鋼管拱橋管節鋼板相貫線數控切割工藝的製作方法

2023-05-10 02:43:11

專利名稱：鋼管拱橋管節鋼板相貫線數控切割工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於橋梁工程鋼結構製作，涉及鋼管拱橋拱肋管節製造過程中鋼板數控切割工藝方法，屬數控切割領域。
背景技術：
鋼管拱橋拱肋曲線的製作常用有兩種方法一種是由直管節對接成需要長度後，通過熱煨彎使其變形來達到曲線要求，製作時需要用專用設備採用紅外線陶瓷電加熱技術；另一種是依據設計要求及製造單位制定相應工藝將管節分成兩米左右進行鋼板下料、制圓、切割相貫線、組裝等等工序，從而實現拱肋曲線的要求。其方法是「以折代曲」方式來滿足拱肋曲線設計要求，該工藝具有簡單易於控制，靈活方便的特點。但是鋼管拱橋的曲線控制是製作過程的關鍵項目，直接影響著工程質量、工程進度及工程造價。拱肋管節是形成拱軸線的基本單元，如何提高拱肋的曲線質量，最大限度滿足用戶需求。比如由於是先制 圓後切割所需相貫線，且採用半自動切割的方法，其切割後曲線尺寸和焰割面質量均有待提高；同時由於切割精度不高，組裝的管節間隙也無法保證自動焊機焊接工藝要求。

發明內容
設計目的避免背景技術中的不足之處，提供一種鋼管拱橋管節鋼板相貫線數控切割工藝，解決了現有工藝中鋼管拱橋拱肋曲線質量問題和管節加工質量，提高工效，為提升鋼管拱橋製造的自動化水平奠定基礎。設計方案為了實現上述設計目的。本申請針對原工藝「以折代曲」方式中管節加工切割精度低、切割面不光滑、曲線過渡不圓順等問題，採用新工藝通過對鋼板進行曲線的一次切割，即保證拱肋曲線相貫線的要求，也能滿足焊接工藝坡口要求。即利用WD-105數控火焰切割機，將用幾何法繪製的相貫線曲線圖(見附圖I)並導入數控切割機中，然後進行含坡口的切割，獲得滿足工藝尺寸的零件，從而實現拱肋管節軸曲線的要求；並滿足機器人環縫自動焊接需求；同時提高坡口切割尺寸精確，提高組裝質量，保證焊接工藝的要求。技術方案一種鋼管拱橋管節鋼板相貫線數控切割工藝，包括數控火焰切割機，(I)通過幾何法繪製鋼管拱橋管節鋼板相貫線的曲線圖、並導入數控火焰切割機中，(2)在數控火焰切割機裝有轉角器，該轉角器能使數控火焰切割機實現四個方向的轉向切割，(3)對鋼板進行含焊接所需工藝坡口的曲線切割，即可得到能夠滿足拱肋對接曲線要求的零件。本發明與背景技術相比，一是採用數控切割一次而成，減少工序5 6項，避免杆件工序間停留時間和減少工作場地，使生產組織更加順暢；二是節約原材料，通過在136米鋼管拱橋的實際生產中應用，減少鋼板和焊材的使用，取得了可觀的經濟效益；三是由於組裝環縫的間隙減少，間隙均勻，使環縫的填充相對減少，焊工施焊作業時間減少；四是焊縫均勻，焊接成型美觀，減少了鏟磨量，縮短了作業時間，提高功效；五是摒棄原工藝，採用對鋼板進行並含焊接工藝所需坡口的整體一次切割工藝，其工序少、切割面光滑、曲線過渡圓順，切割質量高；六是其切割後曲線尺寸和焰割面質量均得到提高；保證了組裝的管節間隙均勻，滿足了拱肋對接曲線的要求，也滿足了自動焊機焊接工藝要求；七是由於組裝環縫的間隙減少，間隙均勻，使環縫的填充相對減少，焊工施焊作業時間減少；八是車間生產組織流水性強，下料一制園一焊接一檢測一組裝，生廣生廣過程清晰，生廣效率很聞；九是提高了工效，由於焊縫均勻，焊接成型美觀，減少了鏟磨量，縮短了作業時間。


圖I是管節鋼板切割相貫線的示意圖，BI. B2兩端寬度尺寸，L 一鋼板長度。圖2是刻度裝置和360 『轉角裝置的分解結構示意圖，圖中標號1是升降杆，2是轉向裝置，3是角度刻度尺，4是焰割咀頭。
具體實施例方式 實施例I :參照附圖I和2。本工藝是一種火焰切割方法(一種鋼管拱橋管節鋼板相貫 線數控切割方法)，包括數控火焰切割機，即在WD-105數控火焰切割機中，(I)通過幾何法繪製鋼管拱橋管節鋼板相貫線的曲線圖、並導入數控火焰切割機中，(2)在數控火焰切割機裝有轉角器(圖2中2-轉向裝置)，該轉角器能使數控火焰切割機實現四個方向的轉向切割，
(3)對鋼板進行含焊接所需工藝坡口的曲線切割，即可得到能夠滿足拱肋對接曲線要求的零件。I.確定方法利用的WD-105數控火焰切割機，通過幾何法繪製相貫線的曲線圖並導入數控切割機中，然後對鋼板進行含焊接所需工藝坡口的曲線切割，得到的零件能夠滿足拱肋對接曲線要求。2.試驗準備由於數控切割機上無法反向切割坡口(在以前從未進行此種加工)，為了保證工藝的可靠性以及切割質量。首先，對鋼板進行切割試驗，通過試驗證明數控切割機對曲線坡口的切割精度控制符合自動焊接工藝的要求；其次，拱肋下料存在著四個方向的切割要求；需要對火焰切割機做進一步改造，才能實現轉角切割目的。因此，本方案首先設計一個轉角裝置器(圖2中2-轉向裝置)，採用套筒方式來保證實現四個方向轉向切割。工作原理是通過轉角器上的卡槽完成轉向，實現數控火焰切割機對鋼板縱向、橫向切割作業；第三，在數控火焰切割機的固定割槍架上增設刻度裝置(圖2中3)和壓板，這樣為實現含坡口切割試驗提供了可操作性。3.試驗過程
根據安排先後進行了兩期整體切割管節試驗工作，以進一步完善切割工藝方案，熟悉設備性能對切割質量的影響，以及驗證該工藝方法的可靠性、有效性。一期投料六塊，即用一16X2. 2X3. O米的鋼板下料，尺寸為一16X600X2827=6。計劃製成直徑為920 mm鋼管。二期在解決一期試驗存在的問題後，繼續進行第二期試驗。二期投料五塊，即用一 16X2. 2X9. 5米16Mn和一 16X2. 0X8. 5 16Mnq鋼板各一塊，下料尺寸均為一16X600X3091=5塊。選用不同材質鋼板下料，主要是滿足環縫自動焊檢驗要求。試驗總結
本次數控切割相貫線試驗，下料11塊。後經過制圓一(縱向焊縫)焊接一回圓一組裝一焊接一檢測，其七道焊縫進行焊接檢測。組裝間隙基本上在3 5 mm(或7 IOmm —條)個別點處為5 mm或O mm (超差總長為750 mm,佔接口長度的5. 26 %);坡口尺寸也能嚴格控制在4 6 mm,完全滿足焊接工藝的要求,試驗的效果十分理想。4.實施應用
經過前期試驗證明用數控火焰切割機對鋼板進行切割相貫線完全可行，本申請在公司承攬136米鋼管拱橋的生產中應用(項目工號105— 56)。同時提高了料件的水平度，本申請改進了數控切割機放料平臺，將原來使用頂錐託鋼板方式改為板條託鋼板，保證切割前後鋼板平整，誤差減少。另外為了保證在136米鋼管拱橋實施成功，車間技術人員與生產作業人員專門編制了《鹹陽136米拱橋相貫線數控切割控制要點》和《數控工序質量檢測控制點》、《136米鋼管拱橋數控切割記錄表》(見附件一、附件二)。對數控編程、數控切割、輥圓機制圓三個工序規定了詳細要求，為進一步做好實施工作提供了保證。136米鋼管拱橋拱肋需下料268快。根據生產作業進度的安排，投料共分三個階段進行
第一階段從4月2日起一一 4月25日進行下拱肋下料，(實際工作日為21天)，共投料131塊。其中超差6塊(佔本次下料的4. 91 %)，報廢I塊。第二階段從4月26日起一一 5月04日進行上拱肋下料，(實際工作日為6天)，共投料38塊。全部滿足工藝的要求。第三階段從5月25日起一一 6月09日進行上、下拱肋的下料，(實際工作日為10天)，共投料58塊。全部滿足工藝的要求。本申請對136米鋼管拱橋拱肋的組裝進行了跟蹤，基本上達到了滿意的效果。檢測結果表明組裝後超差尺寸只有19. I % 23. 6 %，超差間隙僅有5. 35 % 18. O %。而且環縫間隙均勻，能夠控制在工藝要求的範圍內。
S 丨.Vc I、lJ R C nun J 皮 I I inm T 均 PI 1inm觀..之4 .. .76X65
—藝 5 · -157X71權利要求
1. 一種鋼管拱橋管節鋼板相貫線數控切割工藝，包括數控火焰切割機，其特徵是(1)通過幾何法繪製鋼管拱橋管節鋼板相貫線的曲線圖、並導入數控火焰切割機中；(2)在數控火焰切割機裝有自製轉角器，該轉角器能使數控火焰切割機實現四個方向轉向切割；(3)對鋼板進行含焊接所需工藝坡口的曲線切割，即可得到能夠滿足拱肋對接曲線要求的零件。
全文摘要
本發明涉及鋼管拱橋拱肋管節製造過程中鋼板數控切割工藝方法，包括數控火焰切割機，(1)通過幾何法繪製鋼管拱橋管節鋼板相貫線的曲線圖、並導入數控火焰切割機中，(2)在數控火焰切割機裝有轉角器，該轉角器能使數控火焰切割機實現四個方向的轉向切割，(3)對鋼板進行含焊接所需工藝坡口的曲線切割，即可得到能夠滿足拱肋對接曲線要求的零件。優點一是採用數控切割一次而成，使生產組織更加順暢；二是節約原材料；三是焊工施焊作業時間減少；四是焊縫均勻，成型美觀；五是採用整體一次切割工藝，其工序少、切割面和線光滑圓順，質量高；六是其切割後曲線和焰割面質量均得到提高；七是焊工施焊作業時間減少；八是生產效率高；九是提高了工效。
文檔編號B23K7/00GK102886588SQ20121034358
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者徐學年, 張西謀, 劉飛 申請人:中鐵寶橋集團有限公司