100米打桩船导向架的制造工艺

摘要：100m打桩船是为港珠澳大桥打桩作业而设计的超大型打桩船。作为打桩船重要部件的导向架制造和加工难度大。本文详细介绍了100米打桩船导向架的制造工艺以及重点、难点及解决办法。

关键词：制造业 工程机械 打桩设备 制造工艺

1、概述

随着我国海洋工程的飞速发展，跨海大桥、海上平台等大型工程的不断涌现，促使打桩设备正向大型化方向发展。打桩设备的大型化，直接导致制造难度的加大，因此，合格的制造工艺是打桩设备满足设计和使用要求的基本保障。下面以武桥重工制造的100米打桩船的导向架为例向大家简述该部件的制造工艺。

2、100米打桩船简述

100m打桩船是专为适应港珠澳大桥的打桩作业需要而设计的超大型打桩船。该船总长75米，型宽27米，型深5.2米，桩架高度100米，是全国最大的、功能最全的打桩船。导向架是打桩船的重要部件之一。导向架工作时与固定环一起抱住液压锤，联接夹块沿桩架轨道上下移动（详见附图一）。导向架长6170mm、宽1592mm、高1752mm，最大孔径φ1260。（详见附图二）

3、导向架制造的重难点及主要解决办法

3.1 重难点

（1）导向架的两个抱瓦孔的孔径大且有同心度要求，需要利用大型数控设备并制定合理的机加工工艺来控制。（2）导向架结构复杂，需要分成抱瓦、上架体单独制造，然后用工装胎模拼装，并制定合理的拼焊工艺来控制。

3.2 主要的加工设备

4、导向架详细工艺及要求

4.1 板件的下料

所有板件通过数控切割下料，对于加工边或加工面，应留适当加工余量。下料后的零件应用机械法或火焰法校正，钢板平面度≤1：1000mm，型钢直线度≤1：1000mm，矫正偏差符合桥规TB10212-98的规定。

4.2 板件坡口制作

机加工或者火焰切割坡口。对于火焰切割的坡口，应严格控制钝边尺寸，并打磨光滑。

4.3 抱瓦的制造

（1）放样，将N16、N17板组拼，焊单面45°坡口焊缝①，钝边2mm。焊后按GB11345-89 II级全熔透探伤。（2）将N15、N18板与筒体组拼，焊双面45°坡口焊缝②③④⑤，钝边15mm。检验：按GB11345-89 II级探80%熔深。（3）将N5筋板与筒体组拼，焊单面45°坡口焊缝⑥⑦，钝边2mm。检验：按GB11345-89 II级全熔透探伤。（4）通过退火处理来消除焊接残余焊接应力，防止变形。

（1）操平工作台，放样，将N9下盖板、N3方钢、N7上盖板组拼成一箱体，先双人对称焊①②角焊缝，焊高25mm；翻面再双人对称焊③④角焊缝，焊高25mm；焊时应从中间往两边对称施焊，焊后调平校直。（2）放样，将四块N8轨道板与N3方钢组拼，将工艺隔条点焊到相邻两块N8轨道板之间，用以控制两N8板之间910距离，双人对称焊双面45°坡口焊缝⑤，钝边15mm。检验：按GB11345-89 II级探80%熔深。（3）放样，依次将N10、N11、N13、N14板与上架体组拼，先焊N13板与N8、N11板之间的双面45°坡口焊缝⑥⑦⑧，钝边5mm。再焊N11板与N8板之间的⑨⑩角焊缝，焊高20mm。然后依次焊N10板与N8板、N11板、N3方钢、N7板之间的⑾⑿⒀⒁⒂角焊缝 ，焊高20mm。最后焊N14板与N3方钢、N10板之间的双面45°坡口焊缝⒃⒄，钝边2mm，检验：按GB11345-89 II级全熔透探伤。（4）放样，将N22吊耳与主架体组拼，焊双面45°坡口焊缝⒅，钝边2mm。检验：按GB11345-89 II级全熔透探伤。（5）通过振动消应处理来消除残余焊接应力，防止结构变形。

4.5 导向架的制作

4.5.1 导向架结构的拼装及焊接过程

（1）用厚钢板搭4000mm×8000mm工作台，用水平仪操平。

（5）焊N5板与N3方钢、N6板的单面45°坡口焊缝 ③④，钝边2mm。再焊与N9板的角焊缝⑤，焊高20mm。

（6）放样，将N12板与导向架组拼，焊双面45°坡口焊缝⑥⑦，钝边2mm。检验：按GB11345-89 II级全熔透探伤。

（7）焊N4面板圆弧边与抱瓦之间单面45°坡口焊缝⑧，钝边10mm；焊接时从两边往中间轮流对称施焊，分多道焊焊，每道焊焊高不超过5mm。检验：按GB11345-89II级探80%熔深。检验合格后调平校直。

（8）焊N4面板与N3方钢、N8轨道板、N11盖板之间角焊缝⑨⑩⑾，焊高16mm。将能焊的地方全部焊满。

（9）将N23吊耳与N4面板组拼，焊双面45°坡口焊缝⑿，钝边2mm。检验：按GB11345-89 II级全熔透探伤。

（10）待所有焊缝完全冷却后，将全部马鞍座压紧装置打开，全面检查尺寸，对于尺寸超差处作矫正处理。

（11）通过振动消应处理来消除残余焊接应力，防止加工后变形。

（1）校正工件，合理分配加工余量，划立体十字线、铣加工线、孔加工线。

（4）将固定环与导向架装配一体。以half面及1592侧面为基准，合理分配加工余量，划立体十字线、孔线。

5、结语

我公司在100米打桩船导向架的制造过程中，充分利用TJK6920数控镗床的加工能力，又合理制定机加工、焊接工艺路线及工装胎模拼装方法，从而保证了导向架结构焊接制造及加工尺寸和位置精度的要求。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.TB10212-98.铁路钢桥制造规范[S].中国铁道出版社.2009.

[2]中华人民共和国国家标准.GB11345-89.钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分类.中国标准出版社.2004.