冷卻速度，使焊接熱影響區(qū)的韌性大大降低，因此，優(yōu)選預(yù)熱溫度為150°C、160°C或170°C ；
[0040]焊接材料的選擇:氫除了來源于焊接材料的水分、焊接坡口處的鐵銹、油污以外，還來源于焊接材料的含氫量，超高強(qiáng)鋼的焊接需要使用含氫量，經(jīng)過多次焊接試驗(yàn)，選用如下的焊接材料:分段齒條與分段齒條之間的焊接選用AWS A5.5E12018-G-H4R ;接長(zhǎng)齒條段與分段筒體之間的焊接選用AWS A5.1A7018-1焊條打底，選用AWS A5.20E71T-1C-J焊絲蓋面；作為優(yōu)選，分段齒條與分段齒條之間的焊接選用的是美國(guó)林肯焊條C0NARC85 ;接長(zhǎng)齒條段與分段筒體之間的焊接選用的是CHE58-1焊條打底，GFL-71Ni 二氧化碳藥性焊絲蓋面；
[0041]層間溫度的控制:根據(jù)所需粧腿的長(zhǎng)度和起重量分別對(duì)接長(zhǎng)齒條段、分段筒體進(jìn)行分段焊接，且為了保證沖擊功大于47J，焊接時(shí)選用小線能量的焊接方法對(duì)接長(zhǎng)齒條段和分段筒體分別進(jìn)行焊接，這樣不僅可以使焊接熱影響區(qū)和焊縫金屬有較好的韌性，還可以減少焊接變形；焊接時(shí)，需嚴(yán)格控制層間溫度，層間溫度起著與預(yù)熱同樣的作用，最小的層間溫度為75°C，最大的層間溫度為200°C ;
[0042]焊后后熱:A514GRQ這類剛的合金化元素是在低碳的基礎(chǔ)上通過加入多種提高淬透性的合金元素來保證獲得強(qiáng)度高、韌性好的低碳馬氏體和部分貝氏體的混合組織，因此，冷卻速度不能過快，需在焊接完成后，對(duì)焊接好的接長(zhǎng)齒條段和分段筒體進(jìn)行后熱，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證后熱參數(shù)，即后熱溫度230°C并保溫2?3小時(shí)后溫度降至50°C，后熱完成后，將齒條段和筒體段放在空氣中自然冷卻，這樣做的目的有利于氫的逸出，防止冷裂紋。
[0043]所述步驟1中，在對(duì)筒體1進(jìn)行卷圓加工的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的延展量，為避免邊卷圓邊修割筒體1的情況發(fā)生，在前期的筒體1下料時(shí)，需減去筒體1卷圓的延展量9?11mm下料到位，不留預(yù)彎段。
[0044]所述步驟1中，粧腿的理論直徑為3300mm，但是施工時(shí)，不可能達(dá)到理論圓度和直徑，不可能做成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓柱體，為了保證完工后粧腿與圍阱之間6_的單邊間隙，提前制定粧腿卷圓后的直徑公差在3298±lmm，以避免粧腿直徑大于理論值。為保證插粧合攏時(shí)粧腿與圍阱的間隙，確保合攏及升降試驗(yàn)的順利進(jìn)行，需精確控制粧腿的直徑。如圖3所示，調(diào)整筒體1的上、下口的圓心Op 02，保證Op 02在同一水平面上，用光學(xué)經(jīng)瑋儀在筒體1的上方或者下方打一水平面A，測(cè)量筒體端頭處的外徑R1和測(cè)量點(diǎn)距水平面A的豎直距離L1，可知其它該豎直截面上任意位置的Rn+Ln = R1+L1，可以推出該豎直截面上任意點(diǎn)的外徑Rn = Rl+Ll-Ln，粧腿的半徑成為一個(gè)可控值；控制筒體1上安裝齒條2的兩個(gè)位置，以及與筒體1兩端端面的半徑和兩端端面圓心的直線度，半徑的測(cè)量和控制貫穿于整個(gè)粧腿的分段建造及合攏過程中。
[0045]海工平臺(tái)的升降性能主要取決于傳動(dòng)精度，傳動(dòng)精度又主要是由圍阱中齒輪箱的安裝精度和粧腿齒條的精度來保證的。齒條2的精度控制，難點(diǎn)在于用焊接的方法，使焊后70?90米長(zhǎng)度范圍內(nèi)的齒條2達(dá)到機(jī)加工的效果。齒條2精度控制主要在于:齒距的控制、齒條自由度的限制以及齒頂距的補(bǔ)償。
[0046]齒距的控制:所述步驟2中，分段齒條的焊接接長(zhǎng)的過程中，需對(duì)各分段齒條的齒距進(jìn)行控制，齒距的控制可以通過下述方法實(shí)現(xiàn):利用焊評(píng)的時(shí)機(jī)，直接通過焊接試驗(yàn)的試板測(cè)算出齒條2在焊接時(shí)，焊后的收縮量，由此確定焊前齒距，就能夠保證焊后的齒距在理論齒距偏差范圍內(nèi)。
[0047]齒條2自由度的控制:所述步驟3中，如圖1所示，在進(jìn)行接長(zhǎng)齒條段與分段筒體的裝焊時(shí)，需借助齒條定位工裝，該齒條定位工裝包括沿接長(zhǎng)齒條段長(zhǎng)度方向均布的碼板4，各碼板4均呈門型，相鄰碼板4之間夾設(shè)有齒條加熱帶，各碼板4上均開設(shè)有過焊孔；所述齒條定位工裝還包括用于限制接長(zhǎng)齒條段移動(dòng)的楔塊組，楔塊組的數(shù)量與碼板4的數(shù)量相等，各楔塊組均包括多塊限制齒條段移動(dòng)的楔塊3，各楔塊3的一端與碼板4相連、另一端與接長(zhǎng)齒條段相抵接。
[0048]齒頂距的控制:因?yàn)橹谱鲿r(shí)，實(shí)際上粧腿各處的外徑不可能達(dá)到統(tǒng)一或標(biāo)準(zhǔn)值，一般制作時(shí)，筒體1的外徑要小于圖紙要求尺寸以保證與圍阱的配合間隙，如果齒條2直接與粧腿裝配焊接，易導(dǎo)致焊后齒條2的齒頂距較小，如果齒頂距小于要求值，則會(huì)使齒條2與圍阱齒輪箱中的齒輪之間的間隙增大而發(fā)生危險(xiǎn)，為了補(bǔ)償粧腿半徑的損失，如圖2所示，在進(jìn)行接長(zhǎng)齒條段與分段筒體的裝焊之前，需在接長(zhǎng)齒條段與分段筒體之間增設(shè)墊板5，焊接時(shí)熔敷金屬不得與墊板5接觸，從而保證齒條2焊后的齒頂距。
[0049]本發(fā)明中未述及的部分采用或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。
[0050]此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0051]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的精神所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自升式海工平臺(tái)圓柱形粧腿的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1，筒體的組對(duì)與分段制作:在保證筒體橢圓度的前提下，將筒體卷圓并裝配焊接其內(nèi)部結(jié)構(gòu)；再以三節(jié)筒體為單位進(jìn)行筒體的小組組對(duì)，小組組對(duì)完成后對(duì)多組三節(jié)筒體進(jìn)行分段的大組接長(zhǎng)，得到分段筒體； 步驟2，齒條的接長(zhǎng):對(duì)齒條進(jìn)行分段制作，在齒條分段制作前，先從齒條上截取多段齒條嵌補(bǔ)段，分段制作完成后，對(duì)各分段齒條在胎架上進(jìn)行焊接接長(zhǎng)，得到多組接長(zhǎng)齒條段，各接長(zhǎng)齒條段的長(zhǎng)度與上述分段筒體的長(zhǎng)度相當(dāng)； 步驟3，接長(zhǎng)齒條段與分段筒體的分段裝焊:選取一段接長(zhǎng)齒條段作為齒條基準(zhǔn)段，將該齒條基準(zhǔn)段與對(duì)應(yīng)的分段筒體進(jìn)行焊接，焊接完成后以焊接好的齒條基準(zhǔn)段和筒體段為基準(zhǔn)預(yù)裝與其相鄰的兩個(gè)接長(zhǎng)齒條段和齒條嵌補(bǔ)段，齒條嵌補(bǔ)段位于相鄰的兩個(gè)接長(zhǎng)齒條段之間，預(yù)裝完成后焊接與接長(zhǎng)齒條段對(duì)應(yīng)的分段筒體，以此類推，以上一段接好的接長(zhǎng)齒條段和分段筒體為基準(zhǔn)段，預(yù)裝下一個(gè)分段的接長(zhǎng)齒條段與齒條嵌補(bǔ)段，直至將所有的接長(zhǎng)齒條段與分段筒體焊接完成； 步驟4，粧腿入圍阱:接長(zhǎng)齒條段與分段筒體接長(zhǎng)合攏完成后得到粧腿，將粧腿插入圍講。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自升式海工平臺(tái)圓柱形粧腿的制造方法，其特征在于，所述步驟I中，在對(duì)筒體卷圓加工的過程中會(huì)產(chǎn)生延展量，為避免邊卷圓邊修割筒體的情況發(fā)生，在前期的筒體下料時(shí)，需減去筒體卷圓的延展量9?Ilmm下料到位，不留預(yù)彎段。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自升式海工平臺(tái)圓柱形粧腿的制造方法，其特征在于，所述步驟2中，分段齒條與分段齒條之間的焊接選用的是美國(guó)林肯焊條C0NARC85。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自升式海工平臺(tái)圓柱形粧腿的制造方法，其特征在于，所述步驟3中，接長(zhǎng)齒條段與分段筒體之間的焊接選用的是CHE58-1焊條打底，GFL-71Ni 二氧化碳藥性焊絲蓋面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自升式海工平臺(tái)圓柱形粧腿的制造方法，其特征在于，所述步驟2中，在分段齒條的焊接過程中，需對(duì)各分段齒條的齒距進(jìn)行控制，齒距的控制可以通過下述方法實(shí)現(xiàn):利用焊評(píng)的時(shí)機(jī)，直接通過焊接試驗(yàn)的試板測(cè)算出分段齒條在焊接時(shí)，焊后的收縮量，由此確定焊前齒距，就能夠保證焊后的齒距在理論齒距偏差范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自升式海工平臺(tái)圓柱形粧腿的制造方法，其特征在于，所述步驟3中，在進(jìn)行接長(zhǎng)齒條段與筒體段的裝焊時(shí)，需借助齒條定位工裝，該齒條定位工裝包括沿接長(zhǎng)齒條段長(zhǎng)度方向均布的碼板，各碼板均呈門型，相鄰碼板之間夾設(shè)有齒條加熱帶，各碼板上均開設(shè)有過焊孔。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自升式海工平臺(tái)圓柱形粧腿的制造方法，其特征在于，所述齒條定位工裝還包括用于限制接長(zhǎng)齒條段移動(dòng)的楔塊組，楔塊組的數(shù)量與碼板的數(shù)量相等，各楔塊組均包括多塊限制齒條段移動(dòng)的楔塊，各楔塊的一端與碼板相連、另一端與齒條段相抵接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自升式海工平臺(tái)圓柱形粧腿的制造方法，其特征在于，所述步驟3中，在進(jìn)行接長(zhǎng)齒條段與筒體段的裝焊之前，需在接長(zhǎng)齒條段與筒體段之間增設(shè)墊板，且焊接時(shí)熔敷金屬不得與墊板接觸。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自升式海工平臺(tái)圓柱形粧腿的制造方法，其特征在于，所述步驟I中，筒體的材質(zhì)為H136鋼；所述步驟2中，齒條的材質(zhì)為A514GRQ鋼。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種自升式海工平臺(tái)圓柱形粧腿的制造方法，其特征在于，所述步驟2和步驟3中，在對(duì)筒體進(jìn)行分段組對(duì)焊接前以及在對(duì)齒條進(jìn)行焊接接長(zhǎng)前，需對(duì)EH36鋼、A514GRQ鋼進(jìn)行焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度為150?170°C ;所述步驟2和步驟3中，焊接完成后，需對(duì)焊接好的接長(zhǎng)齒條段和筒體段進(jìn)行后熱，后熱溫度230°C保溫2?3小時(shí)后溫度降至50 V，后熱完成后，將接長(zhǎng)齒條段和筒體段放在空氣中自然冷卻。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自升式海工平臺(tái)圓柱形樁腿的制造方法，包括如下步驟：筒體分段制作與接長(zhǎng)、齒條的分段制作與接長(zhǎng)、接長(zhǎng)齒條段與分段筒體的裝焊以及樁腿合攏。利用本發(fā)明能在有限的工期內(nèi)完成樁腿的制造，并使其焊接質(zhì)量和焊接精度均達(dá)到工況要求。
【IPC分類】B23K31/02
【公開號(hào)】CN105234575
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510796018
【發(fā)明人】楊少波, 丁天波, 袁俊磊, 李鐵鵬, 易紅軍, 胡俊祥, 劉威, 丁宏民, 王強(qiáng)強(qiáng)
【申請(qǐng)人】青島海西重機(jī)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月18日