CN113369650B - 一种低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，包括如下步骤：(1)利用NX三维软件将直筒体和内壁45°切割线展开；(2)直筒体立式状态装防变形支撑；(3)直筒体卧式状态内壁45°切割线放样；(4)直筒体分区域变角度切割；(5)直筒体切割过程中时时焊接防失稳马板；(6)45°斜切完成后防失稳措施。本发明可用于厚度在80mm以下奥氏体不锈钢圆筒体45°切割；该方法具有方法简单、切割效率高、通用性强、操作容易、切割质量好等特点，解决了低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切质量控制的难题。

Description

一种低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法

技术领域

本申请涉及风洞领域，尤其涉及一种低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法。

背景技术

自风洞问世以来，应用风洞技术进行空气动力研究和飞行器研制获得了重大进展，其作用也日趋显著。但随着试验对象(如飞行器)日益大型化，常规风洞试验面临一些严峻挑战，其中最重要的就是常规风洞无法在全尺寸雷诺数内进行试验，而高雷诺数风洞试验是实现飞行器气动力精细设计和飞行性能准确预测的前提和保证，低温风洞就是为解决这一问题诞生并发展起来的。低温风洞都需要设计拐角段，拐角段能实现气流90°转向，由45°入口筒体、椭圆环、45°出口筒体组成。45°入口、出口筒体由拐角段直筒体45°斜切获得，如何保证直筒体45°斜切质量是确保拐角段制作精度的关键因素。

常规风洞采用碳钢制作，通常在直筒体二侧架设龙门轨道并于轨道上方架设火焰切割机，而直筒体放置于滚轮架上，通过调整滚轮架线速度与切割机行走速度同步从而实现45°斜切。该方法需要制作龙门轨道和工装，直筒体尺寸越大，相应的龙门轨道和工装费用越高，且直筒体切割后由于摩擦力变化需要时时调整滚轮架线速度保证同步切割，过程繁琐，难以满足低温风洞大型化发展的趋势。

直筒体45°斜切面为椭圆截面，截面厚度从t₀～(2^(1/2))×t₀～t₀～(2^(1/2))×t₀～t₀连续变化，因此切割过程中需要时时调整切割角度，难度较大，奥氏体不锈钢无法采用火焰切割，进一步增加了切割难度。

发明内容

本申请的目的之一在于提供一种低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，旨在改善现有的风洞拐角段斜切难度大的问题。

本申请的技术方案是：

一种低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，包括以下步骤：

步骤一，将直筒体和所述直筒体的内壁的45°切割线进行展开：利用三维软件将所述直筒体和所述直筒体的内壁的45°切割线钣金展开，并转化为CAD展开图；顺着低温风洞的气流方向，将卧式状态的所述直筒体的最低点定为0°，最高点定为180°，并将卧式状态的所述直筒体的四条轴线沿顺时针方向旋转；将所述直筒体在立式状态下的内壁和外壁的四条轴线分别画出，并标记出所述直筒体的内壁的四条轴线与所述直筒体的内壁45°切割线的交点；

步骤二，对在立式状态下的所述直筒体安装防变形支撑组件：所述防变形支撑组件包括两组椭圆支撑结构和两个米字形支撑结构；两组所述椭圆支撑结构分别与所述直筒体的内壁的45°切割线所在的椭圆面的上下两侧相间设置，且每组所述椭圆支撑结构的两端分别倾斜地设置于所述直筒体的相对内壁上；所述椭圆支撑结构与所述直筒体的内壁45°切割线相平行，且与所述直筒体的内壁的45°切割线之间的垂直距离为400～500mm；两个所述米字形支撑结构分别布置在靠近所述直筒体的顶底端口的内壁上，且每个所述米字形支撑结构与所述直筒体的相对应的端口的垂直距离为80～120mm；

步骤三，对所述直筒体的内壁45°切割线进行放样：将所述直筒体放置于滚轮架上，所述滚轮架的其中一组转胎位于靠近所述直筒体的45°入口筒体的短边处，另外一组转胎与所述直筒体的端口的距离为所述直筒体长度的1/3；将所述直筒体的0°轴线滚动到最低点，按照CAD展开图进行放样，并利用“三点画弧”原理将各放样点连成内壁45°切割线；

步骤四，对所述直筒体进行分区域变角度切割：根据所述直筒体的45°斜切椭圆截面厚度从t₀到t或从t到t₀变化，每增加或减小1～3mm处为分割线，将所述直筒体的内壁45°切割线分成n种角度共(n-1)×4段进行切割；靠近所述直筒体的45°斜切椭圆截面的短轴处的切割角度为θ₁/2，靠近所述直筒体的椭圆截面长轴处切割角度为(θ_n-1+45°)/2，其余分段处由靠近所述直筒体的45°斜切椭圆截面的短轴处向靠近所述直筒体的椭圆截面长轴方向处的切割角度为(θ₁+θ₂)/2、(θ₂+θ₃)/2……(θ_n-1+θ_n-2)/2；由所述直筒体的0°轴线至180°轴线区域切割时，用于切割的割炬朝向所述直筒体的45°入口筒体方向；由所述直筒体的180°轴线至0°轴线区域切割时，所述割炬朝向所述直筒体的45°出口筒体方向；

步骤五，在所述直筒体上焊接防失稳马板：对所述直筒体45°斜切时焊接六块所述防失稳马板，且所述直筒体上在待焊接所述防失稳马板的位置处完成切割后，立即焊接所述防失稳马板；其中四块所述防失稳马板分别布置于两组所述转胎与所述直筒体的内壁45°切割线相交处，且靠近270°轴线处的两块所述防失稳马板焊接在所述直筒体的内壁上，靠近90°轴线处的两块所述防失稳马板焊接在所述直筒体外壁上；其余两块所述防失稳马板分别布置于0°轴线和180°轴线处，且焊接于所述直筒体的内壁上；

步骤六，对所述直筒体采取防失稳措施：在所述直筒体进行45°斜切完成后，在所述45°出口筒体的90°轴线的相对两外侧壁上焊接吊耳，并在所述吊耳中穿入钢丝绳，将所述钢丝绳挂在门式起重机的吊钩上；利用所述滚轮架将所述直筒体转动90°，使所述直筒体的270°轴线位于最低点处，并在所述直筒体的45°入口筒体的270°轴线处布置防失稳托座，最后将六块所述防失稳马板移除。

作为本申请的一种技术方案，在步骤二中，每组所述椭圆支撑结构均由一根长钢管和三组短钢管组成；所述长钢管倾斜地安装于所述直筒体的相对内壁上，且与所述直筒体的内壁的椭圆形的45°切割线的长轴相平行；三组所述短钢管设置于所述长钢管上并将所述长钢管分割为等距的四段，且每组所述短钢管与所述直筒体的内壁的椭圆形的45°切割线的短轴相平行；每组所述短钢管均由上钢管和下钢管组成，所述上钢管和所述下钢管分别垂直地焊接于所述长钢管的相对两外侧上，且所述上钢管与所述下钢管同轴设置。

作为本申请的一种技术方案，在步骤二中，所述米字形支撑结构由六根连接钢管和圆钢板组成，六根所述连接钢管的一端间距相同地分布于所述直筒体的内周壁上，另一端连接汇聚于所述圆钢板的外周壁上；其中两根连接钢管布置在所述直筒体的90°轴线和270°轴线处。

作为本申请的一种技术方案，在步骤二中，所述椭圆支撑结构的端部均通过小连接板与所述直筒体的内壁相连接；所述米字形支撑结构的端部通过大连接板与所述直筒体的内壁连接，且所述大连接板分别布置在所述直筒体的45°入口筒体的短边自由端部处、所述直筒体的45°出口筒体短边自由端部处，且所述大连接板的弦长≥1m。

作为本申请的一种技术方案，在步骤四中，所述直筒体45°斜切采用手持等离子切割机进行切割，所述手持等离子切割机采用600A电源；将所述割炬安装在火焰切割小车上，并将所述火焰切割小车放置于所述直筒体的内壁上；切割前，将所述割炬对准所述直筒体的内壁的45°切割线，并根据切割分段调整到相对应的切割角度；切割时，由切割工人根据所述直筒体的内壁的45°切割线对所述火焰切割小车进行导向行走。

作为本申请的一种技术方案，在步骤四中，将所述直筒体进行45°斜切前，先在所述直筒体的起始切割处进行钻孔；对所述直筒体进行切割时，每切割完成一段长度之后便停止切割；启动所述滚轮架转动所述直筒体到合适位置，然后相应调整所述火焰切割小车的位置继续切割。

作为本申请的一种技术方案，在步骤六中，所述防失稳托座由一块弧形板和两个圆钢管焊接而成，两个所述圆钢管平行间隔地焊接于所述弧形板的底部上，且所述弧形板曲率半径为所述直筒体的外径，所述弧形板的弦长≥1.2m。

作为本申请的一种技术方案，在步骤四中，t为即

本申请的有益效果：

本申请的低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，可用于厚度在80mm以下奥氏体不锈钢圆筒体的45°切割，具有方法简单、切割效率高、通用性强、操作容易、切割质量好等特点，解决了低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切质量控制的难题。本方法根据直筒体45°斜切椭圆截面厚度每变化1～3mm处为分割线，将奥氏体不锈钢直筒体分为(n-1)×4段共n种角度进行切割，简化了直筒体45°切割的切割角度无限连续变化的难度，大大提高了切割效率，且切割质量好。同时，本方法将手持等离子切割机与半自动火焰切割小车进行组合改进，在直筒体内壁完成45°斜切，无需任何辅助工装和切割轨道，大大降低了切割成本，同时方法简单易行、操作简单、通用性强。此外，本方法在斜切前通过在直筒体内部布置合理的防变形支撑组件，不仅大大减小了大功率等离子的切割热变形，也减少了45°出口筒体、45°入口筒体短边薄弱区域的变形，保证了切割质量。再者，本方法通过在切割过程中焊接防失稳马板以及切割后制定防失稳措施，有效减小了直筒体在重力及滚轮架顶托力下的变形，同时也保证了直筒体完全断开后不发生倾倒，大大提高了安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的直筒体CAD展开和轴线位置示意图；

图2为本申请实施例提供的直筒体CAD展开和轴线位置第一角度示意图；

图3为本申请实施例提供的直筒体防变形支撑组件示意图；

图4为本申请实施例提供的滚轮架布置示意图；

图5为本申请实施例提供的防失稳马板布置示意图；

图6为本申请实施例提供的直筒体分区域不同切割角度示意图；

图7为本申请实施例提供的直筒体分区域不同切割角度第一角度示意图；

图8为本申请实施例提供的防失稳工装示意图。

图标：1-直筒体；2-45°入口筒体；3-45°出口筒体；4-内壁45°切割线；5-米字形支撑结构；6-连接钢管；7-小连接板；8-圆钢板；9-大连接板；10-椭圆支撑结构；11-长钢管；12-短钢管；13-滚轮架；14-防失稳马板；15-防失稳托座；16-圆钢管；17-弧形板；18-吊耳；19-钢丝绳。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，在本申请中，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。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例：

请参照图1，配合参照图2至图8，本申请提供一种低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，可用于厚度在80mm以下奥氏体不锈钢圆筒体的45°切割，具有方法简单、切割效率高、通用性强、操作容易、切割质量好等特点，解决了低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体1的45°斜切质量控制的难题。

该斜切方法主要包括以下步骤：

步骤一，将直筒体1和直筒体1的内壁45°切割线4进行展开：利用NX三维软件将直筒体1和直筒体1的内壁45°切割线4钣金展开，并转化为CAD展开图；顺着低温风洞的气流方向，将卧式状态的直筒体1的最低点定为0°，最高点定为180°，并将卧式状态的直筒体1的四条轴线沿顺时针方向旋转；将直筒体1在立式状态下的内壁和外壁的四条轴线分别画出，并标记出直筒体1的内壁的四条轴线与直筒体1的内壁45°切割线4的交点；

步骤二，对在立式状态下的直筒体1安装防变形支撑组件：以直筒体1的内壁四条轴线与内壁45°切割线4的交点为基准点安装该防变形支撑结构。该防变形支撑组件分为两部分，主要包括两组椭圆支撑结构10和两个米字形支撑结构5；其中，两组椭圆支撑结构10分别与直筒体1的内壁45°切割线4所在的椭圆面的上下两侧相间设置，且每组椭圆支撑结构10的两端分别倾斜地设置于直筒体1的相对内壁上；椭圆支撑结构10与直筒体1的内壁45°切割线4相平行，且与直筒体1的内壁45°切割线4之间的垂直距离为400～500mm，进一步地，椭圆支撑结构10与直筒体1的内壁45°切割线4之间的垂直距离可以设计为450mm。此外，两个米字形支撑结构5分别布置在靠近直筒体1的顶底端口的内壁上，且每个米字形支撑结构5与直筒体1的相对应的端口的垂直距离为80～120mm，进一步地，该垂直距离可以设计为100mm；

步骤三，对直筒体1的内壁45°切割线4进行放样：将直筒体1放置于滚轮架13上，滚轮架13的其中一组转胎位于靠近直筒体1的45°入口筒体2的短边处，另外一组转胎与直筒体1的端口的距离约为直筒体1长度的1/3；将直筒体1的0°轴线滚动到最低点，按照CAD展开图进行放样，并利用“三点画弧”原理将各放样点连成内壁45°切割线4；

步骤四，对直筒体1进行分区域变角度切割：根据直筒体1的45°斜切椭圆截面厚度从t₀到t或从t到t₀变化，每增加或减小1～3mm处为分割线，将直筒体1的内壁45°切割线4分成n种角度共(n-1)×4段进行切割，即将直筒体1的内壁45°切割线4分成7种角度共24段进行切割；靠近直筒体1的45°斜切椭圆截面的短轴处的切割角度为θ₁/2，靠近直筒体1的椭圆截面长轴处切割角度为(θ_n-1+45°)/2，其余分段处由靠近直筒体1的45°斜切椭圆截面的短轴处向靠近直筒体1的椭圆截面长轴方向处的切割角度为(θ₁+θ₂)/2、(θ₂+θ₃)/2……(θ_n-1+θ_n-2)/2；由直筒体1的0°轴线至180°轴线区域切割时，用于切割的割炬朝向直筒体1的45°入口筒体2方向；由直筒体1的180°轴线至0°轴线区域切割时，割炬朝向直筒体1的45°出口筒体3方向；

步骤五，在直筒体1上焊接防失稳马板14：对直筒体1进行45°斜切时，实时焊接六块防失稳马板14，且直筒体1上在待焊接防失稳马板14的位置处完成切割后，立即焊接防失稳马板14；其中四块防失稳马板14分别布置于两组转胎与直筒体1的内壁45°切割线4相交处，且靠近270°轴线处的两块防失稳马板14焊接在直筒体1的内壁上，靠近90°轴线处的两块防失稳马板14焊接在直筒体1外壁上；其余两块防失稳马板14分别布置于0°轴线和180°轴线处，且焊接于直筒体1的内壁上；

步骤六，对直筒体1采取防失稳措施：在直筒体1进行45°斜切完成后，在45°出口筒体3的90°轴线的相对两外侧壁上焊接吊耳18，并在吊耳18中穿入钢丝绳19，将钢丝绳19挂在门式起重机的吊钩上；利用滚轮架13将直筒体1转动90°，使直筒体1的270°轴线位于最低点处，并在直筒体1的45°入口筒体2的270°轴线处布置防失稳托座15，最后将六块防失稳马板14移除。

需要说明的是，在一般的实际操作中，将一个直筒体1从中间切开，一分为二；如果其切割面与直筒体1的端面角度为0°，那么就是切成了两个直筒体1；如果切割面与直筒体1的端面角度为45°，就是45°斜切了。切割面的外部边缘和内部边缘都可以称之为切割线，因为切割时就是要顺着切割线进行切割的；0°切割就是一个标准的圆形，45°切割线就是一个椭圆形。

在步骤二中，每组椭圆支撑结构10均由一根长钢管11和三组短钢管12组成；长钢管11倾斜地安装于直筒体1的相对内壁上，且与直筒体1的内壁的椭圆形的45°切割线的长轴相平行；三组短钢管12设置于长钢管11上并将长钢管11分割为等距的四段，且每组短钢管12与直筒体1的内壁的椭圆形的45°切割线的短轴相平行；每组短钢管12均由上钢管和下钢管组成，上钢管和下钢管分别垂直地焊接于长钢管11的相对两外侧上，且上钢管与下钢管同轴设置。

在步骤二中，该米字形支撑结构5由六根连接钢管6和圆钢板8组成，六根连接钢管6的一端间距相同地分布于直筒体1的内周壁上，另一端连接汇聚于圆钢板8的外周壁上；其中两根连接钢管6布置在直筒体1的90°轴线和270°轴线处。

椭圆支撑结构10的端部通过小连接板7与直筒体1的内壁相连接；米字形支撑结构5的端部通过大连接板9、小连接板7与直筒体1的内壁连接，且大连接板9分别布置在直筒体1的45°入口筒体2的短边自由端部处、直筒体1的45°出口筒体3短边自由端部处，其余位置均安装小连接板7；同时，该大连接板9的弦长≥1m。

需要说明的是，在本实施例中，将椭圆支撑结构10的长钢管11与短钢管12焊接连接，拼焊完成后吊入直筒体1内进行安装，将米字形支撑结构5通过圆钢板8焊接六根连接钢管6，拼焊完成后吊入直筒体1内进行安装。

在步骤四中，直筒体1的45°斜切采用手持等离子切割机进行切割，手持等离子切割机采用600A电源；将割炬安装在火焰切割小车上，并将火焰切割小车放置于直筒体1的内壁上；切割前，将割炬对准直筒体1的内壁45°切割线4，并根据切割分段调整到相对应的切割角度；切割时，由切割工人根据直筒体1的内壁45°切割线4对火焰切割小车进行导向行走。

在步骤四中，将直筒体1进行45°斜切前，先在直筒体1的起始切割处进行钻孔；对直筒体1进行切割时，每切割完成一段长度之后便停止切割；启动滚轮架13转动直筒体1到合适位置，然后相应调整火焰切割小车的位置继续切割。

防失稳托座15由一块弧形板17和两个圆钢管16焊接而成，两个圆钢管16平行间隔地焊接于弧形板17的底部上，且弧形板17曲率半径为直筒体1的外径，弧形板17的弦长≥1.2m。

在步骤四中，t为即

进一步地，在本实施例中，需要说明的是，在本实施例中，该直筒体1的内径为7400mm，壳体厚度为50mm，材料为304L。

同时，在步骤四中，t₀设计为50mm，t设计为70.7mm，即根据45°斜切椭圆截面厚度从50mm到70.7mm或从70.7mm到50mm变化，每增加或减小3mm处为分割线，将内壁45°切割线4划分成7种角度共24段进行切割，24段长度分别为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7。其中，L1分段切割角度为θ₁/2＝10°，L7分段切割角度为(θ₆+45°)/2＝44°，L2、L3、L4、L5、L6分段切割角度分别为(θ₁+θ₂)/2＝23°、(θ₂+θ₃)/2＝30°、(θ₃+θ₄)/2＝34°、(θ₄+θ₅)/2＝38°、(θ₅+θ₆)/2＝41°。

同时，直筒体1的0°轴线至180°轴线区域切割时，割炬朝向45°入口筒体2方向，180°轴线至0°轴线区域切割时，割炬朝向45°出口筒体3方向。直筒体1的45°斜切采用手持等离子进行切割，手持等离子采用600A电源，将割炬安装在CG1-30型半自动改进型火焰切割小车上，并将小车放置于直筒体1内壁上。切割前，将割炬对准内壁45°切割线4，并根据切割分段调整到相应的切割角度，切割时，由切割工人根据内壁45°切割线4对切割小车进行导向行走，不需要切割轨道。直筒体1的45°斜切前，先在起始切割处钻孔，避免等离子穿孔切割。切割时，每切割一段长度，停止切割，启动滚轮架13转动直筒体1到合适位置，然后相应调整切割小车位置继续切割。

需要说明的是，在本实施例中，在步骤六中，防失稳托座15由一块弧形板17和两个圆钢管16焊接而成，其中弧形板17的曲率半径为3700mm，弧形板17的弦长为1.5m。

综上可知，本申请的低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法可用于厚度在80mm以下奥氏体不锈钢圆筒体的45°切割，具有方法简单、切割效率高、通用性强、操作容易、切割质量好等特点，解决了低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体1的45°斜切质量控制的难题。本方法根据直筒体1的45°斜切椭圆截面厚度每变化1～3mm处为分割线，将奥氏体不锈钢直筒体1分为(n-1)×4段共n种角度进行切割，简化了直筒体1的45°切割的切割角度无限连续变化的难度，大大提高了切割效率，且切割质量好。同时，本方法将手持等离子切割机与半自动火焰切割小车进行组合改进，在直筒体1内壁完成45°斜切，无需任何辅助工装和切割轨道，大大降低了切割成本，同时方法简单易行、操作简单、通用性强。此外，本方法在斜切前通过在直筒体1内部布置合理的防变形支撑组件，不仅大大减小了大功率等离子的切割热变形，也减少了45°出口筒体3、45°入口筒体2短边薄弱区域的变形，保证了切割质量。再者，本方法通过在切割过程中焊接防失稳马板14以及切割后制定防失稳措施，有效减小了直筒体1在重力及滚轮架13顶托力下的变形，同时也保证了直筒体1完全断开后不发生倾倒，大大提高了安全性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将直筒体和所述直筒体的内壁的45°切割线进行展开：利用三维软件将所述直筒体和所述直筒体的内壁的45°切割线钣金展开，并转化为CAD展开图；顺着低温风洞的气流方向，将卧式状态的所述直筒体的最低点定为0°，最高点定为180°，并将卧式状态的所述直筒体的四条轴线沿顺时针方向旋转；将所述直筒体在立式状态下的内壁和外壁的四条轴线分别画出，并标记出所述直筒体的内壁的四条轴线与所述直筒体的内壁45°切割线的交点；

步骤二，对在立式状态下的所述直筒体安装防变形支撑组件：所述防变形支撑组件包括两组椭圆支撑结构和两个米字形支撑结构；两组所述椭圆支撑结构分别与所述直筒体的内壁的45°切割线所在的椭圆面的上下两侧相间设置，且每组所述椭圆支撑结构的两端分别倾斜地设置于所述直筒体的相对内壁上；所述椭圆支撑结构与所述直筒体的内壁45°切割线相平行，且与所述直筒体的内壁的45°切割线之间的垂直距离为400～500mm；两个所述米字形支撑结构分别布置在靠近所述直筒体的顶底端口的内壁上，且每个所述米字形支撑结构与所述直筒体的相对应的端口的垂直距离为80～120mm；

步骤三，对所述直筒体的内壁45°切割线进行放样：将所述直筒体放置于滚轮架上，所述滚轮架的其中一组转胎位于靠近所述直筒体的45°入口筒体的短边处，另外一组转胎与所述直筒体的端口的距离为所述直筒体长度的1/3；将所述直筒体的0°轴线滚动到最低点，按照CAD展开图进行放样，并利用“三点画弧”原理将各放样点连成内壁45°切割线；

步骤四，对所述直筒体进行分区域变角度切割：根据所述直筒体的45°斜切椭圆截面厚度从t₀到t或从t到t₀变化，每增加或减小1～3mm处为分割线，将所述直筒体的内壁45°切割线分成n种角度共(n-1)×4段进行切割；靠近所述直筒体的45°斜切椭圆截面的短轴处的切割角度为θ₁/2，靠近所述直筒体的椭圆截面长轴处切割角度为(θ_n-1+45°)/2，其余分段处由靠近所述直筒体的45°斜切椭圆截面的短轴处向靠近所述直筒体的椭圆截面长轴方向处的切割角度为(θ₁+θ₂)/2、(θ₂+θ₃)/2……(θ_n-1+θ_n-2)/2；由所述直筒体的0°轴线至180°轴线区域切割时，用于切割的割炬朝向所述直筒体的45°入口筒体方向；由所述直筒体的180°轴线至0°轴线区域切割时，所述割炬朝向所述直筒体的45°出口筒体方向；

步骤五，在所述直筒体上焊接防失稳马板：对所述直筒体45°斜切时焊接六块所述防失稳马板，且所述直筒体上在待焊接所述防失稳马板的位置处完成切割后，立即焊接所述防失稳马板；其中四块所述防失稳马板分别布置于两组所述转胎与所述直筒体的内壁45°切割线相交处，且靠近270°轴线处的两块所述防失稳马板焊接在所述直筒体的内壁上，靠近90°轴线处的两块所述防失稳马板焊接在所述直筒体外壁上；其余两块所述防失稳马板分别布置于0°轴线和180°轴线处，且焊接于所述直筒体的内壁上；

步骤六，对所述直筒体采取防失稳措施：在所述直筒体进行45°斜切完成后，在所述45°出口筒体的90°轴线的相对两外侧壁上焊接吊耳，并在所述吊耳中穿入钢丝绳，将所述钢丝绳挂在门式起重机的吊钩上；利用所述滚轮架将所述直筒体转动90°，使所述直筒体的270°轴线位于最低点处，并在所述直筒体的45°入口筒体的270°轴线处布置防失稳托座，最后将六块所述防失稳马板移除。

2.根据权利要求1所述的低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，其特征在于，在步骤二中，每组所述椭圆支撑结构均由一根长钢管和三组短钢管组成；所述长钢管倾斜地安装于所述直筒体的相对内壁上，且与所述直筒体的内壁的椭圆形的45°切割线的长轴相平行；三组所述短钢管设置于所述长钢管上并将所述长钢管分割为等距的四段，且每组所述短钢管与所述直筒体的内壁的椭圆形的45°切割线的短轴相平行；每组所述短钢管均由上钢管和下钢管组成，所述上钢管和所述下钢管分别垂直地焊接于所述长钢管的相对两外侧上，且所述上钢管与所述下钢管同轴设置。

3.根据权利要求1所述的低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，其特征在于，在步骤二中，所述米字形支撑结构由六根连接钢管和圆钢板组成，六根所述连接钢管的一端间距相同地分布于所述直筒体的内周壁上，另一端连接汇聚于所述圆钢板的外周壁上；其中两根连接钢管布置在所述直筒体的90°轴线和270°轴线处。

4.根据权利要求1所述的低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，其特征在于，在步骤二中，所述椭圆支撑结构的端部均通过小连接板与所述直筒体的内壁相连接；所述米字形支撑结构的端部通过大连接板与所述直筒体的内壁连接，且所述大连接板分别布置在所述直筒体的45°入口筒体的短边自由端部处、所述直筒体的45°出口筒体短边自由端部处，且所述大连接板的弦长≥1m。

5.根据权利要求1所述的低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，其特征在于，在步骤四中，所述直筒体45°斜切采用手持等离子切割机进行切割，所述手持等离子切割机采用600A电源；将所述割炬安装在火焰切割小车上，并将所述火焰切割小车放置于所述直筒体的内壁上；切割前，将所述割炬对准所述直筒体的内壁的45°切割线，并根据切割分段调整到相对应的切割角度；切割时，由切割工人根据所述直筒体的内壁的45°切割线对所述火焰切割小车进行导向行走。

6.根据权利要求5所述的低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，其特征在于，在步骤四中，将所述直筒体进行45°斜切前，先在所述直筒体的起始切割处进行钻孔；对所述直筒体进行切割时，每切割完成一段长度之后便停止切割；启动所述滚轮架转动所述直筒体到合适位置，然后相应调整所述火焰切割小车的位置继续切割。

7.根据权利要求1所述的低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，其特征在于，在步骤六中，所述防失稳托座由一块弧形板和两个圆钢管焊接而成，两个所述圆钢管平行间隔地焊接于所述弧形板的底部上，且所述弧形板曲率半径为所述直筒体的外径，所述弧形板的弦长≥1.2m。

8.根据权利要求1所述的低温风洞拐角段奥氏体不锈钢直筒体45°斜切方法，其特征在于，在步骤四中，t为即

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