一种绞吸式挖泥船的定位钢桩焊接工艺制造技术

本发明专利技术提供一种绞吸式挖泥船的定位钢桩焊接工艺，钢桩由若干筒节组装而成，步骤包括：步骤1、板材下料前进行预处理；步骤2、将板材下料卷制成筒节,筒节钢板卷制前现对纵缝对接两端进行弧形压制；步骤3、筒节按焊接工艺进行焊接；步骤4、采用分段组装方案滚轮胎架上进行整体拼装对接；步骤5、钢桩制作检验合格后进行涂装工作。本发明专利技术的有益效果是：使钢桩的强度高，满足高精度定位作业的需要。

Welding technology of positioning steel pile for cutter suction dredger

The invention provides a welding process of positioning steel pile of cutter suction dredger. The steel pile is composed of several cylinder sections. The steps include: Step 1, pre-treatment before plate blanking; step 2, making plate blanking into cylinder section, arc pressing the two ends of longitudinal joint butt joint before rolling the cylinder section steel plate; step 3, welding the cylinder section according to the welding process; step 4, adopting sectional assembly method The overall assembly and butt joint shall be carried out on the case roll tire frame; step 5, coating shall be carried out after the steel pile is manufactured and inspected to be qualified. The beneficial effect of the invention is: the strength of the steel pile is high, meeting the needs of high-precision positioning operation.

【技术实现步骤摘要】
一种绞吸式挖泥船的定位钢桩焊接工艺
本专利技术涉及船舶疏浚设备
，特别是一种绞吸式挖泥船的定位钢桩焊接工艺。
技术介绍
大型绞吸挖泥船是航道疏浚和港口建设疏浚的主力船型之一，随着疏浚需求的不断加大，绞吸挖泥船正向大型化方向发展。5000kW绞刀功率绞吸式挖泥船是一种系统复杂、技术含量很高的疏浚技术装备。其中定位钢桩台车系统是大型绞吸挖泥船核心关键系统。定位钢桩台车系统主要由主桩台车装置和副桩装置两部分组成。主桩一般置于船艉或船艏中间开槽内的台车上，台车上有一组轮子可以在槽内的轨道上前后移动，靠台车上的油缸推拉船体移动；辅桩一般固定于左或右舷的尾端或首端，配合主桩实现挖泥船的移船操作，台车的初始一般位于开槽前端且主钢桩插入泥中，绞刀在横移绞车的驱动下扇形扫挖泥面，当绞刀头达到挖泥深度后需移动船位，台车的行走油缸顶推或拉船体向前移动，直到台车行走至开槽尾端，待又需移动船位时，辅桩下放至泥中，主桩升起一定高度，用行走油缸拖拉台车至开槽前端，主桩下放、辅桩升起，下一个移船周期开始。绞吸式挖泥船一般包含2根定位钢桩，分别是主桩(又称工作桩，安装在台车上)和辅桩。挖泥船利用辅桩和工作桩实现疏浚期间的定位和进料，挖泥船以定位桩(工作桩)为固定支点做圆弧形摆动(定位桩放置在可移动钢桩台车上)。另一只桩为辅助桩，一般置于船尾右舷一侧，用于船体移动时定位。钢桩台车利用液压缸可移动4-6m的距离，推动绞吸式挖泥船向前移动。绞刀头以定位桩为中心依圆弧进行工作。大型绞吸式挖泥船定位桩的桩体是由钢板制成管型并焊接而成的，绞吸式挖泥船是目前在疏浚工程中运用较广泛的一种船舶，该船操作简单，易于控制，依靠船艉的台车使钢桩定位和前进，由两根桩交替运动，迈步向前，其定位钢桩在工作状态下受力非常的大，所以需要超高强钢来制作，而此类超高强钢的焊接具有相当难度，很容易产生裂纹。高强度钢施工不易，如施工不当，则钢桩精度不高，使其定位不精准，会影响到后期船舶施工。
技术实现思路
为解决现有技术的缺陷，本专利技术的技术方案提出的一种能提高钢桩强度的绞吸式挖泥船的定位钢桩焊接工艺，是通过如下技术方案实现的。一种绞吸式挖泥船的定位钢桩焊接工艺，定位钢桩由若干筒节组装而成，步骤包括：步骤1、板材下料前进行预处理；步骤2、将板材下料卷制成筒节，筒节钢板卷制前现对纵缝对接两端进行弧形压制；步骤3、筒节按焊接工艺进行焊接；步骤4、采用分段组装方案滚轮胎架上进行整体拼装对接；步骤5、钢桩制作检验合格后进行涂装工作。进一步地，选择经预处理的高强钢板材下料，下料尺寸精度控制在≤1mm，对角线误差在1mm以下，卷管纵向焊缝为“X”坡口，中间留根2mm，管与管对接采用“v”字型式，下料注意板材正反面，考虑到板厚差位置对接应开好过渡坡口。进一步地，筒节钢板卷制前现对纵缝对接两端进行弧形压制，压制成型后再在卷板机上卷制成型，筒节成型后直径公差及圆度公差控制在±3mm。进一步地，筒节焊接过程中，对高强钢应做好焊前预热、焊后保温消氢处理，每段筒节焊接完毕后进行超声波探。进一步地，将筒节吊至滚轮胎架上，并保证其与胎架模板完全贴合，对接中每两段筒节应留2mm焊接收缩余量；纵向焊缝应错开约300mm，各筒节安装后应保证同心，筒节组装理论中心采用激光经纬仪取定，误差控制0.5mm；安装完毕后按焊接工艺对筒节进行对接焊接，并做好焊前预热、焊后保温处理，焊后应进行直线度校正，直线度控制在±2mm。进一步地，采用分段组装方案滚轮胎架上进行整体拼装对接；直线度精度控制采用每隔8米拉钢丝线加激光经纬仪配合火工校正；校正合格后将桩头、桩尾构件焊接组装。定位钢桩整体直径的圆度公差±5mm,总长度直线度≤5mm，≤1mm/1000mm。进一步地，焊接时先焊接内侧环焊缝，将主动滚轮钢管转动线速度调为焊接速度，在钢管内焊接内侧环焊缝，在活动焊接支架上焊接外侧环焊缝。进一步地，钢桩制作检验合格后进行涂装工作，钢桩体内部采用机械打磨方法进行局部除锈，表面清洁度为Sa2.5级，最后表面刷漆。本专利技术的有益效果是：使钢桩的强度高，满足高精度定位作业的需要。附图说明图1是本专利技术的钢桩结构示意图。图2是本专利技术的钢桩分段组装示意图，其中图2-1是钢桩正面视角示意图，图2-2是钢桩侧面视角示意图。图3是本专利技术的定位钢桩合拢示意图。图4是本专利技术中焊接时双面V型坡口形式示意图。图5是本专利技术定位钢桩施工完成后的有限元模型图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例一，本专利技术的钢桩材质采用高强度钢DH360～Q690D，本实施例以Q690D高强钢为例，结合本专利技术的步骤进行说明。如图1所示，定位钢桩应用于5000KW绞刀功率绞吸式挖泥船，是其柔性钢桩定位系统的重要组成部分，钢桩直径约2.2米，长约55米；本专利技术涉及的一种绞吸式挖泥船的定位钢桩焊接方法，定位钢桩由若干筒节组装而成，步骤包括：步骤1、板材下料前进行预处理；步骤2、将板材下料卷制成筒节，筒节钢板卷制前现对纵缝对接两端进行弧形压制；步骤3、筒节按焊接工艺进行焊接；步骤4、采用分段组装方案滚轮胎架上进行整体拼装对接；步骤5、钢桩制作检验合格后进行涂装工作。步骤1中，选择经预处理的高强钢板材下料，下料尺寸精度控制在≤1mm，对角线误差在1mm以下，卷管纵向焊缝为“X”坡口，中间留根2mm，管与管对接采用“v”字型式，下料注意板材正反面，考虑到板厚差位置对接应开好过渡坡口。如图4所示，为了减少焊接变形，及提高焊接效率，采用双面V型坡口形式。焊前将坡口两侧20～30mm范围内的水分油污等杂质清理干净，并通过打磨呈现出金属光泽，焊丝表面进行相应处理，以防有害杂质对焊接过程造成不利影响。步骤2中，筒节钢板卷制前现对纵缝对接两端进行弧形压制，压制成型后再在卷板机上卷制成型，筒节成型后直径公差及圆度公差控制在±3mm。弧形压制后进行校圆，使两端的弧度满足下一步施工需要，将已校圆并加强完毕的两段筒体分别吊入到滚轮架上拼接，拼接时拉出筒体中心线，保证各筒体之间弯曲度满足要求，筒体外侧平齐，定位焊，然后按照专项焊接工艺正式焊接。步骤2中，筒节焊接过程中，对高强钢应做好焊前预热、焊后保温消氢处理，每段筒节焊接完毕后进行超声波探。焊接时，故采用富氩气体保护焊(GMAW)打底加埋弧自动焊(SAW)填充盖面的组合焊焊接方法，减少碳弧气刨量。步骤3中，如图2中的图2-1和图2-2所示，将筒节吊至滚轮胎架上，并保证其与胎架模板完全贴合，对接中每两段筒节应留2mm焊接收缩余量；纵向焊缝应错开约300mm，各筒节安装后应保证同心，筒节组装理论中心采用激光经纬仪取定，误差控制0.5mm；安装完毕后按焊接工艺对筒节进行对接焊接，并做好焊前预热、焊后保温处理，焊后应进行直线度校正，直线度控制在±2mm。以Q690D高强钢为例，在焊接过程中主要易造成氢致裂纹(延时裂纹)以及焊接热影响区软化、韧性下降等问题。为了避免产生氢致裂纹，同时减小焊缝及热影响区的淬硬倾向，提高焊接接头的抗裂性，焊接前须将Q690D高强钢试板进行预热。预热温度可以按下式进行计算：T＝1440PW-392PW＝PCM+H/60+h/600式中，PW为冷裂纹敏感指数；PCM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绞吸式挖泥船的定位钢桩焊接工艺，钢桩由若干筒节组装而成，其特征在于，步骤包括：步骤1、板材下料前进行预处理；步骤2、将板材下料卷制成筒节，筒节钢板卷制前现对纵缝对接两端进行弧形压制；步骤3、筒节按焊接工艺进行焊接；步骤4、采用分段组装方案滚轮胎架上进行整体拼装对接；步骤5、钢桩制作检验合格后进行涂装工作。

【技术特征摘要】
1.一种绞吸式挖泥船的定位钢桩焊接工艺，钢桩由若干筒节组装而成，其特征在于，步骤包括：步骤1、板材下料前进行预处理；步骤2、将板材下料卷制成筒节，筒节钢板卷制前现对纵缝对接两端进行弧形压制；步骤3、筒节按焊接工艺进行焊接；步骤4、采用分段组装方案滚轮胎架上进行整体拼装对接；步骤5、钢桩制作检验合格后进行涂装工作。2.根据权利要求1的定位钢桩焊接工艺，其特征在于，选择经预处理的高强钢板材下料，下料尺寸精度控制在≤1mm，对角线误差在1mm以下，卷管纵向焊缝为“X”坡口，中间留根2mm，管与管对接采用“v”字型式，下料注意板材正反面，考虑到板厚差位置对接应开好过渡坡口。3.根据权利要求1的定位钢桩焊接工艺，其特征在于，筒节钢板卷制前现对纵缝对接两端进行弧形压制，压制成型后再在卷板机上卷制成型，筒节成型后直径公差及圆度公差控制在±3mm。4.根据权利要求1的定位钢桩焊接工艺，其特征在于，筒节焊接过程中，对高强钢应做好焊前预热、焊后保温消氢处理，每段筒节焊接完毕后进行超声波探。5.根据权利要求1的定位钢桩焊接工艺，其特征在于，将筒节吊至滚轮胎架上，并保证其与胎架模板完全贴合，对接中每两...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占鹏，王海波，
申请(专利权)人：招商局重工深圳有限公司，友联船厂蛇口有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44