[发明专利]一种巨型海工桩腿现场连续预热多段焊接安装的方法

权利要求书

1.一种巨型海工桩腿现场连续预热多段焊接安装的方法，包括以下步骤：

S1、对各节分段桩的焊接：每节分段桩是由3-4个金属圆筒依次串接焊接而成，相邻金属圆筒之间采用连续预热的焊接方法；

S2、海工平台的桩腿焊接及安装：A、海工平台移动到海上的指定位置后，利用吊机将第一节分段桩吊装到海工平台的安装孔处，并将第一节分段桩竖立固定在安装孔中；B、利用吊机将第二节分段桩吊装到海工平台的安装孔处的第一节分段桩的上端部，并使第二节分段桩与第一节分段桩对齐；C、利用焊接设备将第二节分段桩与第一节分段桩焊接在一起；D、焊接完成后，将焊接后的两个分段桩沿着海工平台的安装孔向水下移动一节分段桩长度的位移；E、重复步骤B至D,直到将各节分段桩焊接在一起，当桩腿焊接完成时，桩腿的下端与海底接触；

所述步骤S1中，金属圆筒运送于海工平台上，在海工平台上进行分段桩的焊接；

所述金属圆筒的长度为2-3m；

所述步骤S1中，金属圆筒的材料为E690超高强度钢，金属圆筒的内部直径为5m，壁厚为50mm；

所述步骤S1中，所述连续预热的焊接方法，包括以下步骤:

S11、开发焊接软件系统，并针对焊接材料建立相应的焊接工艺参数数据库，包含坡口形式、焊前预热与焊后热处理、焊条直径、焊接电流、焊接电压、焊接速度、热输入；

S12、根据焊接现场金属圆筒的材料及尺寸参数，在焊接软件系统建立巨型桩腿预热数学模型，调取焊接工艺参数数据库的数据进行仿真，优化工艺参数；

S13、优化工艺参数符合焊接要求后，通过焊接软件系统向控制器发布指令，控制内外陶瓷加热片对金属圆筒的焊缝位置内外侧进行预热，预热温度满足后启动焊接程序，焊接软件系统通过控制器控制电机驱动托辊转动，以托辊的摩擦力带动金属圆筒转动，同时进行背部清根和消氢处理；

S14、第一条焊缝焊接完成后，由焊接合拢成套装置将已完成的焊接金属圆筒沿轴向平移，将金属圆筒的另一端平移到焊接工位，循环执行步骤S13和S14，直到整个分段桩焊接完成。

2.根据权利要求1所述的巨型海工桩腿现场连续预热多段焊接安装的方法，其特征在于：所述步骤S12中，所述仿真的结果包括分段桩焊接变形补偿量和焊接收缩量的结果分析，用于精确分析所述金属圆筒的长度尺寸，以及精确定位所述金属圆筒的焊接位置。

3.根据权利要求1所述的巨型海工桩腿现场连续预热多段焊接安装的方法，其特征在于：所述步骤S13中，所述的启动焊接程序，是由所述焊接软件系统向所述控制器发出指令，再由所述控制器控制焊接装置实现所述工艺参数的输出，所述工艺参数中的焊接速度是通过控制器控制所述电机的转速，来控制金属圆筒的转速实现的。

4.根据权利要求1所述的巨型海工桩腿现场连续预热多段焊接安装的方法，其特征在于：所述步骤S14中，金属圆筒另一端焊接处平移至焊接工位，是通过超大吨位吊梁上的驱动器移动触碰到自锁限位装置来实现的；首先，所述超大吨位吊梁将所述金属圆筒已焊接完成部分起吊；然后所述驱动器带动金属圆筒沿水平方向移动，当驱动器触碰到自锁限位装置时，自锁限位装置将驱动器的电源断开，此时，金属圆筒另一端焊接处已到达焊接工位的正上方；最后，所述超大吨位吊梁将所述金属圆筒放置在托架上，使所述金属圆筒的焊接处位于焊接工位上。