專利名稱：鋼管拱橋管節(jié)鋼板相貫線數(shù)控切割工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橋梁工程鋼結(jié)構(gòu)制作，涉及鋼管拱橋拱肋管節(jié)制造過程中鋼板數(shù)控切割工藝方法，屬數(shù)控切割領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼管拱橋拱肋曲線的制作常用有兩種方法一種是由直管節(jié)對接成需要長度后，通過熱煨彎使其變形來達到曲線要求，制作時需要用專用設(shè)備采用紅外線陶瓷電加熱技術(shù)；另一種是依據(jù)設(shè)計要求及制造單位制定相應工藝將管節(jié)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(xiàn)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(shè)計要求，該工藝具有簡單易于控制，靈活方便的特點。但是鋼管拱橋的曲線控制是制作過程的關(guān)鍵項目，直接影響著工程質(zhì)量、工程進度及工程造價。拱肋管節(jié)是形成拱軸線的基本單元，如何提高拱肋的曲線質(zhì)量，最大限度滿足用戶需求。比如由于是先制 圓后切割所需相貫線，且采用半自動切割的方法，其切割后曲線尺寸和焰割面質(zhì)量均有待提高；同時由于切割精度不高，組裝的管節(jié)間隙也無法保證自動焊機焊接工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計目的避免背景技術(shù)中的不足之處，提供一種鋼管拱橋管節(jié)鋼板相貫線數(shù)控切割工藝，解決了現(xiàn)有工藝中鋼管拱橋拱肋曲線質(zhì)量問題和管節(jié)加工質(zhì)量，提高工效，為提升鋼管拱橋制造的自動化水平奠定基礎(chǔ)。設(shè)計方案為了實現(xiàn)上述設(shè)計目的。本申請針對原工藝“以折代曲”方式中管節(jié)加工切割精度低、切割面不光滑、曲線過渡不圓順等問題，采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(shù)控火焰切割機，將用幾何法繪制的相貫線曲線圖(見附圖I)并導入數(shù)控切割機中，然后進行含坡口的切割，獲得滿足工藝尺寸的零件，從而實現(xiàn)拱肋管節(jié)軸曲線的要求；并滿足機器人環(huán)縫自動焊接需求；同時提高坡口切割尺寸精確，提高組裝質(zhì)量，保證焊接工藝的要求。技術(shù)方案一種鋼管拱橋管節(jié)鋼板相貫線數(shù)控切割工藝，包括數(shù)控火焰切割機，(I)通過幾何法繪制鋼管拱橋管節(jié)鋼板相貫線的曲線圖、并導入數(shù)控火焰切割機中，(2)在數(shù)控火焰切割機裝有轉(zhuǎn)角器，該轉(zhuǎn)角器能使數(shù)控火焰切割機實現(xiàn)四個方向的轉(zhuǎn)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(fā)明與背景技術(shù)相比，一是采用數(shù)控切割一次而成，減少工序5 6項，避免桿件工序間停留時間和減少工作場地，使生產(chǎn)組織更加順暢；二是節(jié)約原材料，通過在136米鋼管拱橋的實際生產(chǎn)中應用，減少鋼板和焊材的使用，取得了可觀的經(jīng)濟效益；三是由于組裝環(huán)縫的間隙減少，間隙均勻，使環(huán)縫的填充相對減少，焊工施焊作業(yè)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(yè)時間，提高功效；五是摒棄原工藝，采用對鋼板進行并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(zhì)量高；六是其切割后曲線尺寸和焰割面質(zhì)量均得到提高；保證了組裝的管節(jié)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；七是由于組裝環(huán)縫的間隙減少，間隙均勻，使環(huán)縫的填充相對減少，焊工施焊作業(yè)時間減少；八是車間生產(chǎn)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，由于焊縫均勻，焊接成型美觀，減少了鏟磨量，縮短了作業(yè)時間。


圖I是管節(jié)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(zhuǎn)角裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖，圖中標號1是升降桿，2是轉(zhuǎn)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(jié)鋼板相貫 線數(shù)控切割方法)，包括數(shù)控火焰切割機，即在WD-105數(shù)控火焰切割機中，(I)通過幾何法繪制鋼管拱橋管節(jié)鋼板相貫線的曲線圖、并導入數(shù)控火焰切割機中，(2)在數(shù)控火焰切割機裝有轉(zhuǎn)角器(圖2中2-轉(zhuǎn)向裝置)，該轉(zhuǎn)角器能使數(shù)控火焰切割機實現(xiàn)四個方向的轉(zhuǎn)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(shù)控火焰切割機，通過幾何法繪制相貫線的曲線圖并導入數(shù)控切割機中，然后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.試驗準備由于數(shù)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(zhì)量。首先，對鋼板進行切割試驗，通過試驗證明數(shù)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(xiàn)轉(zhuǎn)角切割目的。因此，本方案首先設(shè)計一個轉(zhuǎn)角裝置器(圖2中2-轉(zhuǎn)向裝置)，采用套筒方式來保證實現(xiàn)四個方向轉(zhuǎn)向切割。工作原理是通過轉(zhuǎn)角器上的卡槽完成轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)數(shù)控火焰切割機對鋼板縱向、橫向切割作業(yè)；第三，在數(shù)控火焰切割機的固定割槍架上增設(shè)刻度裝置(圖2中3)和壓板，這樣為實現(xiàn)含坡口切割試驗提供了可操作性。3.試驗過程
根據(jù)安排先后進行了兩期整體切割管節(jié)試驗工作，以進一步完善切割工藝方案，熟悉設(shè)備性能對切割質(zhì)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。計劃制成直徑為920 mm鋼管。二期在解決一期試驗存在的問題后，繼續(xù)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(zhì)鋼板下料，主要是滿足環(huán)縫自動焊檢驗要求。試驗總結(jié)
本次數(shù)控切割相貫線試驗，下料11塊。后經(jīng)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,占接口長度的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(jīng)過前期試驗證明用數(shù)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(chǎn)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(shù)控切割機放料平臺，將原來使用頂錐托鋼板方式改為板條托鋼板，保證切割前后鋼板平整，誤差減少。另外為了保證在136米鋼管拱橋?qū)嵤┏晒Γ囬g技術(shù)人員與生產(chǎn)作業(yè)人員專門編制了《咸陽136米拱橋相貫線數(shù)控切割控制要點》和《數(shù)控工序質(zhì)量檢測控制點》、《136米鋼管拱橋數(shù)控切割記錄表》(見附件一、附件二)。對數(shù)控編程、數(shù)控切割、輥圓機制圓三個工序規(guī)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(jù)生產(chǎn)作業(yè)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(占本次下料的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(jié)果表明組裝后超差尺寸只有19. I % 23. 6 %，超差間隙僅有5. 35 % 18. O %。而且環(huán)縫間隙均勻，能夠控制在工藝要求的范圍內(nèi)。
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1. 一種鋼管拱橋管節(jié)鋼板相貫線數(shù)控切割工藝，包括數(shù)控火焰切割機，其特征是(1)通過幾何法繪制鋼管拱橋管節(jié)鋼板相貫線的曲線圖、并導入數(shù)控火焰切割機中；(2)在數(shù)控火焰切割機裝有自制轉(zhuǎn)角器，該轉(zhuǎn)角器能使數(shù)控火焰切割機實現(xiàn)四個方向轉(zhuǎn)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(fā)明涉及鋼管拱橋拱肋管節(jié)制造過程中鋼板數(shù)控切割工藝方法，包括數(shù)控火焰切割機，(1)通過幾何法繪制鋼管拱橋管節(jié)鋼板相貫線的曲線圖、并導入數(shù)控火焰切割機中，(2)在數(shù)控火焰切割機裝有轉(zhuǎn)角器，該轉(zhuǎn)角器能使數(shù)控火焰切割機實現(xiàn)四個方向的轉(zhuǎn)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(yōu)點一是采用數(shù)控切割一次而成，使生產(chǎn)組織更加順暢；二是節(jié)約原材料；三是焊工施焊作業(yè)時間減少；四是焊縫均勻，成型美觀；五是采用整體一次切割工藝，其工序少、切割面和線光滑圓順，質(zhì)量高；六是其切割后曲線和焰割面質(zhì)量均得到提高；七是焊工施焊作業(yè)時間減少；八是生產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者徐學年, 張西謀, 劉飛 申請人:中鐵寶橋集團有限公司