專利名稱：水下鋼結構局部排水摩擦疊焊修復設備及方法
技術領域：
本發明涉及一種摩擦疊焊修復設備，尤其是既可以用于平板焊接，也可以用于管 道焊接，主要被用于修復連接海洋鋼結構物裂紋等破壞的水下鋼結構局部排水摩擦疊焊修 復設備與方法。
背景技術：
海洋結構物數量眾多，如海洋油氣管道、海洋平臺等。我國的海洋管道以渤海居 多，其平均水深為18m，由于海上變化無常的天氣因素以及船舶拋錨等各種原因會對海洋管 道造成損壞，而且大部分平臺、管道的在役時間已經超過設計使用年限，其中最早的一根管 道為1985年投入使用，這些超年限使用的鋼結構極易出現疲勞裂紋和破壞，而導致故障事 件的發生，給海上作業造成極大的安全隱患和相當高昂的經濟損失。采用水下鋼結構局部 排水摩擦疊焊修復，可以有效的修復彌補海洋結構物的缺陷，極大地降低經濟成本，對于海 洋結構物維修而言具有重要意義。
發明內容
根據背景技術所述，本發明的目的在于提供一種既可以用于平板焊接，也可以用 于管道焊接，配備水槽后可做水下焊接的實驗，配裝配套排水罩即可進行鋼結構的局部排 水摩擦疊焊實驗的，用于水下鋼結構修復的干式摩擦疊焊焊接方法和配套使用的水下鋼結 構局部排水摩擦疊焊修復設備。為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的用于水下鋼結構修復的干式摩擦疊焊技術，其工藝參數包括摩擦主軸頭旋轉速 度、進給速度、焊孔孔型與塞棒形狀組合、焊接加熱時間、氬氣保護以及輔助熱源等。水下鋼結構局部排水摩擦疊焊修復設備，主要由機械系統、液壓動力系統、電控系 統、數據采集系統、應力溫度測量系統組成，該摩擦疊焊修復設備的機械系統中，摩擦主軸 頭與移動滑臺采用液壓驅動、滑臺與底座及工件夾具均采用螺栓連接，電控系統由西門子 S7-200PLC及其擴展模塊組成，數據采集系統包括Wavebook數據采集模塊、激光轉速傳感 器、壓力傳感器、位移傳感器，應力溫度測量系統包括熱電偶及紅外熱像儀。由于采用了上述技術方案，本發明具有如下優點和效果1、本發明在上述焊接工藝條件下實驗，能使焊接效果達到最佳。2、本發明的排水罩將水與焊接工件隔開，提供了局部干式環境。3、本發明的焊接效率高，焊接質量好。
圖1為本發明水下局部排水摩擦疊焊方法流程圖
具體實施例方式如圖1所示，用于水 下鋼結構修復的干式摩擦疊焊方法，其工藝參數包括摩擦主 軸頭旋轉速度大小、進給速度大小、焊孔孔型與塞棒形狀組合、焊接加熱時間、氬氣保護以 及輔助熱源等。水下鋼結構局部排水摩擦疊焊修復設備，主要由機械系統、液壓動力系統、電控系 統、數據采集系統、應力溫度測量系統組成，該摩擦疊焊修復設備的機械系統中，摩擦主軸 頭與移動滑臺采用液壓驅動、滑臺與底座及工件夾具均采用螺栓連接，電控系統由西門子 S7-200PLC及其擴展模塊組成，數據采集系統包括Wavebook數據采集模塊、激光轉速傳感 器、壓力傳感器、位移傳感器，應力溫度測量系統包括熱電偶、紅外熱像儀及應變片。該設備既可以用于平板焊接，也可以用于管道焊接，配備水槽后可做水下焊接的 實驗，排水罩中通入高壓氬氣將水排出后，焊接即在局部干式環境下進行。
權利要求
1.水下鋼結構局部排水摩擦疊焊修復設備，主要由機械系統、液壓動力系統、電控系 統、數據采集系統、應力溫度測量系統組成，其特征在于所述的機械系統由底座及其上的 移動滑臺、工件夾具、橫梁、摩擦主軸頭構成，摩擦主軸頭與移動滑臺采用液壓驅動、滑臺與 底座及工件夾具均采用螺栓連接，電控系統由西門子S7-200PLC及其擴展模塊組成，數據 采集系統包括數據采集模塊、激光轉速傳感器、壓力傳感器、位移傳感器，應力溫度測量系 統包括熱電偶及紅外熱像儀，由控制臺控制其操作。。
2.根據權利要求1所述的水下鋼結構局部排水摩擦疊焊修復設備，其特征在于所述 的設備配備水槽后可進行水下焊接的實驗，配裝配套排水罩即可做局部排水摩擦疊焊實 驗。
3.一種實現權利要求1所述的水下鋼結構局部排水摩擦疊焊修復方法，包括摩擦主軸 頭旋轉速度大小、進給速度大小、焊孔孔型與塞棒形狀組合、焊接加熱時間、氬氣保護以及 輔助熱源等工藝參數組成。
4.根據權利要求3所述的水下鋼結構局部排水摩擦疊焊修復方法，其特征在于在排水 罩上開孔通入高壓氬氣將水排開，提供干式環境。
全文摘要
水下鋼結構局部排水摩擦疊焊修復設備及方法，其中摩擦疊焊修復設備由底座及其上的移動滑臺、工件夾具、橫梁、摩擦主軸頭構成的機械系統、液壓動力系統、電控系統、數據采集系統、應力溫度測量系統組成，由控制臺控制其操作，該摩擦疊焊修復設備既可以用于平板焊接，也可以用于管道焊接，配備水槽后可進行水下焊接的實驗，配裝配套排水罩即可做局部排水摩擦疊焊實驗；焊接工藝包括摩擦主軸頭旋轉速度大小、進給速度大小、焊孔孔型與塞棒形狀組合、焊接加熱時間、氬氣保護以及輔助熱源等參數組成；本發明的摩擦疊焊修復設備使用方便，可靠度高，質量優異，使用維護修理簡易。
文檔編號B23K20/14GK102049606SQ20091020958
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月30日 優先權日2009年10月30日
發明者占宏偉, 周燦豐, 張艷清, 焦向東, 陳家慶, 高輝 申請人:北京石油化工學院