[发明专利]桩腿无衬垫内焊方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程装备制造中的钻井平台桩腿的焊接工艺，尤其涉及实现钻井平台的桩腿齿条与半圆板取消钢衬垫的内焊新工艺方法。

背景技术

桩腿是海上钻井平台制造难度最大的构件，而齿条板与半圆板焊接是桩腿制造的重要环节。传统的齿条与半圆板打底焊技术还很落后，是一种采用钢衬垫的焊接制造方式。其生产效率低下，焊接采用人工焊接，焊接质量难以保证。

齿条板与半圆板带钢衬垫人工焊接方式：焊前半圆板整体进炉预热，半圆板与钢衬垫装配点焊，衬垫人工焊接，焊后缓冷，然后进行衬垫机加工，再与齿条装夹，再整体进炉，然后进行多人药芯焊丝气保护焊，人工多次翻身，后热缓冷。

以400尺钻井平台桩腿为例，分段为8米长，衬垫焊缝8条，外角打底焊缝4条，共12条缝，总共96米长焊缝。采用钢衬垫方式，焊前整体进炉预热2小时，半圆板与钢衬垫装配点焊预计4小时，衬垫焊接12小时，焊后缓冷2小时，然后进行衬垫机加工8小时，然后再与齿条装夹2小时，再整体进炉3小时，然后进行多人药芯焊丝气保护焊预计6小时，翻身2小时，后热缓冷2小时，总吊装8小时，共计52小时，其桩腿齿条与半圆板打底焊需要至少6天(不含探伤报验时间)。

传统的焊接方式需要多次行车吊装，其工序复杂，生产周期长，需要人工参与，且无法实现自动化焊接，焊接质量难以保证。传统的生产工艺和方式严重制约了桩腿制造水平，因此，亟需发展新型的半圆板与齿条板焊接工艺。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明提出一种桩腿无衬垫内焊方法和装置，简化了生产工序，能实现自动化焊接，大幅提高生产效率。

本发明的技术方案为：本发明公开了一种桩腿无衬垫内焊方法，包括：

焊接前桩腿主弦管整体进炉预热；

桩腿主弦管吊装；

对桩腿齿条和半圆板进行双面药芯焊丝气保护焊内角焊；

对焊缝进行清理后再对桩腿齿条和半圆板进行双面外角焊；

后热缓冷，工艺结束。

根据本发明的桩腿无衬垫内焊方法的一实施例，焊缝为桩腿齿条和半圆板组对成型后的内部打底焊缝。

根据本发明的桩腿无衬垫内焊方法的一实施例，在内角焊和外角焊的过程中，对桩腿进行自动翻转以完成对焊缝的焊接。

本发明还揭示了一种桩腿无衬垫内焊装置，包括：

台车；

连接臂，安装在台车上，内置焊接所需的设备，跟随台车一起运动；

机头，安装台车上，跟随台车一起运动，进行桩腿齿条和半圆板两侧焊缝的焊接；

翻转夹具，安装在台车上，驱动桩腿分段旋转，进行桩腿齿条和半圆板内部打底焊缝的焊接。

根据本发明的桩腿无衬垫内焊装置的一实施例，机头包括：

焊枪；

跟踪探针，与焊枪处于机头的同一侧，检测焊接过程中焊枪是否偏移焊缝。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提出一种新的焊接工艺—齿条与半圆板取消钢衬垫的内焊工艺，这是一种无衬垫自动化焊接方式，即焊前桩腿整体进炉预热，一次装夹，双面药芯焊丝气保护焊内角焊，自动翻身，双面外角焊，后热缓冷，其工序大大简化，且该工艺能实现自动化焊接，大幅度提高生产效率。

附图说明

图1示出了本发明的桩腿无衬垫内焊方法的较佳实施例的流程图。

图2示出了本发明的桩腿无衬垫内焊装置的较佳实施例的结构图。

图3示出了齿条与半圆板装配示意图。

图4A、4B分别示出了齿条与半圆板带钢衬垫的焊接接头示意图和不带钢衬垫的焊接接头示意图。

具体实施方式

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。