一種電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)大板梁的焊接工裝及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制作電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)三層雙腹疊梁式大板梁的焊接工裝及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)火電廠單臺裝機容量的增大，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)中的大板梁設(shè)計尺寸及重量也越來越大，由于大板梁超長、超高、超重，采取整體制造、安裝和運輸都不現(xiàn)實，故在大板梁的設(shè)計中，考慮了上述因素和經(jīng)濟性，將大板梁設(shè)計成疊梁結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計需要，大板梁設(shè)計分為上梁+下梁(H型)結(jié)構(gòu)，上梁(31型)+雙中梁(H型)+雙下梁(H型)結(jié)構(gòu)，到安裝工地后，通過中間一組或多組法蘭連接，將上、下梁或上、中、下梁在鍋爐爐架上用高強螺栓連接起來。由上、下梁疊加起來、只有一組腹板的大板梁稱為雙層單腹疊梁式大板梁；由上、中、下梁疊加起來、有兩組腹板的大板梁稱為三層雙腹疊梁式大板梁(如圖1、圖2所示)。其中三層雙腹疊梁較單梁、雙層單腹疊梁或雙層雙腹疊梁制作有很大的區(qū)別，難度相對較大，手工整體適配焊接時，各組法蘭面的平面度、其上孔群位置度等關(guān)鍵點難以控制，大板梁上拱以及加強筋連接板位置保證困難，焊接尺寸誤差大以及焊接變形不易矯正等一系列難題:不僅需要對上、中、下梁各自的尺寸和拱度進行嚴格控制，而且還要確保所有的梁組裝成一體后的拱度一致；保證上、中、下梁雙腹的兩組連接法蘭共面且保持緊密接觸及法蘭面上的孔都能穿上螺栓；大板梁一般超長，需要對重量超重的梁段進行長度拆分，梁的對接法蘭同樣也要保持緊密接觸及法蘭面上的孔也都能穿上螺栓；嚴格控制梁的焊接變形情況，特別是法蘭面的角變形及梁的旁彎、扭曲變形。所以如何控制梁的拱度、控制焊接變形、保證雙腹兩組連接法蘭共面且緊密接觸及其上孔群的穿孔率，以及保證對接法蘭和端法蘭的垂直度且緊密接觸及其上孔群的穿孔率，是制作三層雙腹疊梁的關(guān)鍵和難點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種可保證工件質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率的用于三層雙腹疊梁式大板梁整體適配焊接的焊接工裝及方法。
[0004]為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)大板梁的焊接工裝，包括左端板、右端板、底架和加強筋連接板支座，所述底架由底架頭部段、底架中間段和底架尾部段依次連接組合構(gòu)成，左端板和右端板分別固定在底架的兩端，所述底架上部設(shè)有若干分層法蘭支座和支撐塊，分層法蘭支座設(shè)置在底架上合適的位置，支撐塊設(shè)置于分層法蘭支座的空檔處，所述加強筋連接板支座設(shè)置在與大梁板加強筋相應(yīng)位置的底架上，所述底架右端與右端板下底部設(shè)有用于橫向推動右端板的推動與反推動裝置，所述底架的底面分布有若干地腳支座，通過膨脹螺栓連接地面。
[0005]所述底架頭部段的右端側(cè)面設(shè)有兩組架間連接座I，通過十字平鍵定位；所述底架中間段的兩端側(cè)面分別設(shè)有兩組架間連接座II和架間連接座III，通過十字平鍵定位；所述底架尾部段左端側(cè)面設(shè)有兩組架間連接座IV，通過十字平鍵定位；所述底架頭部段與底架中間段通過架間連接座I和架間連接座II用螺栓連接，底架中間段與底架尾部段通過架間連接座III和架間連接座IV用螺栓連接；所述底架頭部段的左端上部設(shè)有左端板連接底座，通過丁字平鍵定位，所述底架尾部段右端上部設(shè)有右端板連接底座，通過一字平鍵和凸塊定位。
[0006]所述左端板包括左端板下底板和左端板立板，右端板包括右端板下底板、右端板立板，所述左端板下底板上設(shè)有丁字鍵槽，左端板通過左端板下底板與底架頭部段的左端板連接底座由丁字平鍵定位，用螺栓連接固定于底架頭部段的左端部；所述右端板下底板上設(shè)有一字鍵槽，右端板通過右端板下底板與底架尾部段的右端板連接底座由一字平鍵定位，由螺栓連接固定于底架尾部段的右端部；所述左端板立板和右端板立板上分布有若干連接螺栓孔，其中心線兩側(cè)一段距離的上下棱邊處設(shè)有四個定位矩形凹槽。
[0007]所述推動與反推動裝置包括推動支座、推動反支座、第一螺栓和第二螺栓，推動支座設(shè)置于底架右端的右端板連接底座上，推動反支座設(shè)置于右端板的下底部，所述第一螺栓和第二螺栓反向安裝，配合一字鍵橫向推動右端板。
[0008]所述分層法蘭支座在底架各段頂上橫向的位置布置。
[0009]所述加強筋連接板支座包括支座立板和支座下底板，支座立板與支座下底板垂直焊接，所述支座下底板上分布有鉸制螺栓孔、與底架相應(yīng)位置通過螺栓連接；所述支座立板上分布有鉸制螺栓孔、與大板梁工件的各加強筋連接。
[0010]所述底架頭部段、底架中間段和底架尾部段由工字鋼、槽鋼和鋼板焊接制成。
[0011]所述左端板、右端板和加強筋連接板支座由鋼板焊接制成。
[0012]本發(fā)明還提供了一種加工大板梁的方法，包括如下步驟:
[0013]I)下料:做出排版圖一將上梁腹板切割成腹板上弦起拱下弦無起拱的腹板不等高的形狀；將中梁腹板切割成腹板上弦、下弦均無起拱的腹板等高的形狀；將下梁腹板切割成腹板上弦無起拱下弦內(nèi)起拱的腹板不等高的形狀一對各腹板長度進行二次修正一連接法蘭、對接法蘭、加強筋、上梁上翼緣板和下梁下翼緣板按圖紙下料；
[0014]2)打孔:上梁、中梁和下梁的各連接法蘭配合使用的組對連接法蘭疊放在一起在數(shù)控機床上打孔，并標記連接法蘭板寬中心線；各對接法蘭、加強筋連接板、加強筋按組對疊放方式在數(shù)控機床上進行打孔；
[0015]3)焊接上梁各段:將上梁的下翼緣板與底架的分層法蘭支座連接固定一多次標記、調(diào)整、焊接一拆卸工裝；
[0016]4)焊接中梁:將中梁下翼緣板與底架上各分層法蘭支座通過螺栓連接固定一多次標記、調(diào)整、焊接一拆卸工裝一翻轉(zhuǎn)180°，再將中梁上翼緣板與底架上各分層法蘭支座通過螺栓連接固定一多次標記、調(diào)整、焊接一拆卸工裝；
[0017]5)焊接下梁:將下梁上翼緣板與底架頂部上各分層法蘭支座通過螺栓連接固定—多次標記、調(diào)整、焊接一拆卸工裝；
[0018]6)組裝:將上梁各段、中梁和下梁進行組裝。
[0019]有益效果:本發(fā)明采用模塊活動連接，丁字、十字或一字平鍵定位，方便拆裝，快速定位，便于加工，利于運輸，工裝中各部件均通過數(shù)控機床加工，部件的尺寸、定位面、連接面、孔群的形位公差均符合圖紙和技術(shù)要求。
【附圖說明】
[0020]圖1為三層雙腹疊梁大板梁的截面示意圖；
[0021]圖2為三層雙腹疊梁大板梁的構(gòu)成示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3a為本發(fā)明圖3的A部放大示意圖；
[0024]圖3b為本發(fā)明圖3的B部放大示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明底架頭部段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4a為本發(fā)明圖4的C部放大示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明底架中間段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明底架尾部段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7a為本發(fā)明左端板正面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7b為本發(fā)明左端板反面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖8a為本發(fā)明右端板正面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖8b為本發(fā)明右端板反面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖9a為本發(fā)明加強筋連接板支座的主視示意圖；
[0034]圖9b為本發(fā)明加強筋連接板支座的俯視示意圖；
[0035]圖1Oa為本發(fā)明上梁各段在焊接工裝上焊接的整體示意圖；
[0036]圖1Ob為本發(fā)明上梁在焊接工裝上焊接的截面示意圖；
[0037]圖1la為本發(fā)明中梁在焊接工裝上焊接的整體示意圖；
[0038]圖1lb為本發(fā)明中梁在焊接工裝上焊接的截面示意圖；
[0039]圖12a為本發(fā)明下梁在焊接工裝上焊接的整體示意圖；
[0040]圖12b為本發(fā)明下梁在焊接工裝上焊接的截面示意圖；
[0041]圖13為本發(fā)明推動支座和推動反支座聯(lián)合使用推動右端板的示意圖。
[0042]圖中:1左端板、2右端板、3底架、31底架頭部段、32底架中間段、33底架尾部段、311架間連接座1、321架間連接座11、322架間連接座111、331架間連接座IV、4分層法蘭支座、5支撐塊、6凸塊、7推動支座、8左端板連接底座、9右端板連接底座、10加強筋連接板支座、11左端板下底板、12左端板立板、13右端板下底板、14右端板立板、15矩形凹槽、16推動反支座、17支座立板、18支座下底板、19上梁、20中梁、21下梁、191上梁前段、192上梁中段、193上梁尾段、22連接法蘭、23加強筋連接板、24加強筋、25對接法蘭、26端法蘭、27斜撐、28第一螺栓、29第二螺栓。
【具體實施方式】
[0043]本發(fā)明用于制作的大板梁主要由上梁19、中梁20、下梁21構(gòu)成(如圖1所示為大板梁的截面示意圖):上梁19為型截面，為減輕單根的結(jié)構(gòu)自重，分上梁前段191、上梁中段192和上梁尾段193三部分構(gòu)成，各段由對接法蘭25通過螺栓連接為整體，上梁19的下翼緣板作為連接中梁20的連接法蘭22 ;中梁20由兩根H型截面梁組成，H型截面梁的上下翼緣板就是連接上梁19和下梁21的連接法蘭22，兩根H型截面梁通過兩腹板中間的若干加強筋連接板23與兩側(cè)H型截面梁腹板內(nèi)側(cè)的相應(yīng)加強筋24通過螺栓連接成整體；下梁21也是由兩根H型截面梁組成，H型截面梁的上翼緣板作為連接中梁20的連接法蘭22，兩根H型截面梁通過兩腹板中間的若干加強筋連接板23與兩側(cè)H型截面梁腹板內(nèi)側(cè)的相應(yīng)加強筋