一种半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构及其方法与流程

本申请涉及船舶建造设计，特别是涉及一种半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构及其方法。

背景技术：

1、半潜船作为高端海工装备，其外底板厚板总段合拢焊接由于外底板承载着船体总纵强度和冰区航行等严苛工况要求，通常采用大厚度高强度钢板，坡口深度大、焊接填充量显著。在总段合拢阶段，外底板与内部纵横骨材、舱壁及各类加强结构已形成密集的空间交叉，合拢缝周围纵向桁材、横向肋骨及附属管支架等结构件密布，严重侵占了自动焊接设备的行走轨道布置空间及焊枪可达操作空间，导致自动角焊机、co2气体保护自动小车等高效焊接装备难以适用，现场实际仍以半自动co2焊或手工电弧焊为主要工艺手段。

2、然而，手工焊操作受限于焊工技能水平和深坡口多层多道焊的工艺特点，焊接效率远低于自动焊，且每道焊缝的层间清理、温度控制及焊道成形一致性难以精准保障，质量稳定性不足。更为突出的是，厚板合拢缝焊接热输入总量大，在密集约束结构条件下，焊接应力与变形调控极为被动，焊后普遍出现外底板沿合拢缝区域的向下塌陷变形。该变形超出公差范围时，须采用火工矫正或局部补焊修复，修复过程反复加热进一步恶化组织性能，且耗费大量工时与能源，显著增加建造成本与周期。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种能够适用于半潜船外底板厚板合拢缝的高效、低变形焊接工艺的一种半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构及其方法。

2、为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

3、一种半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构，包括：

4、外底板；

5、纵向结构板，安装于所述外底板上，位于合拢缝位置处沿着第一方向开设焊接空间，合拢缝沿着垂直于所述第一方向的第二方向设置于所述焊接空间内；以及，

6、纵向贴装壁板，安装于所述焊接空间内，以将合拢缝焊接完成后的焊接空间进行封闭。

7、可以理解的是，通过在纵向结构板上正对合拢缝位置处开设焊接空间，从根本上打破了传统结构中密集加强骨架对焊接操作区域的物理封锁。该焊接空间为自动焊接设备提供了平整连续的行走轨道面和充足的焊枪摆动空间，使原本仅能依赖手工焊的受限区域具备了应用自动焊或半自动焊的硬件条件。相比现有技术中焊工必须在纵骨与肋骨交叉的狭窄间隙内勉强施焊的困境，本发明使焊枪能够以接近垂直的理想角度对准坡口根部，大幅降低了操作难度和劳动强度。

8、在其中一个实施例中，所述焊接空间沿着第一方向的两侧距离所述合拢缝之间的间距不同。

9、在其中一个实施例中，所述焊接空间沿着第一方向的两侧距离所述合拢缝之间的间距比值为7:2。

10、在其中一个实施例中，所述焊接空间沿着第一方向的两侧均位于所述外底板上。

11、在其中一个实施例中，一种半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制方法，应用于上述所述半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构，包括：

12、s01：位于纵向结构板上相对于所述合拢缝位置开设焊接空间，以形成平整连续的作业面；

13、s02：沿合拢缝两侧结构背面进行反变形，使其产生与后续主焊缝变形方向相反的预设变形；

14、s03：完成预设变形后，位于焊接空间内设置自动焊接设备，对合拢缝焊接，焊接产生的热量将使外底板产生向下变形，抵消上述的预设变形；

15、s04：焊接及冷却完成后，安装纵向贴装壁板。

16、在其中一个实施例中，在s02中，采用火工枪加热所述外底板，所述火工枪的加热端朝向所述外底板背离所述纵向结构板的一侧。

17、在其中一个实施例中，还包括设置于所述外底板上的横向结构板，所述火工枪的加热端与所述外底板上的横向结构板相对。

18、在其中一个实施例中，所述预设变形最大形变高度为2-4mm。

19、在其中一个实施例中，所述预设变形最大形变高度为3mm。

20、与现有技术相比，一种半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构及其方法通过在纵向结构板上正对合拢缝位置处开设焊接空间，从根本上打破了传统结构中密集加强骨架对焊接操作区域的物理封锁。该焊接空间为自动焊接设备提供了平整连续的行走轨道面和充足的焊枪摆动空间，使原本仅能依赖手工焊的受限区域具备了应用自动焊或半自动焊的硬件条件。相比现有技术中焊工必须在纵骨与肋骨交叉的狭窄间隙内勉强施焊的困境，本发明使焊枪能够以接近垂直的理想角度对准坡口根部，大幅降低了操作难度和劳动强度。

1.一种半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构，其特征在于，所述焊接空间（3）沿着第一方向的两侧距离所述合拢缝之间的间距不同。

3.根据权利要求2所述的半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构，其特征在于，所述焊接空间（3）沿着第一方向的两侧距离所述合拢缝之间的间距比值为7:2。

4.根据权利要求1所述的半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构，其特征在于，所述焊接空间（3）沿着第一方向的两侧均位于所述外底板（1）上。

5.一种半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制方法，应用于权利要求1-4任一项的所述半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制结构，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制方法，其特征在于，在s02中，采用火工枪加热所述外底板（1），所述火工枪的加热端朝向所述外底板（1）背离所述纵向结构板（2）的一侧。

7.根据权利要求6所述的半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制方法，其特征在于，还包括设置于所述外底板（1）上的横向结构板（5），所述火工枪的加热端与所述外底板（1）上的横向结构板（5）相对。

8.根据权利要求5所述的半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制方法，其特征在于，所述预设变形最大形变高度为2-4mm。

9.根据权利要求8所述的半潜船外底板厚板自动焊的变形抑制方法，其特征在于，所述预设变形最大形变高度为3mm。