立柱11之间以及每排中相邻两个立柱11间的间距均设为500mm、550mm等等，不以本实施例为限。

如图3所示，进一步地，立柱11上设有旋转固定支点111和搭接固定支点112以便于活动连接件2的旋转连接和搭接。具体地，旋转固定支点111为旋转支柱，搭接固定支点112为搭接支柱。

如图1所示，横梁12用于将每排间的多个立柱11连接固定以提高整个支撑框架1的结构稳定性。于本实施例中，横梁12的顶部与立柱11的顶部齐平，待拼焊板10能够放置于立柱11的顶部和横梁12的顶部上，在提高整个支撑框架1的结构稳定性的同时还能对待拼焊板10进行支撑。

如图3所示，活动连接件2可转动连接于旋转固定支点111处，且活动连接件2能够沿旋转固定支点111转动以使活动连接件2远离旋转固定支点111的一端搭接于与其相邻的立柱11上的搭接固定支点112上。可选地，活动连接件2上设有条形通孔211，活动连接件2通过条形通孔211套接于旋转支柱和搭接支柱的外周增强支撑框架1的强度以及实现对待拼焊板10的支撑。

进一步地，如图3-图5所示，上述活动连接件2上还开设有让位缺口212，活动连接件2包括第一连接件21和第二连接件22，相邻两个待拼焊板10的对接焊缝101与第一连接件21上的让位缺口212对应连通，第二连接件22上背离让位缺口212的一侧与待拼焊板10抵接。以此设置，在待拼焊板10吊装前，通过预估相邻两个待拼焊板10的对接焊缝101的位置转动活动连接件2，使对接焊缝101与第一连接件21上的让位缺口212对应连通、第二连接件22上背离让位缺口212的一侧与待拼焊板10抵接，既便于对接焊缝101的焊接固定工作，又能通过第二连接件22进一步对待拼焊板10支撑固定，减少焊接变形，同时可以极大地减少火工矫正量和换板量，提高板分段建造质量，缩短建造周期。整体来说，用户可根据对接焊缝101的位置调整第一连接件21和第二连接件22的安装方向即可满足待拼焊板10的对接焊缝101的焊接需求，即对接焊缝101位置可以任意布置，不再受支撑框架1位置的影响，减少了对接焊缝101在整个板拼焊装置上的放置位置的限制因素，提高了装置的适应性。

进一步地，上述板拼焊装置还包括陶瓷衬垫3，陶瓷衬垫3设置于对接焊缝101的底部且位于第一连接件21上的让位缺口212内。以此既能够提高对接焊缝101的焊接平整度又能避免第一连接件21与待拼焊板10焊接在一起。

可选地，陶瓷衬垫3上设有与对接焊缝101对应连通的弧形焊槽31，对接焊缝101为锥形且对接焊缝101连通弧形焊槽31一端的宽度小于对接焊缝101远离弧形焊槽31一端的宽度。焊接时，采用埋弧焊或CO₂半自动焊将焊液填焊至锥形的对接焊缝101以及弧形焊槽31内实现相邻两个待拼焊板10的焊接固定。

进一步地，如图6所示，上述待拼焊板10远离支撑框架1的一侧焊接有多个球扁钢纵骨20以增强待拼焊板10的结构强度，多个球扁钢纵骨20与多个立柱11一一对应设置，以此使球扁钢纵骨20与刚性较好的立柱11对应设置，减少球扁钢纵骨20与待拼焊板10焊接时由于支撑不足导致的角变形和波浪变形，提高焊接质量及效率。

本发明实施例还提供了一种板拼焊方法，采用如上所述的板拼焊装置，包括如下步骤：

S1、将多个立柱11成多排分布，相邻两排立柱11之间以及每排中相邻两个立柱11间的间距均设为600mm，每一排中的多个立柱11间均分别通过一个横梁12连接固定以形成支撑框架1；

S2、将活动连接件2可转动连接于立柱11上的旋转固定支点111处，且活动连接件2能够沿旋转固定支点111转动以使活动连接件2远离旋转固定支点111的一端搭接于与其相邻的立柱11上的搭接固定支点112上；

S3、预估相邻两个待拼焊板10的对接焊缝101的位置并转动活动连接件2，使对接焊缝101与第一连接件21上的让位缺口212对应连通、第二连接件22上背离让位缺口212的一侧与立柱11的顶部平齐；

S4、将待拼焊板10吊装至立柱11上方并放置于立柱11的顶部和第二连接件22上，使对接焊缝101与第一连接件21上的让位缺口212对应连通；

S5、将陶瓷衬垫3放置于对接焊缝101的底部且位于第一连接件21上的让位缺口212内，将对接焊缝101填焊固定；

S6、在立柱11顶部对应的待拼焊板10上焊接球扁钢纵骨20。

其中，在步骤S1中，通过横梁12将每一排中的多个立柱11连接固定增强了支撑框架1的整体连接强度。可选地，横梁12的顶部与立柱11的顶部齐平以对待拼焊板10进行支撑。进一步地，相邻两排立柱11之间以及每排中相邻两个立柱11间的间距均设为600mm，相比于现有立柱11间距在1000mm，本发明能够增加支撑框架1的立柱11设置密度，进一步提高支撑强度。在其他实施例中，也可将相邻两排立柱11之间以及每排中相邻两个立柱11间的间距均设为500mm、550mm等等，不以本实施例为限。

其中，在步骤S2中，旋转固定支点111为旋转支柱，搭接固定支点112为搭接支柱，活动连接件2上设有条形通孔211，活动连接件2通过条形通孔211套接于旋转支柱和搭接支柱的外周增强支撑框架1的强度以及实现对待拼焊板10的支撑。其中，在步骤S3中，活动连接件2上还开设有让位缺口212，活动连接件2包括第一连接件21和第二连接件22，相邻两个待拼焊板10的对接焊缝101与第一连接件21上的让位缺口212对应连通，第二连接件22上背离让位缺口212的一侧与立柱11的顶部平齐。以此设置，在待拼焊板10吊装前，通过预估相邻两个待拼焊板10的对接焊缝101的位置转动活动连接件2，使对接焊缝101与第一连接件21上的让位缺口212对应连通、第二连接件22上背离让位缺口212的一侧与待拼焊板10抵接，既便于对接焊缝101的焊接固定工作，又能通过第二连接件22进一步对待拼焊板10支撑固定，减少焊接变形，同时可以极大地减少火工矫正量和换板量，提高板分段建造质量，缩短建造周期。

其中，在步骤S4中，采用吊机将待拼焊板10吊装至立柱11上方并放置于立柱11的顶部、第二连接件22上和横梁12的顶部，使对接焊缝101与第一连接件21上的让位缺口212对应连通，既通过立柱11、第二连接件22和横梁12三者对待拼焊板10进行稳定支撑，又能通过第一连接件21上的让位缺口212对对接焊缝101进行焊接。

其中，在步骤S5中，陶瓷衬垫3上设有与对接焊缝101对应连通的弧形焊槽31，对接焊缝101为锥形且对接焊缝101连通弧形焊槽31一端的宽度小于对接焊缝101远离弧形焊槽31一端的宽度。焊接时，采用埋弧焊或CO₂半自动焊将焊液填焊至锥形的对接焊缝101以及弧形焊槽31内实现相邻两个待拼焊板10的焊接固定。

其中，在步骤S6中，通过将球扁钢纵骨20焊接至立柱11顶部对应的待拼焊板10上，以使球扁钢纵骨20与刚性较好的立柱11对应设置，减少球扁钢纵骨20与待拼焊板10焊接时由于支撑不足导致的角变形和波浪变形，提高焊接质量及效率。

综上，本发明实施例提供的一种板拼焊装置及方法，通过设置支撑框架1，支撑框架1包括多个立柱11和多个横梁12，多个立柱11成多排分布，每一排中的多个立柱11间均分别通过一个横梁12连接固定，待拼焊板10能够放置于立柱11的顶部，以提高支撑框架1的连接稳定性。

进一步设置多个活动连接件2，多个活动连接件2与多个立柱11一一对应设置，且在相邻两排立柱11中的相邻两个立柱11间，其中一个立柱11上的活动连接件2能够转动搭接至另一个立柱11上以对立柱11顶部的待拼焊板10进行支撑。

整体来看，通过横梁12与活动连接件2的共同作用既增强了板拼焊装置的整体强度和支撑密度，又通过活动连接件2增大了待拼焊板10与板拼焊装置的接触面积，实现对待拼焊板10的稳固支撑，从而能够减少板分段制造中易出现的焊接变形，提高板分段建造质量。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种板拼焊装置，其特征在于，包括：

支撑框架(1)，包括多个立柱(11)和多个横梁(12)，多个所述立柱(11)成多排分布，每一排中的多个所述立柱(11)间均分别通过一个所述横梁(12)连接固定，待拼焊板(10)能够放置于所述立柱(11)的顶部；

活动连接件(2)，所述活动连接件(2)设有多个且分别与多个所述立柱(11)一一对应设置，在相邻两排所述立柱(11)中的相邻两个所述立柱(11)间，其中一个所述立柱(11)上的所述活动连接件(2)能够转动搭接至另一个所述立柱(11)上以对所述立柱(11)顶部的所述待拼焊板(10)进行支撑。

2.根据权利要求1所述的板拼焊装置，其特征在于，所述活动连接件(2)上开设有让位缺口(212)，所述活动连接件(2)包括第一连接件(21)和第二连接件(22)，相邻两个所述待拼焊板(10)的对接焊缝(101)与所述第一连接件(21)上的让位缺口(212)对应连通，所述第二连接件(22)上背离所述让位缺口(212)的一侧与所述待拼焊板(10)抵接。

3.根据权利要求2所述的板拼焊装置，其特征在于，所述板拼焊装置还包括陶瓷衬垫(3)，所述陶瓷衬垫(3)设置于所述对接焊缝(101)的底部且位于所述第一连接件(21)上的让位缺口(212)内。

4.根据权利要求3所述的板拼焊装置，其特征在于，所述陶瓷衬垫(3)上设有与所述对接焊缝(101)对应连通的弧形焊槽(31)，所述对接焊缝(101)的横截面形状为锥形且所述对接焊缝(101)连通所述弧形焊槽(31)一端的宽度小于所述对接焊缝(101)远离所述弧形焊槽(31)一端的宽度。

5.根据权利要求1所述的板拼焊装置，其特征在于，所述立柱(11)上设有旋转固定支点(111)和搭接固定支点(112)，所述活动连接件(2)可转动连接于所述旋转固定支点(111)处，且所述活动连接件(2)能够沿所述旋转固定支点(111)转动以使所述活动连接件(2)远离所述旋转固定支点(111)的一端搭接于与其相邻的所述立柱(11)上的搭接固定支点(112)上。

6.根据权利要求5所述的板拼焊装置，其特征在于，所述活动连接件(2)上设有条形通孔(211)，所述旋转固定支点(111)为旋转支柱，所述搭接固定支点(112)为搭接支柱，所述活动连接件(2)通过所述条形通孔(211)套接于所述旋转支柱和所述搭接支柱的外周。

7.根据权利要求1-6任一项所述的板拼焊装置，其特征在于，相邻两排所述立柱(11)之间以及每排中相邻两个所述立柱(11)间的间距均设为500mm-600mm。

8.根据权利要求1-6任一项所述的板拼焊装置，其特征在于，所述待拼焊板(10)远离所述支撑框架(1)的一侧焊接有多个球扁钢纵骨(20)，多个所述球扁钢纵骨(20)与多个所述立柱(11)一一对应设置。

9.根据权利要求1-6任一项所述的板拼焊装置，其特征在于，所述横梁(12)的顶部与所述立柱(11)的顶部齐平。

10.一种板拼焊方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的板拼焊装置，包括如下步骤：

S1、将多个立柱(11)成多排分布，相邻两排所述立柱(11)之间以及每排中相邻两个所述立柱(11)间的间距均设为600mm，每一排中的多个所述立柱(11)间均分别通过一个横梁(12)连接固定以形成支撑框架(1)；

S2、将活动连接件(2)可转动连接于所述立柱(11)上的旋转固定支点(111)处，且所述活动连接件(2)能够沿所述旋转固定支点(111)转动以使所述活动连接件(2)远离所述旋转固定支点(111)的一端搭接于与其相邻的所述立柱(11)上的搭接固定支点(112)上；

S3、预估相邻两个所述待拼焊板(10)的对接焊缝(101)的位置并转动所述活动连接件(2)，使所述对接焊缝(101)与第一连接件(21)上的让位缺口(212)对应连通、第二连接件(22)上背离让位缺口(212)的一侧与所述立柱(11)的顶部平齐；

S4、将所述待拼焊板(10)吊装至所述立柱(11)上方并放置于所述立柱(11)的顶部和所述第二连接件(22)上，使所述对接焊缝(101)与所述第一连接件(21)上的让位缺口(212)对应连通；

S5、将陶瓷衬垫(3)放置于所述对接焊缝(101)的底部且位于所述第一连接件(21)上的让位缺口(212)内，将所述对接焊缝(101)焊接固定；

S6、在所述立柱(11)的顶部对应的所述待拼焊板(10)上焊接球扁钢纵骨(20)。

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