一种用于钻井平台桩腿的齿条板与半圆板的焊接工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种用于钻井平台桩腿的齿条板与半圆板的焊接工艺，具体步骤包括，S1、预制多个连接块；S2、在半圆板的两侧端内外侧分别进行开坡口处理；S3、将两个连接块分别与半圆板的两侧端进行嵌合连接，第一倾斜面与第三倾斜面形成V型外焊接流道，第二倾斜面与第四倾斜面形成V型内焊接流道；S4、单独将连接块按照齿条板上的标记进行焊接；S5、通过挤压机构将齿条板两侧的两半圆板与齿条板夹紧实现进一步限位；S6、在对应的半圆板与连接块连接处的V型外焊接流道与V型内焊接流道处进行焊接。本发明专利技术具有如下优点：保证齿条板与半圆板焊接过程中焊接温度的一致性，有效平衡并释放焊接应力，保证桩腿的制造精度以及结构强度。保证桩腿的制造精度以及结构强度。保证桩腿的制造精度以及结构强度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于钻井平台桩腿的齿条板与半圆板的焊接工艺
[0001]
：本专利技术属于钻井平台领域，具体涉及一种用于钻井平台桩腿的齿条板与半圆板的焊接工艺。
[0002]
技术介绍
：桩腿是自升式海洋钻井平台的关键构件，焊接质量直接影响海洋钢结构的安全稳定性，桩腿齿条板与半圆板的焊接属于高强度钢大厚板焊接，焊接难度大，焊接效率低下。桩腿的结构包括齿条板以及置于齿条板两侧的半圆板，加工时，将两半圆板通过焊接的方式固定在齿条板两侧，为保证半圆板与齿条板焊接过程中的稳定性，无需工人手动扶着，则通常需要在半圆板与齿条板之间通过卡箍结构的卡环15将两者进行固定，如图6所示，然而卡环15遮挡了齿条板与半圆板之间的部分焊缝，因此，在对齿条板与半圆板进行焊接过程中，齿条板与半圆板之间的整条焊缝无法得到均匀的焊接温度，由于焊接温度梯度存在差异，焊接应力高，出现焊接裂纹，影响桩腿的制造精度以及结构强度、韧性等性能。
[0003]
技术实现思路
：本专利技术的目的是为了克服以上的不足，提供一种用于钻井平台桩腿的齿条板与半圆板的焊接工艺，保证齿条板与半圆板焊接过程中焊接温度的一致性，有效平衡并释放焊接应力，保证桩腿的制造精度以及结构强度。
[0004]专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种用于钻井平台桩腿的齿条板与半圆板的焊接工艺，具体步骤包括，S1、预制多个连接块，连接块的长轴方向与齿条板、半圆板的长轴方向一致；S2、在半圆板的两侧端内外侧分别进行开坡口处理，使半圆板的外侧端形成第一倾斜面，半圆板的内侧端形成第二倾斜面；S3、将两个连接块分别与半圆板的两侧端进行嵌合连接，连接块上具有与第一倾斜面呈轴对称的第三倾斜面，连接块上具有与第二倾斜面呈轴对称的第四倾斜面，第一倾斜面与第三倾斜面形成V型外焊接流道，第二倾斜面与第四倾斜面形成V型内焊接流道，将嵌合有连接块的半圆板放置在齿条板侧端面的预安装位置，通过水平检测机构对半圆板的位置进行水平度调节，并在齿条板上作出与连接块相贴合的标记；S4、将连接块与半圆板进行分离，单独将连接块按照齿条板上的标记进行焊接，使两个连接块固定设置在齿条板的侧端面上；S5、将半圆板的两端与两个对应的连接块进行初步限位，使半圆板限位在齿条板的侧端面上，并通过挤压机构将齿条板两侧的两半圆板与齿条板夹紧实现进一步限位；S6、在对应的半圆板与连接块连接处的V型外焊接流道与V型内焊接流道处进行焊接，对焊接后的焊缝处进行打磨光滑。
[0005]本专利技术的进一步改进在于：步骤S1中，在预制连接块时，在连接块靠近半圆板的端面上切割一条卡槽，卡槽的延伸方向与连接块的延伸方向一致。
[0006]本专利技术的进一步改进在于：步骤S5中，具体步骤包括：S501、在半圆板的两端分别焊接与卡槽相配合的凸筋，凸筋的延伸方向与半圆板
的延伸方向一致；S502、将齿条板竖向固定在支撑座上，半圆板两端的凸筋嵌设在对应的两个连接块的卡槽内，使两个半圆板分别置于齿条板的两侧端，从而实现半圆板与齿条板的轴向限位；S503、在齿条板的首尾两端位置分别定位挤压机构，挤压机构将齿条板两侧的半圆板进行整体相向挤压，从而实现半圆板与齿条板的径向限位，挤压机构与半圆板的接触位置位于半圆板外侧端面的轴向中心线上。
[0007]本专利技术的进一步改进在于：挤压机构包括架设在齿条板首尾端下方的U型座上，U型座的两端分别置于两半圆板的外侧，且U型座的两端向着对应的半圆板垂直延伸有电动推杆，电动推杆靠近半圆板的一端具有挤压块。
[0008]本专利技术的进一步改进在于：挤压块靠近半圆板的端面为与半圆板相配合的圆弧凹面。
[0009]本专利技术的进一步改进在于：凸筋与卡槽之间具有间隙。
[0010]本专利技术的进一步改进在于：步骤S6的具体步骤包括：S601、在V型外焊接流道的一端向另一端进行焊接，按从左往右的顺序循环焊接3
‑
4次；S602、在V型内焊接流道的一端向另一端进行焊接，按从左往右的顺序循环焊接6
‑
8次；S603、最后在V型外焊接流道的一端向另一端进行焊接，按从左往右的顺序循环焊接3
‑
4次。
[0011]本专利技术的进一步改进在于：焊接电流为260
‑
280A，焊接电压为30
‑
34V，所述焊接速度为250
‑
260mm/min。
[0012]本专利技术的进一步改进在于：在向V型内焊接流道、V型外焊接流道内进行焊接时，焊枪朝向半圆板与连接块的连接处位置。
[0013]本专利技术的进一步改进在于：V型外焊接流道的夹角为90
‑
120℃，V型内焊接流道的夹角为60
‑
90℃。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术在齿条板与半圆板之间设置连接块，在焊接前，先定位连接块在齿条板上的位置并在齿条板上做上标记，然后在连接块上切割卡槽，在半圆板的两端焊接凸筋，将切割有卡槽的连接块焊接在齿条板上，再将半圆板的两端与连接块相互嵌合实现初步限位，通过挤压机构将半圆板顶紧在齿条板的侧端，改变传统通过卡环将齿条板与半圆板进行限位固定后再进行焊接的形式，使得半圆板与齿条板之间的部分焊缝不被遮挡，保证整个焊缝在焊接过程中的焊接温度的一致性，相对降低焊接应力，保证焊接质量。
[0015]2、本专利技术在齿条板与半圆板之间增设连接块还具有如下技术效果：一、传统的齿条板与半圆板之间的坡口的V型状结构或K型状结构，焊接时焊接应力集中在齿条板表面以及半圆板的端面，焊接应力集中，并无法得到释放，采用特殊结构形式的连接块，使连接块与齿条板、半圆板之间形成V型外焊接流道以及V型内焊接流道，焊接时焊接应力在连接块与半圆板连接处的内外侧以及上下侧分别得到平衡，避免应力集中在齿条板以及半圆板上而影响齿条板与半圆板上，减少齿条板与半圆板的累积应力，避免焊接裂纹等焊接质量缺
陷；二、连接块上的卡槽与半圆板上的凸筋相互嵌合，且卡槽与凸筋之间具有间隙，在对连接块与半圆板进行焊接过程中，卡槽与凸筋之间的间隙对焊接时产生的内部热应力快速进行释放，避免焊接质量缺陷。
[0016]3、在半圆板与连接块进行焊接前，先对连接块上进行切割卡槽，在切割卡槽过程中，在连接块上施加一定拉伸应力，使焊缝及附近产生拉伸塑形变形，与焊接时焊缝及其附近产生的焊接收缩塑形变形相互抵消部分，达到松弛释放应力的目的。
[0017]附图说明：图1为本专利技术中连接块、齿条板与半圆板的连接示意图。
[0018]图2为本专利技术中挤压机构与半圆板的连接示意图。
[0019]图3为本专利技术中焊接完成后的桩腿的结构示意图。
[0020]图4为本专利技术中焊接应力的分布示意图。
[0021]图5为传统半圆板与齿条板焊接过程中焊接应力的分布示意图。
[0022]图6为
技术介绍
中卡环将半圆板、齿条板进行卡箍固定的结构示意图。
[0023]图中标号：1
‑
连接块、2
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齿条板、3
‑
半圆板、4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钻井平台桩腿的齿条板与半圆板的焊接工艺，其特征在于：具体步骤包括，S1、预制多个连接块，所述连接块的长轴方向与齿条板、半圆板的长轴方向一致；S2、在半圆板的两侧端内外侧分别进行开坡口处理，使半圆板的外侧端形成第一倾斜面，半圆板的内侧端形成第二倾斜面；S3、将两个连接块分别与半圆板的两侧端进行嵌合连接，所述连接块上具有与第一倾斜面呈轴对称的第三倾斜面，所述连接块上具有与第二倾斜面呈轴对称的第四倾斜面，所述第一倾斜面与第三倾斜面形成V型外焊接流道，所述第二倾斜面与第四倾斜面形成V型内焊接流道，将嵌合有连接块的半圆板放置在齿条板侧端面的预安装位置，通过水平检测机构对半圆板的位置进行水平度调节，并在齿条板上作出与连接块相贴合的标记；S4、将连接块与半圆板进行分离，单独将连接块按照齿条板上的标记进行焊接，使两个连接块固定设置在齿条板的侧端面上；S5、将半圆板的两端与两个对应的连接块进行初步限位，使半圆板限位在齿条板的侧端面上，并通过挤压机构将齿条板两侧的两半圆板与齿条板夹紧实现进一步限位；S6、在对应的半圆板与连接块连接处的V型外焊接流道与V型内焊接流道处进行焊接，对焊接后的焊缝处进行打磨光滑。2.根据权利要求1所述一种用于钻井平台桩腿的齿条板与半圆板的焊接工艺，其特征在于：所述步骤S1中，在预制连接块时，在连接块靠近半圆板的端面上切割一条卡槽，所述卡槽的延伸方向与连接块的延伸方向一致。3.根据权利要求1所述一种用于钻井平台桩腿的齿条板与半圆板的焊接工艺，其特征在于： 所述步骤S5中，具体步骤包括：S501、在半圆板的两端分别焊接与卡槽相配合的凸筋，所述凸筋的延伸方向与半圆板的延伸方向一致；S502、将齿条板竖向固定在支撑座上，半圆板两端的凸筋嵌设在对应的两个连接块的卡槽内，使两个半圆板分别置于齿条板的两侧端，从而实现半圆板与齿条板的轴向限位；S503、在齿条板的首尾两端位置分别定位挤压机构，挤压机构将齿条板两侧的半圆板进行整体相向挤压，从而实现半圆板与齿条板的径向限位，所述挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，罗伟，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：