高精度焊接環型整體軌道的設計制造方法技術

本發明專利技術公開了一種高精度焊接環型整體軌道的設計制造方法，它采用預先分段制造出高硬度工作面且變形穩定的單弧軌，在野外施工現場組裝；采用變形法實施全程監控和焊接，將分段軌道連接為環形整體軌道。該方法克服了傳統方法的不足，保證了整體軌道具有較高精度且焊接接縫處幾乎沒有連接拉應力。本發明專利技術具有連接加工制造簡單、精度高、低內應力等優點，可廣泛應用于大口徑高精度天線、環型起重機旋轉軌道等領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，適用于重載環型軌道的設計和制造，可廣泛應用于大口徑天線、環型起重機旋轉軌道等領域。
技術介紹
目前，大口徑測控、深空探測和射電望遠鏡天線方位旋轉軌道多采用有縫連接型式，大型射電望遠鏡因為其重量巨大，對其方位軌道不僅要求有足夠的強度能支撐巨大載荷，而且要求有很高的表面平面度。采用拼接頭連接的方法連接，在滾輪越過軌道接縫時，在兩段軌道接縫之間會形成高低差臺階，產生附加沖擊動力，在軌道接縫邊緣產生的很高接觸應力，這不僅會使接縫處的鋼軌材料容易損壞，還會降低望遠鏡在軌道上運行的平順性，影響到望遠鏡的指向精度。
技術實現思路
本專利技術的目的在于避免上述
技術介紹
中的不足之處而提供的，該制造技術提出的單弧形軌道制造、焊前處理、現場硬軌面合金鋼焊接、形變法自由焊接及焊后加工等工藝，其突出特點是實現了環型焊接整體軌道高精度，而且具有施工簡便、成本低及在連接處幾乎沒有連接拉應力等特點。本專利技術所采用的技術方案為一種，其特征在于包括步驟(I)先將環型整體軌道進行整體設計，之后將整體設計的環型整體軌道分為多個單弧軌，并對單弧軌進行設計；(2)環型整體軌道的每段單弧軌采用42CrMo合金鋼進行鍛造制成；(3)每段單弧軌的兩端面進行焊接坡口加工，焊接坡口的形式為U形或V形，焊接坡口開向為上開或側開，焊接坡口深度為軌道高度或寬度的O. 3 O. 5倍；(4)對焊接坡口進行打底焊接；(5)對單弧軌工作面進行垂直中頻淬火處理，局部加熱校形及穩定時效處理，時效處理溫度320°C至380°C ；(6)將每段單弧軌放置在預埋好的地腳螺栓上進行定位和調平；(7)將備焊的兩段單弧軌之一進行固定，另一段單弧軌保持自由狀態，進行焊接；隨時用百分表監測軌道各方向變形，邊焊接邊采用錘擊形變法和局部熱處理法消除焊接應力，控制焊接變形，使變形始終控制在O.1mm O. 2_范圍內；(8)將已焊接完成的軌道進行固定，將與之相鄰的待焊單弧軌保持自由狀態，之后進行焊接并按步驟出)中的方法消除焊接應力和控制焊接變形；(9)當確定焊接的變形工藝參數后，將其余待焊單弧軌均固定進行焊接，同時按步驟(6)中確定的方法消除焊接應力和控制焊接變形；(10)將焊縫進行表面加工，使得焊縫處的平面度小于O. 05mm ；完成高精度焊接環型整體軌道的制造。其中，步驟(7)中局部熱處理時的溫度為330°C至360°C。其中，所述環型整體軌道的直徑20米至75米。其中，步驟(7)中，焊接分為填充層焊接和表面硬化層焊接；填充層焊接采用Co2氣體保護焊接，焊接材料為LJ5364 ;表面硬化層采用手工無鎢極氬弧焊，焊接材料LJ6033。本專利技術與
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相比具有如下優點1.本專利技術采用分段制造并進行焊接，實現了環型焊接整體軌道高精度，焊縫處平面度小于O. 05mm。2.本專利技術采用熱處理前進行硬化層打底，解決了高硬度層焊接難度和焊接過渡區軟化問題，實現軌道工作面幾乎無軟化帶。3.本專利技術在焊接全過程采用形變法焊接，實現了對焊接變形嚴格控制，消除了焊接拉應力(焊接處拉應力30Mpa左右)。4.本專利技術采用U形破口和附加拖板焊接，即保證了軌道強度，同時又保證了軌道接口焊接質量，施工簡便、成本低。5.本專利技術提供的現場進行機加工方法簡便易行，可將焊接區平面度控制到O.03mmo附圖說明圖1是本專利技術軌道對接狀態及焊接組成結構示意圖2是單弧軌的結構示意圖3是單弧軌的截面示意圖4是焊接坡口示意圖5是打底焊接的焊接坡口示意圖6是軌道焊接、監測示意圖。圖1中1為左單弧軌、2為右單弧軌、3為打底焊接層、4為填充焊接層、5為表面硬化焊接層、6為地腳螺栓、7為固定螺母、8為拖板、9為地基。具體實施例方式下面，結合圖1至圖6對本專利技術作進一步說明一種，其特征在于包括步驟(I)先將環型整體軌道進行整體設計，之后將整體設計的環型整體軌道分為多個單弧軌，并對單弧軌進行設計。實施例中，環型整體軌道的直徑為20米至75米，每弧段長度為2 4. 5米，矩形截面，如圖2和圖3所示。(2)環型整體軌道的每段單弧軌采用42CrMo合金鋼進行鍛造制成。實施例中，單弧軌采用42CrMo等中、低碳合金鋼鍛材，銑加工成形，并經調質和穩定熱處理。(3)每段單弧軌的兩端面進行焊接坡口加工，焊接坡口的形式為U形或V形，焊接坡口開向為上開或側開，焊接坡口深度為軌道高度或寬度的O. 3 O. 5倍。焊接坡口如圖4所示。(4)對焊接坡口進行打底焊接。打底焊接的焊接坡口如圖5所示。(5)對單弧軌工作面進行垂直中頻淬火處理，局部加熱校形及穩定時效處理，時效處理溫度320°C至380°C。實施例中，單弧軌工作面進行垂直中頻淬火處理，淬火溫度860 0C，表面硬度HRC44 HRC48，硬度層深6 8_。(6)將每段單弧軌放置在預埋好的地腳螺栓上進行定位和調平；(7)將備焊的兩段單弧軌之一進行固定，另一段單弧軌保持自由狀態，進行焊接；隨時用百分表監測軌道各方向變形，邊焊接邊采用錘擊形變法和局部熱處理法消除焊接應力，控制焊接變形，使變形始終控制在O. 08mm O. 12mm范圍內。其中，步驟(7)中，焊接分為填充層焊接和表面硬化層焊接；填充層焊接采用Co2氣體保護焊接，焊接材料為U5364 ;表面硬化層采用手工無鎢極氬弧焊，焊接材料LJ6033，表面硬度HRC42 HRC48。如圖1所示。(8)將已焊接完成的軌道進行固定，將與之相鄰的待焊單弧軌保持自由狀態，之后進行焊接并按步驟出)中的方法消除焊接應力和控制焊接變形；(9)當確定焊接的變形工藝參數后，將其余待焊單弧軌均固定進行焊接，同時按步驟(6)中確定的方法消除焊接應力和控制焊接變形；(10)將焊縫進行表面加工，使得焊縫處的平面度小于O. 05mm ；完成高精度焊接環型整體軌道的制造。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高精度焊接環型整體軌道的設計制造方法，其特征在于包括步驟：(1)先將環型整體軌道進行整體設計，之后將整體設計的環型整體軌道分為多個單弧軌，并對單弧軌進行設計；(2)環型整體軌道的每段單弧軌采用42CrMo合金鋼進行鍛造制成；(3)每段單弧軌的兩端面進行焊接坡口加工，焊接坡口的形式為U形或V形，焊接坡口開向為上開或側開，焊接坡口深度為軌道高度或寬度的0.3～0.5倍；(4)對焊接坡口進行打底焊接；(5)對單弧軌工作面進行垂直中頻淬火處理，局部加熱校形及穩定時效處理，時效處理溫度320℃至380℃；(6)將每段單弧軌放置在預埋好的地腳螺栓上進行定位和調平；(7)將備焊的兩段單弧軌之一進行固定，另一段單弧軌保持自由狀態，進行焊接；隨時用百分表監測軌道各方向變形，邊焊接邊采用錘擊形變法和局部熱處理法消除焊接應力，控制焊接變形，使變形始終控制在0.08mm～0.12mm范圍內；(8)將已焊接完成的軌道進行固定，將與之相鄰的待焊單弧軌保持自由狀態，之后進行焊接并按步驟(6)中的方法消除焊接應力和控制焊接變形；(9)當確定焊接的變形工藝參數后，將其余待焊單弧軌均固定進行焊接，同時按步驟(6)中確定的方法消除焊接應力和控制焊接變形；(10)將焊縫進行表面加工，使得焊縫處的平面度小于0.05mm；完成高精度焊接環型整體軌道的制造。...

【技術特征摘要】
1.一種高精度焊接環型整體軌道的設計制造方法，其特征在于包括步驟 (1)先將環型整體軌道進行整體設計，之后將整體設計的環型整體軌道分為多個單弧軌，并對單弧軌進行設計； (2)環型整體軌道的每段單弧軌采用42CrMo合金鋼進行鍛造制成； (3)每段單弧軌的兩端面進行焊接坡口加工，焊接坡口的形式為U形或V形，焊接坡口開向為上開或側開，焊接坡口深度為軌道高度或寬度的0. 3 0. 5倍； (4)對焊接坡口進行打底焊接； (5)對單弧軌工作面進行垂直中頻淬火處理，局部加熱校形及穩定時效處理，時效處理溫度 320°C至 380°C ； (6)將每段單弧軌放置在預埋好的地腳螺栓上進行定位和調平； (7)將備焊的兩段單弧軌之一進行固定，另一段單弧軌保持自由狀態，進行焊接；隨時用百分表監測軌道各方向變形，邊焊接邊采用錘擊形變法和局部熱處理法消除焊接應力，控制焊接變形，使變形始終控制在0. 08mm 0. 12mm范圍內； (8)將已焊接完成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉維明，張萬才，陳佃雙，凌權寶，陳文祥，劉國璽，米月英，付麗，鄭元鵬，杜彪，金超，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第五十四研究所，
類型：發明
國別省市：