RU2420381C2 - Method and fixture for welding sheet structures - Google Patents
Method and fixture for welding sheet structures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420381C2 RU2420381C2 RU2009109835/02A RU2009109835A RU2420381C2 RU 2420381 C2 RU2420381 C2 RU 2420381C2 RU 2009109835/02 A RU2009109835/02 A RU 2009109835/02A RU 2009109835 A RU2009109835 A RU 2009109835A RU 2420381 C2 RU2420381 C2 RU 2420381C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- welding jig
- axis
- attached
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
- B23K37/0426—Fixtures for other work
- B23K37/0435—Clamps
- B23K37/0443—Jigs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/025—Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams
- B23K9/0256—Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams for welding ribs on plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/18—Submerged-arc welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к способу сварки листовых конструкций, в котором листовые компоненты для сварки прикрепляют к сварочному стапелю, причем указанный сварочный стапель выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оси вращения в течение процесса сварки. Также изобретение относится к сварочному стапелю, используемому в предлагаемом способе.The invention relates to a method for welding sheet structures, in which sheet components for welding are attached to a welding jig, wherein said welding jig is rotatable around a longitudinal axis of rotation during the welding process. The invention also relates to a welding jig used in the proposed method.
Уровень техникиState of the art
В тяжелонагруженных стальных конструкциях общепринятой практикой является использование конструкций корпусного типа, составленных из листовых компонентов. Корпусные конструкции часто имеют, по существу, прямоугольное сечение, т.е. они имеют нижнюю плиту, покрывающую плиту, параллельную нижней плите, а также, по существу, параллельные или симметрично наклоненные боковые плиты, соединяющие вместе края нижней плиты и покрывающей плиты. Нижняя плита, покрывающая плита и боковые плиты представляют собой удлиненные компоненты, соединяемые вместе на их краях при помощи внутренних и/или внешних сварных швов. Плиты могут быть выполнены из одной и той же или из различных марок стали и могут иметь разную толщину. Часто внутри корпусных конструкций устанавливают равномерно расположенные листовые перемычки, которые приваривают к внутренней поверхности нижней плиты или боковых плит на их краях. Покрывающую плиту корпусной конструкции присоединяют к краям боковых плит при помощи наружного сварного шва.In heavily loaded steel structures, it is common practice to use case-type structures composed of sheet components. Hull structures often have a substantially rectangular section, i.e. they have a bottom plate covering the plate parallel to the bottom plate, as well as substantially parallel or symmetrically inclined side plates connecting together the edges of the lower plate and the covering plate. The bottom plate, the cover plate, and the side plates are elongated components joined together at their edges by internal and / or external welds. Plates can be made of the same or of different grades of steel and can have different thicknesses. Often, evenly spaced leaf lintels are installed inside the hull structures, which are welded to the inner surface of the bottom plate or side plates at their edges. The cover plate of the hull structure is attached to the edges of the side plates using an external weld.
Со сборкой корпусных конструкций путем сварки связаны многие проблемы. Тяжелым листовым компонентам необходимо обеспечить жесткую поддержку для сварки, для того чтобы обеспечить их устойчивость в течение процесса сварки. При приваривании боковых плит в сварном шве создается растягивающее напряжение, стремящееся изогнуть плиты по направлению друг к другу, т.е. угол между плитами становится меньше. Растягивающее усилие сварного шва увеличивается с увеличением размеров шва. Следовательно, компоненты должны удерживаться очень жестко при сварке плит, имеющих толщину порядка нескольких сантиметров. Часто листовые компоненты корпусных конструкций необходимо сваривать при повышенной температуре, такой как +70°С. Для нагрева компонентов корпусной конструкции до необходимой температуры и для сохранения их при этой температуре на всем протяжении процесса сварки на компонентах обычно размещают отдельные нагревательные резисторы. Установка нагревательных резисторов и приведение их в рабочее состояние замедляет этап сварки, вдобавок к чему отдельные резисторы и отходящие от них провода легко подвергаются поломкам при перемещении тяжелых компонентов в форме плит. Удержание соединяемых сваркой компонентов для сварки и высвобождение их при переходе к следующему шагу обработки и/или рабочей станции замедляет работу и влечет за собой увеличение издержек.The assembly of hull structures by welding involves many problems. Heavy sheet components need to be provided with rigid support for welding in order to ensure their stability during the welding process. When welding the side plates in the weld, tensile stress is created, which tends to bend the plates towards each other, i.e. the angle between the plates becomes smaller. The tensile force of the weld increases with the size of the weld. Therefore, the components must be held very rigidly when welding plates having a thickness of the order of several centimeters. Often, the sheet components of hull structures must be welded at elevated temperatures, such as + 70 ° C. Separate heating resistors are usually placed on the components to heat the components of the hull structure to the required temperature and to maintain them at this temperature throughout the entire welding process. The installation of heating resistors and bringing them into working condition slows down the welding phase, in addition to which individual resistors and the wires emanating from them are easily damaged when moving heavy components in the form of plates. Holding the welding components to be welded and releasing them during the transition to the next processing step and / or workstation slows down the operation and entails an increase in costs.
С целью предотвращения изгибания внутрь боковых плит корпусные конструкции обычно сваривают, прикрепляя сначала в надлежащих местах боковые плиты к нижней плите при помощи небольших сцепляющих сварных соединений, и затем устанавливая в надлежащие места перемычки между боковыми частями. Неподвижность перемычек обеспечивается небольшими сварными швами. После этого выполняют собственно приваривание боковых частей, при котором перемычки предохраняют боковые плиты от изгибания внутрь. Недостаток этого способа состоит в том, что вся внутренняя сварка боковых плит должна быть выполнена вручную, так как применению механизированных способов сварки, таких как дуговая сварка под флюсом и сварка электронным лучом, мешают неподвижные перемычки. Так как ручная сварка является медленной, то высоки трудозатраты, и значительно удлиняется общее время изготовления конструкции. Кроме того, ручная сварка легко вызывает рабочие ошибки и отклонения от требуемого качества, таким образом делая более тяжелым управление качеством и затрудняя поддержание фиксированных требований к качеству. К тому же очень неудобно вручную сваривать компоненты при высокой температуре.In order to prevent bending inward of the side plates, the hull structures are usually welded by first attaching the side plates to the bottom plate in appropriate places using small adhesion welded joints, and then installing jumpers between the side parts in appropriate places. The lintel motion is ensured by small welds. After that, the actual welding of the side parts is carried out, in which the jumpers protect the side plates from bending inward. The disadvantage of this method is that all internal welding of the side plates must be done manually, since fixed jumpers interfere with the use of mechanized welding methods, such as submerged arc welding and electron beam welding. Since manual welding is slow, labor costs are high, and the total production time of the structure is significantly extended. In addition, manual welding easily causes operational errors and deviations from the required quality, thereby making quality management more difficult and making it difficult to maintain fixed quality requirements. In addition, it is very inconvenient to manually weld components at high temperature.
В документе US 2240739 описан манипулятор, при помощи которого можно поддерживать крупные конструкции для сварки. Манипулятор содержит впадину, имеющую подставки, расположенные на ее противоположных краях, предназначенные для поддержания люльки, проходящей поперек впадины. Люлька имеет две параллельные балки и соединители, соединяющие балки вместе на их концах. Соединители прикреплены к подставкам с возможностью вращения для того, чтобы позволить люльке поворачиваться вокруг продольной оси люльки. Балки поддерживают кольцевой поворотный стол, к которому прикрепляют свариваемое изделие. Недостаток этого решения состоит в том, что оно имеет только одну установочную основу для приема подлежащих сварке изделий. Кроме того, в этом решении свариваемые изделия, которые устанавливают на поворотном столе, расположены не симметрично относительно оси вращения люльки. Из-за несимметричной нагрузки между люлькой и подставками должна быть предусмотрена прочная опорная конструкция. Кроме того, для вращения люльки относительно продольной оси и для удержания люльки в нужном для сварки положении необходимо значительное усилие.US 2240739 describes a manipulator with which large welding structures can be supported. The manipulator contains a cavity having supports located on its opposite edges, designed to support the cradle extending across the cavity. The cradle has two parallel beams and connectors connecting the beams together at their ends. The connectors are rotatably attached to the supports in order to allow the cradle to rotate about the longitudinal axis of the cradle. The beams support an annular rotary table to which the welded article is attached. The disadvantage of this solution is that it has only one installation basis for receiving items to be welded. In addition, in this solution, the products to be welded that are mounted on the turntable are not symmetrical about the cradle rotation axis. Due to the asymmetric load between the cradle and the stands, a strong supporting structure must be provided. In addition, considerable force is required to rotate the cradle relative to the longitudinal axis and to hold the cradle in the desired position for welding.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ сварки корпусных конструкций и сварочный стапель для использования в этом способе, при помощи которых могут быть значительно уменьшены недостатки, имеющиеся в известных способах сварки.The objective of the invention is to provide a method for welding hull structures and a welding jig for use in this method, by which the disadvantages of the known welding methods can be significantly reduced.
Задачи изобретения решены способом и сварочным стапелем, которые характеризуются содержанием независимых пунктов формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения раскрыты несколько предпочтительных вариантов выполнения изобретения.The objectives of the invention are solved by the method and welding jig, which are characterized by the content of the independent claims. In the dependent claims, several preferred embodiments of the invention are disclosed.
Изобретение относится к способу сварки нижней плиты и боковых плит, которые подлежат прикреплению к нижней плите, относящихся к конструкциям, состоящим из листовых компонентов. В предложенном способе перед проведением сварки обеспечивают жесткую поддержку на месте свариваемых компонентов и после этого выполняют собственно сварку. Компоненты поддерживаются для того, чтобы надежно удерживать их в назначенных положениях на всем протяжении процесса сварки. Компоненты необходимо поддерживать достаточно жестко для того, чтобы принять напряжения, такие как тепловые напряжения, которые создаются в свариваемых компонентах в течение процесса сварки, и растягивающие напряжения, которые создаются в сварном шве и которые стремятся наклонить боковые плиты. В предложенном изобретении для сварки нижние плиты и привариваемые к ним боковые плиты прикрепляют к отдельному сварочному стапелю, который изготовлен с этой целью и выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оси вращения в течение процесса сварки. Листовые компоненты прикрепляют к сварочному стапелю таким образом, чтобы ось, проходящая через их общий центр тяжести, лежала настолько близко к оси вращения сварочного стапеля, насколько это возможно. Листовые компоненты предпочтительно лежат, по существу, симметрично относительно оси вращения сварочного стапеля.The invention relates to a method for welding the bottom plate and side plates, which are to be attached to the bottom plate, related to structures consisting of sheet components. In the proposed method, prior to welding, they provide rigid support in place of the components to be welded and after that the actual welding is performed. Components are supported in order to reliably hold them in their designated positions throughout the welding process. Components must be supported rigidly enough to accept stresses, such as thermal stresses that are created in the components being welded during the welding process, and tensile stresses that are created in the weld and which tend to tilt the side plates. In the proposed invention for welding, the lower plates and the side plates welded to them are attached to a separate welding jig, which is made for this purpose and is made to rotate around the longitudinal axis of rotation during the welding process. The sheet components are attached to the welding jig so that the axis passing through their common center of gravity lies as close to the axis of rotation of the welding jig as possible. The sheet components preferably lie substantially symmetrical about the axis of rotation of the welding jig.
В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа к сварочному стапелю прикрепляют по меньшей мере одну нижнюю плиту, а к нижней плите на ее противоположных сторонах приваривают по меньшей мере две боковые плиты.In a preferred embodiment of the proposed method, at least one lower plate is attached to the welding jig, and at least two side plates are welded to the lower plate on its opposite sides.
Во втором предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа к сварочному стапелю единовременно прикрепляют по меньшей мере две нижние плиты и боковые плиты, привариваемые к этим нижним плитам. Прикрепление плит выполняют при помощи съемных крепежных элементов, составляющих часть сварочного стапеля. Предпочтительно к сварочному стапелю по первую сторону от оси вращения прикрепляют по меньшей мере одну первую нижнюю плиту, а по вторую сторону от оси вращения к сварочному стапелю прикрепляют по меньшей мере одну вторую нижнюю плиту.In a second preferred embodiment of the proposed method, at least two lower plates and side plates welded to these lower plates are simultaneously attached to the welding jig. The plates are attached using removable fasteners that are part of the welding jig. Preferably, at least one first lower plate is attached to the welding jig on the first side of the axis of rotation, and at least one second lower plate is attached to the welding jig on the second side of the axis of rotation.
В третьем предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа нижние плиты прикрепляют к сварочному стапелю при помощи прикрепляемых съемным образом первых поддерживающих элементов, а боковые плиты прикрепляют к сварочному стапелю при помощи прикрепляемых съемным образом вторых и третьих поддерживающих элементов. Предпочтительно боковые плиты, привариваемые к первой нижней плите, и боковые плиты, привариваемые ко второй нижней плите, притом что указанные первые и вторые нижние плиты прикреплены на различных сторонах от оси вращения сварочного стапеля, поддерживают и закрепляют на месте при помощи тех же самых вторых крепежных элементов.In a third preferred embodiment of the proposed method, the lower plates are attached to the welding jig with the help of removable first fastening elements, and the side plates are attached to the welding jig with the help of removable second and third supporting elements. Preferably, the side plates welded to the first lower plate and the side plates welded to the second lower plate, while the first and second lower plates are mounted on different sides of the axis of rotation of the welding jig, are supported and fixed in place using the same second fasteners elements.
В четвертом предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа прикрепленные к сварочному стапелю компоненты нагревают до необходимой температуры при помощи предусмотренных в сварочном стапеле нагревательных резисторов.In a fourth preferred embodiment of the proposed method, the components attached to the welding jig are heated to the required temperature using the heating resistors provided in the welding jig.
В пятом предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа в течение процесса сварки для сварки нижних плит и боковых плит, закрепленных по разные стороны от оси вращения, сварочный стапель вращают вокруг оси вращения.In the fifth preferred embodiment of the proposed method during the welding process for welding the lower plates and side plates fixed on opposite sides of the axis of rotation, the welding jig is rotated around the axis of rotation.
В шестом предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа нижние плиты и боковые плиты сваривают вместе с использованием по меньшей мере частично механизированного способа сварки, такого как дуговая сварка под флюсом.In a sixth preferred embodiment of the proposed method, the lower plates and side plates are welded together using at least a partially mechanized welding method, such as submerged arc welding.
В седьмом предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа указанным способом сваривают компоненты корпусных конструкций, состоящие из нижней плиты и двух боковых плит, привариваемых к краям нижней плиты. Указанные конструкции предпочтительно представляют собой блоки ног буровой нефтяной вышки, а способ используют для выполнения внутренних сварных швов корпусной конструкции.In a seventh preferred embodiment of the proposed method, components of body structures consisting of a lower plate and two side plates welded to the edges of the lower plate are welded in this way. These structures are preferably foot blocks of the oil rig, and the method is used to make internal welds of the hull structure.
Используемый в предложенном способе сварочный стапель содержит первую концевую деталь и вторую концевую деталь, а также основные трубы, соединяющие вместе концевые детали. Сварочный стапель на своих концах поддерживается таким образом, что в течение процесса сварки он может вращаться вокруг продольной оси вращения. Сварочный стапель содержит по меньшей мере одну поверхность крепления для прикрепления листовых компонентов к сварочному стапелю таким образом, чтобы ось, проходящая через центр тяжести листовых компонентов, лежала настолько близко к оси вращения сварочного стапеля, насколько это возможно. Предпочтительно листовые компоненты могут быть прикреплены к сварочному стапелю, по существу, в симметричных положениях относительно оси вращения сварочного стапеля.The welding jig used in the proposed method comprises a first end piece and a second end piece, as well as main pipes connecting the end pieces together. The welding jig at its ends is supported in such a way that during the welding process it can rotate around the longitudinal axis of rotation. The welding jig contains at least one mounting surface for attaching the sheet components to the welding jig so that the axis passing through the center of gravity of the sheet components lies as close to the axis of rotation of the welding jig as possible. Preferably, the sheet components can be attached to the welding jig in substantially symmetrical positions with respect to the axis of rotation of the welding jig.
В предпочтительном варианте выполнения предлагаемого сварочного стапеля предусмотрены две расположенные рядом, по существу, параллельные основные трубы, и ось вращения расположена между основными трубами.In a preferred embodiment of the welding jig of the invention, two adjacent substantially parallel main pipes are provided, and an axis of rotation is located between the main pipes.
Во втором предпочтительном варианте выполнения предлагаемого сварочного стапеля предусмотрена по меньшей мере одна поверхность крепления, служащая для прикрепления нижних плит таким образом, что нижняя плита может быть закреплена между основными трубами. Сварочный стапель предпочтительно также содержит поддерживающие элементы, служащие для прикрепления нижних плит съемным образом к концевым деталям сварочного стапеля.In a second preferred embodiment of the proposed welding jig, at least one fastening surface is provided, which serves to attach the lower plates so that the lower plate can be fixed between the main pipes. The welding jig preferably also contains supporting elements for fixing the lower plates in a removable manner to the end parts of the welding jig.
В третьем предпочтительном варианте выполнения предлагаемого сварочного стапеля предусмотрены по меньшей мере две поверхности крепления для одновременного прикрепления по меньшей мере двух нижних плит, причем первая поверхность крепления, служащая для прикрепления первой нижней плиты, расположена с первой стороны плоскости, определенной основными трубами, а вторая поверхность крепления, служащая для прикрепления второй нижней плиты, расположена со второй стороны плоскости, определенной основными трубами. Стапель предпочтительно также содержит съемные поддерживающие элементы для крепления съемным образом к сварочному стапелю нижней плиты и боковых плит, привариваемых к нижним плитам.In a third preferred embodiment of the proposed welding jig, at least two fastening surfaces are provided for simultaneously attaching at least two lower plates, the first fastening surface serving to attach the first lower plate being located on the first side of the plane defined by the main pipes, and the second surface fasteners, used to attach the second lower plate, is located on the second side of the plane defined by the main pipes. The building berth preferably also comprises removable supporting elements for removably fastening the lower plate and the side plates welded to the lower plates to the welding jig.
В четвертом предпочтительном варианте выполнения предлагаемого сварочного стапеля указанные съемные поддерживающие элементы включают первые поддерживающие элементы, прикрепляемые съемным образом к основным трубам, для прикрепления нижних плит, а также вторые поддерживающие элементы, прикрепляемые съемным образом к основным трубам, и третьи поддерживающие элементы, прикрепляемые съемным образом ко вторым поддерживающим элементам, для прикрепления боковых плит. Предпочтительно указанные вторые поддерживающие элементы представляют собой, по существу, симметричные элементы, имеющие первую сторону для поддержания и прикрепления боковой плиты, привариваемой к первой нижней плите, и вторую сторону для поддержания и прикрепления боковой плиты, привариваемой ко второй нижней плите, причем указанные первая и вторая нижние плиты расположены с обеспечением прикрепления на поверхностях крепления, проходящих по разные стороны от оси вращения сварочного стапеля.In a fourth preferred embodiment of the proposed welding jig, said removable supporting elements include first supporting elements that are removably attached to the main pipes, for attaching lower plates, and second supporting elements that are removably attached to the main pipes, and third supporting elements that are removably attached to the second supporting elements, for attaching the side plates. Preferably, said second supporting elements are substantially symmetrical elements having a first side for supporting and attaching a side plate welded to the first lower plate, and a second side for supporting and attaching a side plate welded to the second lower plate, said first and the second lower plate is secured with attachment on the fastening surfaces extending on opposite sides of the axis of rotation of the welding jig.
В пятом предпочтительном варианте выполнения предлагаемого сварочного стапеля внутри основных труб размещены нагревательные резисторы, служащие для нагрева до нужной температуры компонентов, прикрепленных к сварочному стапелю.In a fifth preferred embodiment of the proposed welding jig, heating resistors are arranged inside the main pipes, which serve to heat the components attached to the welding jig to the desired temperature.
В шестом предпочтительном варианте выполнения предлагаемого сварочного стапеля концевые детали сварочного стапеля снабжены функционирующим по типу подшипника опорным элементом, служащим для установки сварочного стапеля на отдельные концевые опоры таким образом, который обеспечивает возможность вращения вокруг продольной оси вращения.In a sixth preferred embodiment of the proposed welding jig, the end parts of the welding jig are equipped with a bearing element functioning as a bearing, which serves to install the welding jig on separate end supports in such a way that it allows rotation around the longitudinal axis of rotation.
Способ и сварочный стапель согласно изобретению имеют то преимущество, что они дают возможность использования механизированных способов сварки, таких как дуговая сварка под флюсом, даже при выполнении внутренних сварных швов корпусной конструкции. За счет применения механизированных способов сварки можно сократить время изготовления корпусных конструкций, получить экономию трудозатрат и выполнить сварной шов однородным и высококачественным.The method and welding jig according to the invention have the advantage that they enable the use of mechanized welding methods, such as submerged arc welding, even when performing internal welds of the hull structure. Due to the use of mechanized welding methods, it is possible to reduce the manufacturing time of hull structures, to save labor costs and to make the weld uniform and high quality.
Также изобретение имеет то преимущество, что оно делает возможным поддержание для сварки листовых компонентов корпусной конструкции более быстрым и более простым образом. Компоненты корпусной конструкции поддерживаются одним и тем же сварочным стапелем в течение нескольких шагов сварки, и сварочный стапель можно перемещать от одной рабочей станции к другой без отсоединения компонентов.The invention also has the advantage that it makes it possible to support sheet metal components of the housing structure in a faster and simpler manner. Housing components are supported by the same welding jig during several welding steps, and the welding jig can be moved from one workstation to another without disconnecting the components.
Другое преимущество изобретения состоит в том, что оно предоставляет возможность одновременно к одному и тому же сварочному стапелю прикреплять компоненты более чем одной корпусной конструкции, таким образом увеличивая число операций, которые могут быть выполнены за один раз на одной рабочей станции. При этом остается небольшим число сварочных стапелей, необходимое при сварке нескольких корпусных конструкций.Another advantage of the invention is that it provides the ability to simultaneously attach components of more than one cabinet structure to the same welding jig, thereby increasing the number of operations that can be performed at a time on one workstation. At the same time, the number of welding jigs required for welding several hull structures remains small.
Предлагаемый сварочный стапель имеет то преимущество, что он имеет легкую конструкцию, а для поворота и удержания его на месте в течение процесса сварки необходимо только небольшое усилие. При использовании сварочный стапель поддерживается за счет того, что его просто устанавливают так, чтобы он свободно опирался на своих концах на концевые опоры, обеспечивая его легкое перемещение от одной рабочей станции к другой.The proposed welding jig has the advantage of being lightweight, and only a small force is needed to rotate and hold it in place during the welding process. In use, the welding jig is supported by the fact that it is simply installed so that it freely rests on its ends on the end supports, ensuring its easy movement from one workstation to another.
Осуществление сварочного стапеля имеет особое преимущество в том, что он дает возможность без использования отдельных нагревателей нагревать до необходимой температуры те компоненты корпусной конструкции, которые прикреплены к сварочному стапелю, и поддерживать их при нужной температуре.The implementation of the welding jig has a particular advantage in that it makes it possible, without using separate heaters, to heat up those components of the hull structure that are attached to the welding jig to the required temperature and maintain them at the right temperature.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Далее приведено подробное описание изобретения. При описании сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:The following is a detailed description of the invention. In the description, references are made to the accompanying drawings, in which:
- на фиг.1 в качестве примера показан сварочный стапель, используемый в предлагаемом способе, в виде сбоку и сверху;- figure 1 as an example shows a welding jig used in the proposed method, in side view and top view;
- на фиг.2а показан увеличенный вид части сварочного стапеля, показанного на фиг.1;- figure 2a shows an enlarged view of a portion of the welding jig shown in figure 1;
- на фиг.2b показано поперечное сечение сварочного стапеля, показанного на фиг.1;- Fig.2b shows a cross section of the welding jig shown in Fig.1;
- на фиг.3 на виде с торца в качестве примера показан предлагаемый сварочный стапель, опертый на концевую опору;- figure 3 on the end view as an example shows the proposed welding jig, supported on the end support;
- на фиг.4 в качестве примера показан предпочтительный вариант выполнения предлагаемого сварочного стапеля, в виде сбоку и сверху;- figure 4 shows as an example a preferred embodiment of the proposed welding jig, in side view and top view;
- на фиг.5 показаны вид сбоку и покомпонентное изображение сварочного стапеля, показанного на фиг.4.- figure 5 shows a side view and exploded view of the welding jig shown in figure 4.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг.1 в качестве показан примера сварочный стапель, используемый в предлагаемом способе, в виде сбоку и сверху. Сварочный стапель представляет собой удлиненную конструкцию, имеющую две концевые детали и две расположенные рядом и параллельные основные трубы 8, соединяющие вместе концевые детали. Концевые детали на концах сварочного стапеля представляют собой, по существу, аналогичные конструкции, но являются зеркальными отображениями друг друга. Концевая деталь содержит стальную квадратную концевую плиту 10 с металлическим цилиндром 12, приваренным к ее первой поверхности, обращенной от средней части сварочного стапеля. Концевая плита имеет следующие предпочтительные размеры и толщину: 850×850 мм и 20 мм соответственно. Цилиндр предпочтительно имеет следующие размеры: длина - 600 мм, диаметр - 800 мм, толщина стенки - 10 мм. Металлический цилиндр образует опорный элемент, посредством которого сварочный стапель может поддерживаться на отдельных концевых опорах описанным ниже способом. На углах концевой плиты выполнены отверстия 14, которые делают возможным захват сварочного стапеля подъемным устройством, например крюками крана. Основные трубы 8 сварочного стапеля на своих концах прикреплены к концевым плитам. Основные трубы представляют собой полые металлические трубы, имеющие предпочтительно прямоугольное поперечное сечение. Предпочтительно основные трубы представляют собой металлические трубы размерами 100×100 мм с толщиной стенки 10 мм. Расстояние между основными трубами предпочтительно составляет 400 мм. Средняя линия, проходящая между основными трубами, определяет ось вращения сварочного стапеля, а продольные оси основных труб определяют плоскость симметрии, относительно которой симметричен сварочный стапель. Концевые детали 10 прикреплены к основным трубам таким образом, что центральные оси цилиндров 12 лежат на оси вращения. Поверхности основных труб определяют первую поверхность крепления по первую сторону от плоскости симметрии, и вторую поверхность крепления по вторую сторону от плоскости симметрии, предназначенные для прикрепления листовых компонентов.Figure 1 as an example shows a welding jig used in the proposed method, in side view and top view. The welding jig is an elongated structure having two end parts and two adjacent and parallel
Направленные вовне грани основных труб содержат соответствующим образом расположенные крепежные элементы 16. Крепежные элементы представляют собой фасонные металлические детали, имеющие участок основания и головной участок, снабженный сквозным отверстием для стопорного клина 18. Крепежные элементы на своем участке основания приварены к направленным вовне граням основных труб, при этом их головные участки направлены от основных труб параллельно по отношению к плоскости симметрии. Сварочный стапель также содержит первые поддерживающие элементы 20, вторые поддерживающие элементы 22 и третьи поддерживающие элементы 24, посредством которых нижняя плита 100 и боковые плиты 102 свариваемой корпусной конструкции надежно закреплены на месте в сварочном стапеле для сборки путем сварки. Первые, вторые и третьи поддерживающие элементы прикреплены съемным образом к крепежным элементам 16 основных труб и друг к другу при помощи стопорных клиньев 18.The outward facing faces of the main pipes comprise appropriately positioned
На фиг.2а и 2b показаны соответственно увеличенный вид части сварочного стапеля, показанного на фиг.1, и поперечное сечение сварочного стапеля, показанного на фиг.1. На чертежах проиллюстрирована нижняя плита 100 и две боковые плиты 102 корпусной конструкции, прикрепленные к сварочному стапелю, а также используемые при их креплении первый, второй и третий поддерживающие элементы. Первые поддерживающие элементы состоят из двух расположенных рядом U-образных листовых компонентов, соединенных вместе болтами таким образом, что между листовыми компонентами остается зазор, по размеру равный ширине головного участка крепежного элемента 16. Участки основания первых поддерживающих элементов имеют отверстие для стопорного клина 18. Первые поддерживающие элементы установлены на место таким образом, что края нижних плит, расположенных по обе стороны от основных труб, остаются в U-образном пазу, выполненном в поддерживающем элементе, а головной участок крепежного элемента 16 посажен в зазор между листовыми компонентами первого поддерживающего элемента. Первые поддерживающие элементы зафиксированы на месте за счет вставки стопорного клина 18 в отверстия, проходящие через участок основания поддерживающего элемента и головной участок крепежного элемента 16. Таким образом, поддерживающий элемент зафиксирован на месте и одновременно с этим края нижней плиты 100 по обе стороны от основных труб 8 сварочного стапеля остаются в пазу поддерживающего элемента, в результате чего они не имеют возможности перемещаться. При необходимости между внутренним краем паза поддерживающего элемента и поверхностью нижней плиты может быть вставлен натягивающий клин 26 для того, чтобы гарантировать, что нижняя плита остается неподвижной. Первые поддерживающие элементы обеспечивают то, что нижняя плита 100 надежно прикреплена к сварочному стапелю. Предпочтительно поблизости от каждого угла нижней плиты расположено по одному поддерживающему элементу.Figures 2a and 2b respectively show an enlarged view of a portion of the welding jig shown in Figure 1, and a cross section of the welding jig shown in Figure 1. The drawings illustrate the
Вторые поддерживающие элементы 22 состоят из двух расположенных рядом фасонных удлиненных листовых компонентов, соединенных вместе болтами таким образом, что между листовыми компонентами остается зазор, равный ширине головного участка крепежного элемента 16. Средняя часть вторых поддерживающих элементов содержит паз 28, имеющий ширину, по существу, равную сумме двух толщин нижних плит и высоты основной трубы. В пазу выполнено отверстие для стопорного клина 18, проходящее сквозь листовые компоненты. Второй поддерживающий элемент установлен на месте в сварочном стапеле путем его установки на крепежном элементе основной трубы таким образом, что головной участок крепежного элемента посажен между листовыми компонентами второго поддерживающего элемента, а края нижней плиты вставлены в паз 28. Второй поддерживающий элемент зафиксирован в неподвижном состоянии за счет установки на место стопорного клина 18, проходящего через отверстие в листовых компонентах и через отверстие в головном участке крепежного элемента.The second supporting
Края паза 28 в средней части второго поддерживающего элемента 22 образуют опору, удерживающую неподвижной нижнюю плиту 100, в то время как стороны, определенные концами паза и поддерживающим элементом, образуют опоры, лишающие возможности передвижения боковые плиты 102 корпусной конструкции. Таким образом, один поддерживающий элемент поддерживает боковые плиты, закрепленные по обе стороны от плоскости симметрии сварочного стапеля. Краевые поверхности 30 сторон поддерживающего элемента, обращенные к внутренней части сварочного стапеля, выполнены соответствующими форме поперечного сечения механически обработанной боковой плиты 102 настолько точно, насколько это возможно, за счет чего боковая плита, когда она установлена с упором в краевую поверхность, поддерживается поддерживающим элементом на всем протяжении своей ширины. Предпочтительно форма краевых поверхностей выполняется так, чтобы следовать форме фасок, выполненных на краях боковых частей, образующих сварочный паз. Боковые плиты также могут быть прикреплены ко вторым поддерживающим элементам таким образом, что между краем боковой плиты и поверхностью нижней плиты остается надлежащий воздушный зазор. Кроме того, во вторых поддерживающих элементах может быть выполнен направленный вовне предварительный наклон, предназначенный для компенсации наклона боковой плиты внутрь, вызванного создаваемым в сварном шве растягивающим напряжением.The edges of the
Концы второго поддерживающего элемента также содержат третьи поддерживающие элементы 24 для обеспечения того, чтобы крайние части корпусной конструкции не перемещались в своем положении с упором в краевые поверхности 30 вторых поддерживающих элементов. Третьи поддерживающие элементы выполнены в виде U-образных отдельных листовых компонентов, имеющих первую ножку, устанавливаемую с упором в боковую плиту 102, и вторую ножку, удерживаемую на головном участке второго поддерживающего элемента. Головные участки второго поддерживающего элемента содержат два сквозных отверстия для стопорных клиньев 18. Третьи поддерживающие элементы установлены таким образом, что между ножками посажены край боковой плиты и стопорные клинья, помещенные в отверстия в головных участках второго поддерживающего элемента. После этого стопорные клинья окончательно забивают на место, в результате чего первая ножка третьего поддерживающего элемента оказывается плотно прижатой к боковой плите. Таким образом, край боковой плиты 102 корпусной конструкции остается плотно зажатым между ножкой третьего поддерживающего элемента 24 и краевой поверхностью 30 второго поддерживающего элемента 22, таким образом неподвижно фиксируя боковую плиту относительно сварочного стапеля. Сварочный стапель оборудован таким количеством вторых поддерживающих элементов, чтобы они в достаточной мере поддерживали боковые детали. Необходимое число поддерживающих элементов зависит, среди прочего, от используемого способа сварки и от размера сварного шва, соединяющего вместе боковые детали и нижние детали, что оказывает непосредственное влияние на величину создаваемого в сварном шве растягивающего напряжения.The ends of the second supporting element also comprise third supporting
В предпочтительном варианте выполнения предлагаемого сварочного стапеля внутри основных труб 8 установлены электрические нагревательные резисторы 32, при помощи которых основные трубы и опирающиеся на них компоненты корпусной конструкции могут быть нагреты до необходимой для сварки температуры. Нагревательные резисторы внутри основных труб защищены от ударов и прочих механических воздействий и, следовательно, не получают повреждений при перемещении свариваемых компонентов. Концевые плиты 10 сварочного стапеля содержат отверстия (непоказанные), расположенные на концах основных труб 8, открывающиеся в цилиндр 12, через которые проходят концы основных труб. Подача электричества к нагревательным резисторам осуществляется через открытые концы основных труб. Регулирование мощности нагревательных резисторов управляется термостатом и таким образом обеспечивается сохранение нужной температуры свариваемых компонентов на всем протяжении процесса сварки.In a preferred embodiment of the proposed welding jig inside the
На фиг.3 в качестве примера показан предлагаемый сварочный стапель. Изобретение содержит две отдельные концевые опоры 40, на которых на обоих своих концах поддерживается сварочный стапель для фиксации и соединения сваркой компонентов корпусной конструкции. Каждая концевая опора имеет раму 42, состоящую из трубных компонентов, на которой поблизости друг от друга установлены на подшипниках с возможностью вращения опорные кольца 44. Размер опорных колец и расстояние между ними выбирают с целью обеспечения поддержки цилиндра 12 концевой детали сварочного стапеля, которую на ее наружном крае устанавливают на опорные кольца. Диаметр опорных колец и расстояние между их центрами предпочтительно составляют соответственно 40 см и 50 см. Благодаря подшипникам опорных колец сварочный стапель может вращаться на опорных кольцах при приложении небольшого усилия, тем сварочный стапель может вращаться вокруг своей оси вращения. Предпочтительно для обеспечения вращения опорных колец некоторые из опорных колец оснащены приводом от двигателя.Figure 3 as an example shows the proposed welding jig. The invention comprises two separate end supports 40, on which a welding jig is supported at both ends to fix and weld components of the hull structure. Each end support has a
Подходящая длина сварочного стапеля зависит от применения, т.е. от длины свариваемых при помощи сварочного стапеля компонентов. Тем не менее, преимущества, достигаемые сварочным стапелем, более ярко выражены, когда сварочный стапель является относительно длинным, предпочтительно величиной в несколько метров, так как тогда сварка требует длинных сварных швов, которые могут быть выполнены экономично за счет использования механизированных способов сварки, таких как дуговая сварка под флюсом.The suitable length of the welding jig depends on the application, i.e. on the length of components being welded using a welding jig. However, the advantages achieved by the welding jig are more pronounced when the welding jig is relatively long, preferably several meters, since then welding requires long welds that can be made economically by using mechanized welding methods, such as submerged arc welding.
В предложенном способе сварку корпусных конструкций производят следующим образом. Сначала компоненты собираемых сваркой корпусных конструкций прикрепляют к сварочному стапелю на первой рабочей станции. Крепление компонентов начинают с установки первой нижней плиты 100 на опоры и подъема сварочного стапеля на нижнюю плиту. После этого на основные трубы поднимают вторую нижнюю плиту 100 и при помощи стопорных клиньев 18 к крепежным элементам 16 основных труб прикрепляют необходимое число первых поддерживающих элементов 20, таким образом неподвижно прикрепляя нижние плиты к основным трубам на обеих поверхностях крепления. При креплении нижней плиты предпочтительно используют по меньшей мере четыре первых поддерживающих элемента, расположенных поблизости от углов нижней плиты.In the proposed method, the welding of hull structures is performed as follows. First, the components of the body structures assembled by welding are attached to the welding jig at the first workstation. The fastening of the components begins with the installation of the first
Далее, к обеим основным трубам 8 при помощи стопорных клиньев 18 прикрепляют необходимое количество вторых поддерживающих элементов 22 разъясненным выше способом. После установки вторых поддерживающих элементов боковые плиты 102 корпусной конструкции устанавливают с упором их в краевые поверхности и неподвижно прикрепляют ко вторым поддерживающим элементам посредством третьих поддерживающих элементов 24 и стопорных клиньев 18. Боковые плиты устанавливают на обеих сторонах сварочного стапеля.Further, the required number of second supporting
После фиксации боковых плит выполняют соединение сваркой указанных боковых плит и нижних плит путем создания сварного шва внутри корпусной конструкции, проходящего в продольном направлении корпусной конструкции. Для сварки боковых плит сварочный стапель перемещают на другую рабочую станцию, оснащенную сварочным оборудованием. Сварочный стапель перемещают подъемным устройством, имеющим захватные средства, предназначенные для захвата концевых плит сварочного стапеля. Предпочтительно сварку выполняют с применением механизированного способа сварки, такого как дуговая сварка под флюсом. Использование механизированных способов сварки возможно потому, что при применении предлагаемого сварочного стапеля не нужны какие-либо перемычки между боковыми плитами для предохранения боковых плит от изгибания внутрь под влиянием растягивающих усилий сварного шва. Сначала сварку выполняют на тех компонентах корпусной конструкции, которые закреплены на первой поверхности крепления сварочного стапеля. После этого сварочный стапель поворачивают вокруг оси вращения для того, чтобы подать в пределы зоны досягаемости сварочного оборудования компоненты, закрепленные на второй поверхности крепления. При необходимости установленные в сварочном стапеле нагревательные резисторы могут нагревать компоненты корпусной конструкции до необходимой для сварки температуры.After fixing the side plates, a connection is made by welding the indicated side plates and the lower plates by creating a weld inside the body structure extending in the longitudinal direction of the body structure. To weld the side plates, the welding jig is moved to another workstation equipped with welding equipment. The welding jig is moved by a lifting device having gripping means for gripping the end plates of the welding jig. Preferably, the welding is performed using a mechanized welding method, such as submerged arc welding. The use of mechanized welding methods is possible because when using the proposed welding jig, no jumpers between the side plates are needed to protect the side plates from bending inward under the influence of the tensile forces of the weld. First, welding is performed on those components of the hull structure that are mounted on the first surface of the welding jig attachment. After that, the welding jig is rotated around the axis of rotation in order to supply components fixed to the second surface of attachment within the reach of the welding equipment. If necessary, heating resistors installed in the welding jig can heat the components of the hull structure to the temperature required for welding.
После сварки боковых плит и нижней плиты к корпусной конструкции приваривают перемычки, прикрепляемые к боковым плитам и нижней плите (на чертежах перемычки не показаны). Так как приваривание перемычек требует нескольких расходящихся сварных швов, проходящих вдоль краев перемычек, обычно наиболее практично выполнить его ручной сваркой, например, сваркой металлическим электродом в среде инертных газов или роботизированной сваркой. Для приваривания перемычек сварочный стапель подают к третьей рабочей станции, где происходит приваривание перемычек.After welding the side plates and the bottom plate, jumpers are welded to the hull structure, attached to the side plates and the bottom plate (not shown in the drawings). Since the welding of the bridges requires several diverging welds extending along the edges of the bridges, it is usually most practical to perform it by manual welding, for example, welding with a metal electrode in an inert gas environment or robotic welding. To weld the jumpers, the welding jig is fed to the third workstation, where the welding of the jumpers takes place.
После приваривания перемычек второй и третий поддерживающие элементы могут быть полностью сняты. Затем варят наружный шов между боковыми плитами и нижней плитой. В течение этой сварки нижняя плита по-прежнему прикреплена к сварочному стапелю первыми поддерживающими элементами. После вышеуказанных сварочных операций корпусная конструкция может быть откреплена от сварочного стапеля. Для снятия корпусной конструкции сварочный стапель предпочтительно перемещают на четвертую рабочую станцию. Снятие корпусной конструкции выполняют просто за счет удаления стопорных клиньев, удерживающих первые поддерживающие элементы, в результате чего поддерживающие элементы отсоединяются от основных труб. Одновременно с этим корпусную конструкцию отсоединяют от сварочного стапеля. Теперь сварочный стапель может быть отведен назад к первой рабочей станции, где к нему прикрепляют новые компоненты корпусной конструкции.After welding the jumpers, the second and third supporting elements can be completely removed. Then weld the outer seam between the side plates and the bottom plate. During this welding, the bottom plate is still attached to the welding jig with the first supporting elements. After the above welding operations, the hull structure can be detached from the welding jig. To remove the hull structure, the welding jig is preferably moved to a fourth workstation. Removing the hull structure is carried out simply by removing the locking wedges holding the first supporting elements, as a result of which the supporting elements are disconnected from the main pipes. At the same time, the hull structure is disconnected from the welding jig. Now the welding jig can be pulled back to the first workstation, where new components of the hull structure are attached to it.
Корпусная конструкция, отсоединенная от сварочного стапеля, еще не полностью завершена, так как она не имеет покрывающей плиты, прикрепляемой к боковым плитам. В процессе приваривания покрывающей плиты предложенный сварочный стапель не является обязательным, а этот процесс может быть выполнен с использованием известных способов. Сначала покрывающую плиту подают в нужное место, на края боковых плит, а после этого осуществляют ее предварительное закрепление на месте при помощи коротких сварных швов. После этого покрывающую плиту присоединяют сваркой при помощи наружных сварных швов. Приваривание покрывающей плиты предпочтительно выполняют с использованием механизированного способа сварки, такого как дуговая сварка под флюсом.The hull structure detached from the welding jig is not yet fully completed, since it does not have a cover plate attached to the side plates. In the process of welding the covering plate, the proposed welding jig is not mandatory, and this process can be performed using known methods. First, the covering plate is served in the right place, on the edges of the side plates, and then it is pre-fixed in place using short welds. After that, the covering plate is joined by welding using external welds. The welding of the cover plate is preferably carried out using a mechanized welding method, such as submerged arc welding.
Если приваривание покрывающей плиты выполняют при повышенной температуре, то сначала повышают до надлежащего для сварки значения температуру корпусной конструкции и предварительно присоединенной к ней покрывающей плиты. Предпочтительно свариваемые компоненты нагревают до необходимой температуры в печи, в которую указанные компоненты помещают на нужный период времени. Когда температура компонентов достигает необходимого уровня, их извлекают из печи и выполняют сварку вышеописанным образом.If the welding of the covering plate is carried out at an elevated temperature, then the temperature of the hull structure and the covering plate previously connected to it are raised to a temperature suitable for welding. Preferably, the components to be welded are heated to the required temperature in the furnace, in which these components are placed for the desired period of time. When the temperature of the components reaches the required level, they are removed from the furnace and welding is performed as described above.
Также есть возможность выполнить приваривание покрывающей плиты с использованием способа сварки и сварочного стапеля согласно изобретению. Как и в случае с нижней плитой, покрывающие плиты могут быть установлены на обеих поверхностях крепления сварочного стапеля посредством первых поддерживающих элементов, после чего на покрывающую плиту устанавливают часть корпусной конструкции, изготовленную с использованием вышеописанного способа из боковых плит, нижних плит и перемычек, и закрепляют ее на месте при помощи коротких сварных швов. Затем выполняют окончательную сварку боковых плит и покрывающей плиты. При прикреплении к сварочному стапелю покрывающих плит и нижних плит с отличающимися значениями толщины могут быть использованы первые поддерживающие элементы, отличающиеся друг от друга по ширине пазов. Предпочтительно при прикреплении всегда используют первые поддерживающие элементы, ширина пазов которых подобрана по размеру в соответствии с толщиной прикрепляемой плиты. В течение приваривания покрывающих плит указанные покрывающие плиты, при необходимости, могут быть нагреты до повышенной температуры предусмотренными в сварочном стапеле нагревательными резисторами, и сварочный стапель, поддерживаемый на концевых опорах, может вращаться вокруг оси вращения.It is also possible to weld the cover plate using the welding method and the welding jig according to the invention. As in the case of the bottom plate, the cover plates can be installed on both surfaces of the welding jig fastening by means of the first supporting elements, after which a part of the body structure made using side plates, lower plates and jumpers using the above method is installed and fixed it in place with short welds. Then perform the final welding of the side plates and the covering plate. When attaching cover plates and lower plates with differing thicknesses to the welding jig, the first supporting elements that differ from each other in the width of the grooves can be used. Preferably, the first supporting elements are always used when attaching, the width of the grooves of which is selected in accordance with the thickness of the plate to be attached. During welding of the covering plates, said covering plates, if necessary, can be heated to an elevated temperature provided by the heating resistors provided in the welding jig, and the welding jig supported on the end supports can rotate around the axis of rotation.
После приваривания покрывающей плиты корпусной конструкции дают возможность остыть, а затем она может быть подвергнута механической обработке, такой как возможное нарезание зубчатого венца по краю покрывающей плиты и, если это требуется, отделочным операциям.After welding, the cover plate of the hull structure is allowed to cool, and then it can be machined, such as cutting a gear ring along the edge of the cover plate and, if necessary, finishing operations.
Предлагаемые способ и устройство особенно подходят для изготовления сваркой корпусных конструкций, созданных из нижней плиты, боковых плит, перемычек и покрывающей плиты. Такие конструкции включают в себя блоки ног буровой нефтяной вышки высотой в несколько метров, в которых листовые компоненты корпусной конструкции имеют многометровую толщину и в которых могут быть использованы различные марки стали. Кроме того, предлагаемые способ и сварочный стапель могут быть использованы для сварки конструкций, отличных от корпусных конструкций. Например, предложенный способ может быть использован для изготовления прочных U-образных профилей из одной нижней плиты и двух боковых плит или прочных L-образных профилей из нижней плиты и одной боковой плиты.The proposed method and device is particularly suitable for the manufacture of welding body structures created from the bottom plate, side plates, jumpers and cover plate. Such designs include foot blocks of oil rigs several meters high, in which the sheet components of the hull structure are many meters thick and in which various steel grades can be used. In addition, the proposed method and welding jig can be used for welding structures other than body structures. For example, the proposed method can be used for the manufacture of durable U-shaped profiles from one bottom plate and two side plates or durable L-shaped profiles from the bottom plate and one side plate.
В раскрытом выше варианте выполнения сварочный стапель имеет две поверхности крепления и обе они предназначены для сварки компонентов одной конструкции. Специалисту должно быть ясно, что при сварке более коротких конструкций на одной поверхности крепления могут быть установлены одна за другой и сварены вместе вышеописанным образом более чем одна нижняя плита и боковая плита. Это дает возможность эффективно использовать механизированные способы сварки при изготовлении меньших листовых конструкций. Также допустимо, чтобы в сварочном стапеле размещалось больше основных труб, лежащих на различных уровнях, таким образом образуя в сварочном стапеле несколько, предпочтительно три или четыре поверхности крепления, расположенные в сварочном стапеле симметрично вокруг оси вращения сварочного стапеля.In the embodiment disclosed above, the welding jig has two fastening surfaces and both of them are intended for welding components of the same structure. The specialist should be clear that when welding shorter structures on one surface of the fastening can be installed one after another and welded together in the above manner more than one lower plate and side plate. This makes it possible to effectively use mechanized welding methods in the manufacture of smaller sheet structures. It is also permissible that in the welding jig there are more main pipes lying at different levels, thus forming several, preferably three or four fastening surfaces in the welding jig located symmetrically around the axis of rotation of the welding jig in the welding jig.
На фиг.4 в качестве примера показано изображение предпочтительного варианта выполнения сварочного стапеля в виде сбоку и сверху. На фиг.4 показан сварочный стапель с установленными в нем свариваемыми компонентами. На фиг.5 показан сварочный стапель, показанный на фиг.4, на виде сбоку без свариваемых компонентов и разобранный на два составляющих элемента.Figure 4 shows, by way of example, a preferred embodiment of the welding jig in side and top views. Figure 4 shows a welding jig with weldable components installed in it. Figure 5 shows the welding jig shown in figure 4, in side view without weldable components and disassembled into two component elements.
В проиллюстрированном на фиг.4 и 5 варианте выполнения основные трубы 8 состоят из первых наружных труб 8а, прикрепленных к концевой плите 10 первой концевой детали, и вторых наружных труб 8b, прикрепленных к концевой плите второй концевой детали, а также внутренних труб 9, расположенных внутри наружных труб (фиг.5). Суммарная длина первой и второй наружных труб предпочтительно, по существу, равна длине внутренней трубы. Внутренняя труба может быть прикреплена к первой или второй наружной трубе, либо она может быть полностью свободной деталью. Концевые плиты 10 содержат два прямоугольных листовых четвертых поддерживающих элемента 25, неподвижно установленных предпочтительно с помощью сварки на концевой плите на одном из краев. Четвертые поддерживающие элементы прикреплены к концевым плитам между основными трубами, по существу, в параллельном положении, следуя один за другим, с оставленным между ними зазором шириной по меньшей мере несколько большей, чем толщина нижней плиты, прикрепляемой к сварочному стапелю. Концы четвертых поддерживающих элементов имеют отверстия 27 для стопорного штифта 29.In the embodiment illustrated in FIGS. 4 and 5, the
На фиг.5 показан сварочный стапель в разобранном состоянии с полностью отделенными друг от друга составными частями сварочного стапеля. Тогда между первыми наружными трубами основных труб открывается зазор, могущий принять нижнюю плиту 100. После установки нижней плиты сварочный стапель собирают путем вставки свободных концов внутренних труб 9 в свободные концы вторых наружных труб и путем проталкивания концов сварочного стапеля по направлению друг к другу. Тогда первый и второй концы нижней плиты оказываются посаженными соответственно между четвертыми поддерживающими элементами в первой концевой детали сварочного стапеля и между четвертыми поддерживающими элементами во второй концевой детали. За счет расположения конца нижней плиты в зазоре между поддерживающими элементами, между концевой деталью сварочного стапеля и нижней плитой создается соединение с высокой жесткостью на кручение.Figure 5 shows the welding jig in a disassembled state with the components of the welding jig completely separated from each other. Then, a gap opens between the first outer pipes of the main pipes, which can receive the
На фиг.4 показан сварочный стапель в нагруженном состоянии с установленной на место нижней плитой. В проиллюстрированном на фиг.4 варианте выполнения на обоих продольных краях нижней плиты 100 выполнен зубчатый венец. Нижняя плита зафиксирована на месте за счет вставки стопорного штифта 29 в отверстия 27, выполненные в четвертых поддерживающих элементах, в результате чего углубления зубчатого венца в нижней плите принимают стопорный штифт, и нижняя плита фиксируется на месте. Одновременно с этим компоненты сварочного стапеля соединены друг с другом посредством нижней плиты. Вышеописанный способ крепления, осуществляемый посредством стопорного штифта и выемки в нижней плите, представляет собой только один предпочтительный способ крепления нижней плиты. Специалисту в данной области должно быть понятно, что возможны и другие способы крепления.Figure 4 shows the welding jig in the loaded state with the bottom plate installed in place. In the embodiment illustrated in FIG. 4, a ring gear is provided on both longitudinal edges of the
В вышеописанном предпочтительном варианте выполнения сварочного стапеля поверхность крепления для нижней плиты образована между основными трубами, а ось вращения сварочного стапеля проходит продольно «сквозь» нижнюю плиту, установленную на поверхности крепления. Цель состоит в том, чтобы расположить нижнюю плиту между основными трубами таким образом, чтобы ось, проходящая через центр тяжести нижней плиты, и ось вращения сварочного стапеля лежали настолько близко друг к другу, насколько это возможно, для того чтобы достичь наиболее симметричной нагрузки, какая возможна для сварочного стапеля. Нижняя плита предпочтительно установлена в сварочном стапеле таким образом, что ось, проходящая через центр тяжести нижней плиты, и ось вращения сварочного стапеля лежат, по существу, на одной и той же линии.In the above-described preferred embodiment of the welding jig, the fastening surface for the lower plate is formed between the main pipes, and the axis of rotation of the welding jig passes longitudinally “through” the lower plate mounted on the surface of the fastening. The goal is to position the bottom plate between the main tubes so that the axis passing through the center of gravity of the bottom plate and the axis of rotation of the welding jig lie as close to each other as possible in order to achieve the most symmetrical load, which possible for welding jig. The bottom plate is preferably mounted in the welding jig in such a way that the axis passing through the center of gravity of the lower plate and the axis of rotation of the welding jig lie essentially on the same line.
После закрепления нижней плиты к ее наружным поверхностям прикрепляют боковые плиты 102. В проиллюстрированном на фиг.4 варианте выполнения боковые плиты представляют собой удлиненные листовые компоненты, отлитые в форме желоба, которые на своих продольных краях приварены к нижней плите. На фиг.4 имеются две боковые плиты, которые приварены симметрично на обеих сторонах нижней плиты. Боковые плиты в форме желоба устанавливают в положение, показанное на фиг.4, на нижнюю плиту и осуществляют предварительное крепление при помощи небольших сцепляющих сварных соединений. После этого выполняют окончательную сварку нижней плиты и боковых плит с использованием вышеописанного способа. Окончательную сварку выполняют предпочтительно с использованием механизированного способа сварки, такого как дуговая сварка под флюсом. В этом предпочтительном варианте выполнения изобретения сварочный стапель перемещают от одной рабочей станции к другой, вращают сварочный стапель в течение процесса сварки, а свариваемые компоненты нагревают при помощи нагревательных резисторов, которые устанавливаются в основных трубах точно таким же образом, как разъяснено в описании фиг.1-3.After fixing the bottom plate,
В вышеприведенном описании прикрепление имеющих форму желоба боковых плит к нижней плите проводилось после того, как нижняя плита была прикреплена к сварочному стапелю. Специалисту в данной области будет понятно, что эти шаги также могут быть выполнены в другом порядке, т.е. сначала прикрепляя боковые плиты к нижней плите при помощи небольших сцепляющих сварочных соединений, а затем прикрепляя нижнюю плиту к сварочному стапелю. Кроме того, следует понимать, что данный предпочтительный вариант выполнения изобретения не ограничен сваркой боковых плит в форме желоба, но также пригоден для сварки боковых плит и нижних плит различных форм.In the above description, the attachment of the gutter-shaped side plates to the bottom plate was carried out after the bottom plate was attached to the welding jig. One skilled in the art will understand that these steps can also be performed in a different order, i.e. first attaching the side plates to the bottom plate using small adhesion welding joints, and then attaching the bottom plate to the welding jig. In addition, it should be understood that this preferred embodiment of the invention is not limited to welding side plates in the form of a gutter, but is also suitable for welding side plates and lower plates of various shapes.
Выше описаны предпочтительные варианты осуществления способа и сварочного стапеля согласно изобретению. Изобретение не ограничено только описанными решениями, но идея изобретения применима многочисленными способами в пределах объема формулы изобретения.Preferred embodiments of the method and welding jig according to the invention are described above. The invention is not limited only to the described solutions, but the idea of the invention is applicable in numerous ways within the scope of the claims.
Claims (23)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20065535 | 2006-08-29 | ||
| FI20065535A FI120530B (en) | 2006-08-29 | 2006-08-29 | Method for welding plate-like parts and welding jig used in the method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009109835A RU2009109835A (en) | 2010-10-10 |
| RU2420381C2 true RU2420381C2 (en) | 2011-06-10 |
Family
ID=36950715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009109835/02A RU2420381C2 (en) | 2006-08-29 | 2007-08-29 | Method and fixture for welding sheet structures |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2064024A1 (en) |
| FI (1) | FI120530B (en) |
| RU (1) | RU2420381C2 (en) |
| UA (1) | UA94766C2 (en) |
| WO (1) | WO2008025882A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104785988A (en) * | 2015-04-09 | 2015-07-22 | 柳州市飞歌汽车配件有限公司 | Motorlorry compartment bottom plate welding tool |
| RU2704679C2 (en) * | 2018-04-16 | 2019-10-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Assembly slipway |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102485403B (en) * | 2010-12-03 | 2014-05-14 | 中国有色（沈阳）冶金机械有限公司 | Cylinder welding frame body device |
| CN104097010B (en) * | 2014-07-17 | 2015-11-18 | 安徽好运机械有限公司 | The dual-purpose weld mold of positive and negative |
| CN104526219B (en) * | 2014-10-30 | 2017-06-06 | 南通虹波机械有限公司 | Vavle shelf frock |
| CN104625533B (en) * | 2014-12-23 | 2016-04-27 | 奇瑞商用车（安徽）有限公司 | A kind of filler cap weld jig and welding method |
| CN104985384B (en) * | 2015-08-05 | 2017-08-11 | 安吉金科机械设备有限公司 | One kind welding swinging mounting |
| CN105798515A (en) * | 2016-05-11 | 2016-07-27 | 安徽好运机械有限公司 | Flexible lap welding mold for oil tank bodies for forklift truck |
| CN106378564B (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-13 | 北京汽车股份有限公司 | A kind of clamp bottom board |
| CN108262559B (en) * | 2018-02-06 | 2024-04-12 | 江苏顺航电子科技有限公司 | Welding tool for producing wine bottle opener |
| CN108788600A (en) * | 2018-06-29 | 2018-11-13 | 聊城中通新能源汽车装备有限公司 | A kind of compression tailstock compartment or so piece jig |
| CN108907592B (en) * | 2018-07-20 | 2020-09-15 | 浙江腾云制冷科技有限公司 | Clamping device of radiating tube |
| CN115319245B (en) * | 2022-08-12 | 2023-05-23 | 申江压力容器(宁波)有限公司 | Double-end external joint submerged arc welding device for pressure vessel |
| CN116238161B (en) * | 2023-02-27 | 2024-03-08 | 麦卡苏豫(无锡)智能装备有限公司 | Beam welding machine for welding plastic parts |
| CN117817074B (en) * | 2024-03-04 | 2024-05-07 | 常州市汇淼机电科技工程有限公司 | Full-automatic welding equipment for high-strength steel tower cylinder |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2240739A (en) * | 1939-03-08 | 1941-05-06 | Nat Supply Co | Manipulator |
| US2672839A (en) * | 1948-11-29 | 1954-03-23 | Herbert M Neuhaus | Apparatus for clamping and aligning plates or the like |
| US3827682A (en) * | 1973-01-17 | 1974-08-06 | Foster C Inc | Apparatus for rotation of plates to facilitate weldment |
| JP3340173B2 (en) * | 1993-03-08 | 2002-11-05 | 株式会社キーレックス | Work holding device |
| JP2763482B2 (en) * | 1993-09-16 | 1998-06-11 | ニスコ建設株式会社 | Assembly jig |
| IE71656B1 (en) * | 1993-11-01 | 1997-02-26 | Joseph Augustine Higgins | A welding method and production of component products introduction |
-
2006
- 2006-08-29 FI FI20065535A patent/FI120530B/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-08-29 UA UAA200903028A patent/UA94766C2/en unknown
- 2007-08-29 EP EP07803726A patent/EP2064024A1/en not_active Withdrawn
- 2007-08-29 RU RU2009109835/02A patent/RU2420381C2/en not_active IP Right Cessation
- 2007-08-29 WO PCT/FI2007/050463 patent/WO2008025882A1/en active Application Filing
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104785988A (en) * | 2015-04-09 | 2015-07-22 | 柳州市飞歌汽车配件有限公司 | Motorlorry compartment bottom plate welding tool |
| RU2704679C2 (en) * | 2018-04-16 | 2019-10-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Assembly slipway |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20065535A0 (en) | 2006-08-29 |
| RU2009109835A (en) | 2010-10-10 |
| FI120530B (en) | 2009-11-30 |
| EP2064024A1 (en) | 2009-06-03 |
| FI20065535A (en) | 2008-03-01 |
| WO2008025882A1 (en) | 2008-03-06 |
| UA94766C2 (en) | 2011-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2420381C2 (en) | Method and fixture for welding sheet structures | |
| JP2019531900A (en) | System and method for separating tubular components | |
| JP4231053B2 (en) | Jig for assembling splice plate for connecting upper flange of H-shaped steel frame and assembling method using the same | |
| JP2011167703A (en) | Welding support stand for joint | |
| US20220193817A1 (en) | A multi-position clamp for friction welding operations | |
| CN112570976A (en) | Semicircle steel pipe fixed-position welding device for steel structure building | |
| JP5328537B2 (en) | Steel plate block reversing device and steel plate block reversing method | |
| CN105945507A (en) | Pipeline fixing welding method in building construction | |
| KR20140002205U (en) | lashing clamp device for upsetting prevention of welding plates | |
| CN211438828U (en) | Welding geminate transistors device | |
| CN112609583A (en) | Steel box tied arch bridge steel structure construction system and construction method | |
| CN106002074A (en) | Fixing device for movable pipeline welding in construction | |
| CN218203054U (en) | Portable anchor chain cladding device | |
| JP6751298B2 (en) | Turbine casing rotating device | |
| KR20110046642A (en) | Jig device for simulating circle welding and simulation method using the same | |
| KR100561819B1 (en) | Robot with heavy steel corner gripper for auto welding of heavy steel corner for lng storage tank | |
| JP2023114229A (en) | Lifting device and lifting method of post-fitting panel | |
| JP2021159928A (en) | Fitting jig | |
| JP2831253B2 (en) | Automatic welding method for inner surface reinforcement of cylindrical shells | |
| JPS6218278B2 (en) | ||
| CN111438428A (en) | Rapid assembling and welding method for large-diameter steel pipeline | |
| JP4402543B2 (en) | A guide jig for alignment and a method of longitudinal joining of piles using them. | |
| CN220247545U (en) | Portable steel construction operation platform | |
| KR101581325B1 (en) | Fixing jig for installing of longi | |
| CN102672405B (en) | Workpiece position changing machine, workpiece position changing processing method and workpiece position changing processing system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120830 |