CN113319461B - 一种大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，属于焊接技术领域，改变了传统焊接的工序，避免了完工焊接后调形，提高焊接质量，并且有效的控制焊接变形。在分段焊接后焊接防变形支撑，去应力退火之后切除防变形支撑，然后打砂喷漆；具体包括如下步骤：以第一板件为基准，组装电缆槽和第一轴环，将第一轴环和电缆槽定位焊接至第一板件；以第二板件为基准，将第二轴环定位焊接至第二板件；以底板为基准，分别组焊第一板件、第二板件、侧板、顶板、折弯件、立板和筋板，并焊接防变形支撑；消应力退火；切除防变形支撑；打砂喷漆。

Description

一种大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法。

背景技术

柴油机尾气排放的氮氧化物和硫化物是污染大气的主要产物，如何降低柴油机尾气中有害气体的排放是各个主机厂的重中之重的任务。

单一的柴油机燃料柴油不能降低尾气中有害物质的排放，因此，柴油机燃料中加上液化天然气助燃，能有效的降低污染物的排放，而双燃料柴油机是近年来新型的产品。7X82双燃料柴油机供油单元是为主机共轨单元300bar压力提供的动力源泉，进而有效不断的通过伺服油控制主机燃油的喷射和燃烧，对主机的稳定运行提供可靠保障，而供油单元壳体的焊接质量起着决定性的作用。

发明人发现，传统的焊接组装方法，中间轴承环组装后整体焊接，经常出现焊缝探伤不合格，焊接变形严重，焊后调形工时消耗大的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，改变了传统焊接的工序，避免了完工焊接后调形，提高焊接质量，并且有效的控制焊接变形。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的技术方案提供了一种大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，在分段焊接后焊接防变形支撑，去应力退火之后切除防变形支撑，然后打砂喷漆。

进一步的，具体包括如下步骤：

以第一板件为基准，组装电缆槽和第一轴环，将第一轴环和电缆槽定位焊接至第一板件；

以第二板件为基准，将第二轴环定位焊接至第二板件；

以底板为基准，分别组焊第一板件、第二板件、侧板、顶板、折弯件、立板和筋板，并焊接防变形支撑；

消应力退火；

切除防变形支撑；

打砂喷漆。

进一步的，焊接防变形支撑时，采用坡口焊；坡口焊接填充一半后，壳体翻转焊接，直至坡口焊接完全填充。

进一步的，轴环焊缝是圆形焊缝，焊前预热80℃，采用第一、第三象限对称焊接，第二、第四象限对称焊接，使变形得到有效控制。

进一步的，在消应力退火之后，进行UT和MT检验。

进一步的，在切除防变形支撑时，使用氧乙炔火焰将防变形支撑切除。

第二方面，本发明的技术方案还提供了一种防变形支撑，用于对如第一方面所述的大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，包括第一环状件、第二环状件、第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，其中第一支撑杆的两端分别连接第一环状件和第二环状件，第二支撑杆的两端分别连接第一环状件和第二环状件，第三支撑杆的两端用于连接第一板件和第二板件。

上述本发明的技术方案的有益效果如下：

1)使用本发明中公开的焊接方法，相对于传统的中间轴承环组装后整体焊接方案，本实施例中使用防变形支撑作为焊接辅助件，防变形支撑可以有效避免第一板件和第二板件之间的应力集中现象，保证整个壳体形状的稳定，从而进一步避免整体焊接完成之后的调形。

2)本发明中公开的防变形支撑，是考虑到壳体内部的具体形状而做出的设计，防变形支撑的两端环形部分能够有效利用壳体内部的轴环以及孔进行定位，能够节省定位工时，提高焊接效率。

3)本发明中公开的焊接方法，使用防变形支撑进行支撑时，在临时焊接之后使用乙炔火焰拆卸，不影响壳体内部原有空间结构。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的壳体立体示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的第一板件示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的第二板件示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的防变形支撑安装示意图。

图中：1、侧板，2、顶板，3、第一板件组件，4、第二板件组件，5、筋板，6、立板，7、折弯板，8、底板，11、第一板件，12、电线槽，13、第一轴环，21、第二板件，22、第二轴环，31、第一环状件，32、第二环状件，41、第一支撑杆，42、第二支撑杆，43、第三支撑杆。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下实施例之间可以任意组合。

实施例1

本发明的一种典型实施方式中，本实施例公开了一种大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，在分段焊接后在壳体内设置防变形支撑，去应力退火之后拆卸防变形支撑，然后打砂喷漆。

此处需要详细介绍本实施例之中要焊接的对象，其在焊接成型之后为一筒状件，其包括第一板件11、第二板件21、侧板1、顶板2、折弯件、立板6和筋板5，其具体的结构为，第一板件11和第二板件21相对设置，且第一板件11和第二板件21平行了；第一板件11和第二板件21形状相同，两者边缘之间的分别连接有侧板1和顶板2；第一板件11和/或第二板件21的边缘还连接折弯件和立板6，顶板2边缘还连接有筋板5。

在介绍完壳体的具体构造后，可以明确的是，本实施例所公开的方法具体包括如下步骤：

S1、以第一板件11为基准，组装电缆槽12和第一轴环13，将第一轴环13和电缆槽12定位焊接至第一板件11；此步骤中，形成第一板件11组件3；

S2、以第二板件21为基准，将第二轴环22定位焊接至第二板件21；此步骤中，形成第二板件21组件4；

S3、以底板8为基准，分别组焊第一板件11、第二板件21、侧板1、顶板2、折弯件、立板6和筋板5，并焊接防变形支撑；

S4、消应力退火；

S5、切除防变形支撑；

S6、打砂喷漆。

本实施例中，对每个步骤进行编号，以确定步骤的顺序；在其他实施例中，步骤的编号不一定代表其实际操作顺序，例如，在一个实施例中，步骤S1和步骤S2的顺序可以调换；在又一实施例中，步骤S1、步骤S2和步骤S3之间顺序可以任意调换。

上述步骤S3中，组焊的第一板件11、第二板件21实际上为经过步骤S1和步骤S2处理加工过的第一板件11组件3和第二板件21组件4。

焊接防变形支撑时，采用坡口焊；坡口焊接填充一半后，壳体翻转焊接，直至坡口焊接完全填充。

具体的，本实施例中的防变形支撑是用于支撑初步成型的壳体的，该防变形支撑的两端分别与第一板件11和第二板件21接触，以便于在壳体内形成一个固定的支撑体，阻挡第一板件11和第二板件21向内侧挤压，使得第一板件11和第二板件21能够按照预设的方向释放应力，不至于产生明显的形变。

更加具体的，本实施例中采用的坡口焊是在防变形支撑和第一板件11之间或者在防变形支撑和第二板件21之间进行焊接连接的一种具体方式，坡口焊施工前在焊接钢筋端部切口形成坡口，故称为坡口焊，坡口面应平顺，切口边缘不得有裂纹、钝边和缺棱，坡口平焊时，坡口角度宜为55°～65°；坡口立焊时，坡口角度宜为40°～55°。

更加具体的，本实施例中在正式焊接之前先进行定位焊，定位焊是指为装配和固定焊件接头的位置而进行的焊接。定位焊时也应进行预热，其温度与正式焊接温度相同。定位焊的电流比正常焊接的电流大10-15％。定位焊应考虑焊接应力引起的变形，因此定位焊点的选定应合理，不能影响焊接的质量，并保证在焊接过程中，焊缝不致开裂。

在焊接完成后，第一轴环13与第一板件11、第二轴环22与第二板件21之间的焊缝是圆形焊缝，在焊前进行预热，焊接时采用第一象限、第三象限对称焊接，第二象限、第四象限对称焊接。

此处需要对第一象限、第二象限、第三象限和第四象限进行解释，由于轴环的端面呈圆形，因此，其在与第一板件11或第二板件21进行连接时，在保证连接位置准确的前提下还需要保证焊接的稳定性，防止由于不正确的焊接有可能导致的脱焊、漏焊、虚焊，为了便于描述，以轴环端面以其圆心位置为原点，作经过原点的X轴和Y轴，X轴和Y轴垂直，按照笛卡尔坐标系分为四个象限，分别为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限，第一象限～第四象限内均有一段圆心角为90°的管段。

因此也可以说，在第一轴环13与第一板件11、第二轴环22与第二板件21之间焊接时，在其端面采用的对角焊接的方法进行焊接。

在消应力退火之后，进行UT和MT检验。

可以理解的是，进行去应力退火时，金属在一定温度作用下通过内部局部塑性变形(当应力超过该温度下材料的屈服强度时)或局部的弛豫过程(当应力小于该温度下材料的屈服强度时)使残余应力松弛而达到消除的目的。在去应力退火时，工件一般缓慢加热至较低温度(灰口铸铁为500～550℃，钢为500～650℃，有色金属合金冲压件为再结晶开始温度以下)，保持一段时间后，缓慢冷却，以防止产生新的残余应力。

上述退火步骤，是在退火炉中完成的。

打砂喷漆时，将壳体的开口部分进行封堵。

在拆卸防变形支撑时，使用氧乙炔火焰将防变形支撑切除。

使用本实施例中公开的焊接方法，相对于传统的中间轴承环组装后整体焊接方案，本实施例中使用防变形支撑作为焊接辅助件，防变形支撑可以有效避免第一板件11和第二板件21之间的应力集中现象，保证整个壳体形状的稳定，从而进一步避免整体焊接完成之后的调形。

实施例2

本发明的一种典型实施方式中，本实施例公开了一种防变形支撑，用于对如第一方面所述的大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，包括第一环状件31、第二环状件32、第一支撑杆41、第二支撑杆42和第三支撑杆43，其中第一支撑杆41的两端分别连接第一环状件31和第二环状件32，第二支撑杆42的两端分别连接第一环状件31和第二环状件32，第三支撑杆43的两端用于连接第一板件11和第二板件21。

更加具体的，在具体进行设置时，所述第一支撑杆41、第二支撑杆42和所述第三支撑杆43平行，第一环状件31用于与第一轴套进行同轴配对，第二环形件用于与第二轴套进行同轴配对。

在又一实施例中，第一环状件31和第二环状件32的数量不一定为2，也可以为其他非零自然数。

本实施例中的第三支撑杆43，是用于对第一板件11和第二板件21的边缘部分进行支撑的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，其特征在于，分段焊接后在壳体内设置防变形支撑，去应力退火之后拆卸防变形支撑，然后打砂喷漆；

所述壳体的两个相对侧面均设有开孔，所述防变形支撑的两端分别与开孔周缘的壳体内侧连接；所述壳体的两个相对侧面上的开孔分别开设于第一板件和第二板件，两个开孔分别同心连接第一轴环和第二轴环，第一轴环与第一板件、第二轴环与第二板件之间的焊缝是圆形焊缝，以轴环端面以其圆心位置为原点，作经过原点的X轴和Y轴，X轴和Y轴垂直，按照笛卡尔坐标系分为四个象限，分别为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限，第一象限、第二象限、第三象限和第四象限内均有一段圆心角为90°的管段；在焊前进行预热，焊接时采用第一、第三象限对称焊接，第二、第四象限对称焊接；

所述的防变形支撑包括第一环状件、第二环状件、第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，其中第一支撑杆的两端分别连接第一环状件和第二环状件，第二支撑杆的两端分别连接第一环状件和第二环状件，第三支撑杆的两端用于连接第一板件和第二板件。

2.如权利要求1所述的大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，其特征在于，焊接防变形支撑时，采用坡口焊；坡口焊接填充一半后，壳体翻转焊接，直至坡口焊接完全填充。

3.如权利要求1所述的大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，其特征在于，在去应力退火之后，进行UT和MT检验。

4.如权利要求1所述的大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，其特征在于，打砂喷漆时，将壳体的开口部分进行封堵。

5.如权利要求1所述的大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，其特征在于，所述壳体内焊接防变形支撑。

6.如权利要求1所述的大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，其特征在于，在拆卸防变形支撑时，使用氧乙炔火焰将防变形支撑切除。

7.如权利要求1所述的大型船用双燃料柴油机供油单元壳体焊接方法，其特征在于，所述第一支撑杆、第二支撑杆和所述第三支撑杆平行。

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