CN109396715B - 一种船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置及焊装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置通过设置全埋入式工装、半埋入式工装和全裸露式工装能够根据需求选择将螺栓安装柱全部埋入甲板、部分埋入甲板或全部裸露在甲板上进行定位，满足了螺栓安装柱在船舶甲板上各种需求不同的安装方式，并且这三种工装均适用于已加工有螺纹安装孔的螺栓安装柱，使得螺栓安装柱被定位后无需再进行二次划线，也无需在甲板现场加工螺纹安装孔，操作方便，且精度更高。本发明还公开了一种船舶甲板螺栓安装柱的焊装工艺，利用三种工装将螺栓安装柱以三种不同的形式定位在甲板上，再进行焊接，操作简单，且装配精度更高。

Description

一种船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置及焊装工艺

技术领域

本发明涉及船舶舾装件的装配，特别涉及一种船舶甲板螺栓安装柱的焊装工装及焊装工艺。

背景技术

在船舶的甲板、试验区域等进行试验项目时，需要在船舶甲板上预装螺栓安装柱，这些螺栓安装柱上都需要设置螺纹安装孔，为实验设备的安装螺栓提供临时的受力安装点，这些作为受力安装点的螺栓安装柱不仅数量庞大，装配精度要求高，在预装时还需要在不同的节点位置进行安装，比如，一些螺栓安装柱需要全部埋入甲板内，一些螺栓安装柱部分埋入甲板内，还有一些螺栓安装柱全部位于甲板上。

目前，这些螺栓安装柱在装配时，无论是何种安装方式进行安装，都需要先将尚未加工螺纹安装孔的螺栓安装柱装配在甲板上，在装配完成后，再在螺栓安装柱上进行二次划线，确认螺纹安装孔的中心，再进攻丝以形成螺纹安装孔，易产生二次定位误差；并且在钻孔攻丝过程中操作较为困难，也易产生精度偏差。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置及焊装工艺，以提高焊配精度，降低操作难度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：

一种船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置，包括：

全埋入式工装，其用于将螺栓安装柱全部埋入甲板上预先加工的焊装孔内，所述全埋入式工装包括第一定位件和活动螺栓，所述第一定位件设置有用于供定位件贴紧在甲板上表面的定位面和垂直于所述定位面的第一辅助螺纹孔，所述定位面上设置有阻挡区；所述活动螺栓用于装配时依次配合穿过第一定位件上的第一辅助螺纹孔和螺栓安装柱上已加工的螺纹安装孔，并调节埋入式螺栓安装柱的轴向位置，使螺栓安装柱的上端面抵在定位面的阻挡区。

半埋入式工装，其用于将所述螺栓安装柱部分埋入甲板上预先加工的焊装孔内，所述半埋入式工装包括用于带动所述螺栓安装柱在竖直方向上移动的活动螺杆、用于安装活动螺杆的安装件、用于支撑所述安装件的支撑件及用于调节所述活动螺杆铅垂度的调节组件，所述调节组件设置在安装件和支撑件之间，所述安装件上设置有用于判断所述活动螺杆是否处于铅垂状态的第一测量仪，所述安装件上设置有第二辅助螺纹孔，所述活动螺杆在焊装时配合穿设于该第二辅助螺纹孔内，所述支撑件上设置有供所述螺栓安装柱穿过的下通孔，所述活动螺杆的底端在焊装时配合***所述螺栓安装柱的已加工的螺纹安装孔中，并带动螺栓安装柱穿过下通孔后***所述焊装孔内。

及全裸露式工装，其用于将螺栓安装柱铅垂并全部裸露定位在甲板上，所述全裸露式工装包括第二定位件、第二测量仪及调整件，所述第二定位件包括定位部和用于支撑定位部的支撑部，该定位部的外缘上超出支撑部的外缘，定位部上超出支撑部外缘的区域设置有若干定位孔，所述支撑部在焊装时放置于甲板上，所述定位孔用于焊接装时配合穿设所述螺栓安装柱；所述第二测量仪用于判断定位孔是否处于铅垂状态，所述第二测量仪焊装时设置在所述第二定位件上；所述调整件用于调整定位孔的铅垂度，所述调整件焊装时设置在所述第二定位件上。

可选的，在所述全埋入式工装中，以所述定位面的外轮廓上任意两点的连线作为宽度线，所述宽度线通过所述第一辅助螺纹孔的中心，所有宽度线中至少有一条宽度线的长度小于所述螺栓安装柱的外径。

可选的，在所述半埋入式工装中，所述调节组件以第二辅助螺纹孔为中心周向布置，所述调节组件包括依次连接的上螺杆、螺纹套和下螺杆，所述上螺杆和下螺杆的旋向相反，该上螺杆一端铰接在安装件上，另一端配合设置在螺纹套中，该下螺杆一端铰接在支撑件上，另一端配合设置在螺纹套中。

可选的，所述第一测量仪和第二测量仪包括水平泡或水平尺，所述安装件上设置有与所述第二辅助螺纹孔轴线相互垂直的第一安装平面，所述第一测量仪安装在所述第一安装表面上，所述第二定位件上设置有第二安装平面，所述第二测量仪在焊装时设置于所述第二安装平面上，所述定位孔垂直于所述第二安装平面。

一种船舶甲板螺栓安装柱的焊装工艺，焊装时，采用上述任一种所述的焊装定位装置，所述焊装工艺包括如下步骤：

S1、装配前准备：

S2、定位螺栓安装柱，包括：

a)使用全埋入式工装将螺栓安装柱全部埋入甲板上预加工的焊装孔内：

a1)将活动螺栓依次穿过第一定位件上的第一辅助螺纹孔和螺栓安装柱上的螺纹安装孔，调节埋入式螺栓安装柱的轴向位置，使待焊装的螺栓安装柱的上端面抵靠在定位面的阻挡区，使得螺栓安装柱定位在全埋入式工装上；

a2)移动整个全埋入式工装，使已定位在该全埋入式工装上的螺栓安装柱***预加工的焊装孔内，在整个全埋入式工装的自重作用下，所述定位面贴靠在甲板表面；

a3)将全埋入式工装上的螺栓安装柱焊接在甲板上；

a4)转动活动螺栓，使整个全埋入式工装拆离甲板；

b)使用半埋入式工装将螺栓安装柱部分埋入甲板上预先加工的焊装孔内：

b1)将螺栓安装柱安装在活动螺杆底端，将整个半埋入式工装置于甲板上，使活动螺杆正对目标焊装孔正上方；

b2)通过第一测量仪判断活动螺杆是否处于铅垂状态，调节调整组件直至活动螺杆处于铅垂状态；转动活动螺杆，使活动螺杆带动螺栓安装柱***预加工的焊装孔内，直至螺栓安装柱的裸露高度等于目标高度；

b3)将半埋入工装上的螺栓安装柱焊接在甲板上；

b4)转动活动螺杆，将整个半埋入式工装拆离甲板；

c)使用全裸露式工装将螺栓安装柱全部裸露定位在甲板上；

c1)将整个全裸露式工装置于甲板上，将螺栓安装柱置入全裸露式工装的定位孔中，使螺栓安装柱处于目标安装位置；

c2)通过第二测量仪判断定位孔是否处于铅垂状态，调节调整件，直至定位孔的处于铅垂状态；

c3)将位于定位孔内的螺栓安装柱焊接在甲板上；

c4)向上移动整个全裸露式工装，使整个全裸露式工装拆离甲板。

可选的，步骤S1中的装配前准备包括如下子步骤：

①划线，以船舶上已加工且无余量的平面为基准在甲板上划出初始基准线，利用全站仪并以该基准线为基准在甲板上投影形成横向基准线和纵向基准线，以所述横向基准线和纵向基准线为基准标记形成矩形阵列的标记点，以各标记点为基准进行弹线，形成田字格线；

②冲样，在田字格线的十字交叉点冲样；

③以十字交叉点为圆心绘制边界圆和检验圆，边界圆的直径与螺栓安装柱的直径相等；

④钻孔，在需要全埋入和半埋入螺栓安装柱的十字交叉处钻孔，钻孔时，控制钻头，使钻头的外表面与边界圆重合，钻头外表面各处与边界圆的距离相等。

可选的，步骤c1)中，螺栓安装柱处于目标安装位置是指螺栓安装柱底面的外缘与边界圆重叠。

可选的，步骤④中，钻孔完成后，对钻好的孔的精度利用检验圆进行检验，若位置误差超过1.2mm，则进行扩孔修正，若直径误差超过1mm，则需更换钻头，重新钻孔，直至达到精度要求，有利于提高焊装精度。

可选的，还包括步骤S3，在已焊装完成的螺栓安装柱中，对已全部埋入和半埋入甲板上的螺栓安装柱，在甲板和螺栓安装柱之间焊接加强肘板，并将该加强肘板与甲板底部预设的骨板焊接为一体，能够使得整个螺栓安装柱更可靠的定位在甲板上。

可选的，步骤c3)中，焊接时采用分中对称焊法，步骤a3)和步骤b3)中，焊接步骤如下：

第一步，先焊接螺栓安装柱与甲板上表面的连接位置，采用分中对称焊法；

第二步，焊接螺栓安装柱与甲板下表面的连接位置，采用分中对称焊法；

第三步，焊接加强肘板与螺栓安装柱的连接位置，由下向上焊；

第四步，焊接加强肘板与骨板和甲板的连接位置，有下向上焊。

如上所述，本发明至少具有以下有益效果：

本发明的船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置通过设置全埋入式工装、半埋入式工装和全裸露式工装能够根据需求选择将螺栓安装柱全部埋入甲板、部分埋入甲板或全部裸露在甲板上进行定位，满足了螺栓安装柱在船舶甲板上各种需求不同的安装方式，并且这三种工装均适用于已加工有螺纹安装孔的螺栓安装柱，使得螺栓安装柱被定位后无需再进行二次划线，也无需在甲板现场加工螺纹安装孔，操作方便，且精度更高。

本发明的船舶甲板螺栓安装柱的焊装工艺，利用三种工装将螺栓安装柱以三种不同的形式定位在甲板上，再进行焊接，操作简单，且装配精度更高。

附图说明

图1为螺栓安装柱全部埋入甲板的焊装结构示意图。

图2为螺栓安装柱部分埋入甲板的焊装结构示意图。

图3为螺栓安装柱全部裸露在甲板上的焊装结构示意图；

图4为本发明中全埋入式工装的结构示意图；

图5为图4第一定位件的三维结构示意图；

图6为螺栓安装柱固定在全埋入式工装上形成的俯视图；

图7为本发明中全埋入式工装使用时与甲板的位置关系图；

图8为本发明中半埋入式工装的结构示意图；

图9为图8中安装件的俯视图；

图10为图8中支撑件的仰视图；

图11为本发明中半埋入式工装使用时与甲板的位置关系图；

图12为本发明中全裸露式工装的俯视图；

图13为图12的A-A剖面示意图；

图14为本发明中全裸露式工装使用时与甲板的位置关系图；

图15为横向基准线和纵向基准线的示意图；

图16位标记点矩阵阵列标记的示意图；

图17位弹线形成的线迹图；

图18为检验圆和边界圆的示意图。

实施例中附图标记说明：螺栓安装柱A、螺纹安装孔A1、甲板B、加强肘板C、第一定位件11、活动螺栓12、中心件111、围板112、第一辅助螺纹孔111a、定位面112a、阻挡区112b、第一侧板112c、第二侧板112d、第三侧板112e、第四侧板112f、活动螺杆21、安装件22、支撑件23、调节组件24、高度测量件25、上座半221、螺母222、第一测量仪223、第一安装平面22a、第二辅助螺纹孔22b、磁性块231、下通孔232、上螺杆241、螺纹套242、下螺杆243、第二定位件31、第二测量仪32、调整件33、定位部311、支撑部312、面板311a、加强板311b、定位孔31a、横向基准线B1、纵向基准线B2、检验圆B3、边界圆B4。

具体实施方式

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下示例性实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

本发明的船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置，参见图4、图8、图12，包括全埋入式工装、半埋入式工装和全螺栓式工装，参见图1，该全埋入式工装用于将螺栓安装柱全部埋入甲板上预先加工的焊装孔内，参见图2，半埋入式工装用于将该螺栓安装柱部分埋入甲板上预先加工的焊装孔内，参见图3，全裸露式工装用于将该螺栓安装柱铅垂并全部裸露定位在甲板上，

其中，参见图4、图5、图6、图7，该全埋入式工装包括第一定位件11和活动螺栓12，该第一定位件11设置有用于供第一定位件11贴紧在甲板上表面的定位面112a和垂直于该定位面112a的第一辅助螺纹孔111a，该定位面112a上设置有阻挡区112b；该活动螺栓12用于装配时依次配合穿过定位件上的第一辅助螺纹孔111a和螺栓安装柱A上已加工的螺纹安装孔A1，并调节埋入式螺栓安装柱的轴向位置，使螺栓安装柱A的上端面抵在定位面112a的阻挡区112b。

当需要将螺栓安装柱A全部埋入甲板进行焊装时，先将活动螺栓12贯穿装入第一定位件11上的第一辅助螺纹孔111a内，将螺栓安装柱A安装在活动螺栓12上，使得螺栓安装柱A、活动螺栓12和第一定位件11装配为一体，调节螺栓安装柱A的位置，使得螺栓安装柱A上临近第一定位件11的端面抵在定位面112a的阻挡区112b；然后将螺栓安装柱A置入船舶甲板B上已钻好的孔中，使第一定位件11的定位面112a贴在甲板B上表面，也就能使得螺栓安装柱A的端面与甲板B表面齐平；再将甲板B和螺栓安装柱A焊接固定，最后拧动活动螺栓12，使得活动螺栓12带着第一定位件11与螺栓安装柱A分离，即完成焊装。使用该全埋入式焊装工装时，无需在甲板B上二次划线和攻丝就能完成安装，操作更方便，且以甲板上表面作为参考定位，安装精度更高。

其中，参见图8、图9、图10、图11，该半埋入式工装包括用于带动该螺栓安装柱A在竖直方向上移动的活动螺杆21、用于安装活动螺杆21的安装件22、用于支撑该安装件22的支撑件23及用于调节该活动螺杆21铅垂度的调节组件24，该调节组件24设置在安装件22和支撑件23之间，该安装件22上设置有用于判断该活动螺杆21是否处于铅垂状态的第一测量仪223，该安装件22上设置有第二辅助螺纹孔22b，该活动螺杆21在焊装时配合穿设于该第二辅助螺纹孔22b内，该支撑件23上设置有供该螺栓安装柱穿过的下通孔232，该活动螺杆21的底端在焊装时配合***该螺栓安装柱A上已加工的螺纹安装孔A1中，并带动螺栓安装柱A穿过下通孔232后***该焊装孔内。

当需要将螺栓安装柱部分部埋入甲板进行焊装时，先将活动螺杆21穿设在第二辅助螺纹孔22b中，将螺栓安装柱A安装在活动螺杆21底端；然后将整个半埋入式工装连同螺栓安装柱A置于甲板上已钻好的焊装孔的正上方，通过调节组件24调整活动螺杆21的铅垂度，直至根据第一测量仪223的结果表明该活动螺杆21处于铅垂装置，也就是使得螺栓安装柱A处于铅垂状态，而后转动活动螺杆21，使得螺栓安装柱A部分埋入甲板B内，直至该螺栓安装柱A裸露在甲板B外的高度与目标高度一致；再将该螺栓安装柱A焊接在甲板B上；最后反转活动螺杆21，使得整个半埋入式工装与该螺栓安装柱A分离即完成焊装。采用这种半埋入式工装定位螺栓安装柱，也无需二次划线就能完成安装，且安装后的铅垂度精度更高。

其中，参见图11、图12、图13，该全裸露式工装包括第二定位件31、第二测量仪32及调整件33，该第二定位件31包括定位部311和用于支撑定位部311的支撑部312，该定位部311的外缘上超出支撑部312的外缘，定位部311上超出支撑部312外缘的区域设置有若干定位孔31a，该支撑部312在焊装时放置于甲板上，该定位孔31a用于焊接装时配合穿设该螺栓安装柱A；该第二测量仪32用于判断定位孔31a是否处于铅垂状态，该第二测量仪32焊装时设置在该第二定位件31上；该调整件33用于调整定位孔31a的铅垂度，该调整件33焊装时设置在该第二定位件31上。

当需要将螺栓安装柱全部裸露定位在甲板上进行焊装时，先将整个全裸露式工装置于甲板B上，支撑部312与甲板B接触，将待焊装的螺栓安装柱A穿过定位孔31a，使螺栓安装柱A在自重作用下其一端落在甲板B上，并根据第一次划线的位置，将螺栓安装柱A对准第一次划线显示的目标焊装位置；然后利用调整件33调整定位孔31a铅垂度，直至第二测量仪32的显示结果能够表明定位孔31a已处于铅垂状态，再进行点焊固定，最后向上取出该全裸露式工装，即完成焊装。采用这种全裸露式工装定位螺栓安装柱时，也无需二次划线和攻丝就能完成定位，还能使整个螺栓安装柱铅垂定位，焊装精度高，并且定位孔31a设置于定位部311上超出支撑部312边缘的区域，定位完成后，可直接焊装，操作方便。

在可选的实施例中，在该全埋入式工装中，以该定位面112a的外轮廓上任意两点的连线作为宽度线，该宽度线通过该第一辅助螺纹孔111a的中心，所有宽度线中至少有一条宽度线的长度小于该螺栓安装柱的外径，则能够使该螺栓安装柱沿着活动螺栓12向第一定位件11所在方向移动的时，无论第一定位件11内部采用何种结构，螺栓安装柱的端面被定位面112a有效限位，使得阻挡区112b有效形成。

在可选的实施例中，在该全埋入式工装中，参见图5，第一定位件11包括中心件111和围设在中心件111***的围板112，定位面112a为围板112上的一端面，第一辅助螺纹孔111a设置在该中心件111上，这种第一定位件的结构用料更少，自重更轻。

在可选的实施例中，在该全埋入式工装中，参见图5，该中心件111为螺母，螺母是标准件，能够使得整个工装的成本更低。

在可选的实施例中，在该全埋入式工装中，参见图5，该围板112包括第一侧板112c和第二侧板112d，第一侧板112c和第二侧板112d分别固定在中心件111的两侧，使第一侧板112c和第二侧板112d之间形成操作空这种围板112的设置方式能够为焊接提供操作空间，焊完船舶甲板下表面的下焊缝后，可直接焊接甲板上表面的上焊缝，操作更方便。

在可选的实施例中，参见图5，第一侧板112c和第二侧板112d平行，第一侧板112c的外壁和第二侧板112d的外壁之间的距离小于埋入式螺栓安装柱的外径。

在可选的实施例中，参见图5，该围板112还包括第三侧板112e和第四侧板112f，第三侧板112e和第四侧板112f分布在中心件111两侧，且第三侧板112e连接在第一侧板112c和第二侧板112d之间，第四侧板112f连接在第一侧板112c和第二侧板112d之间，能够提升整个围板112的稳定性，也就是提高第一定位件11的力学性能。

在可选的实施例中，该半埋入式工装中，图8、图11，该调节组件24以第二辅助螺纹孔22b为中心周向布置，该调节组件24包括依次连接的上螺杆241、螺纹套242和下螺杆243，该上螺杆241和下螺杆243的旋向相反，该上螺杆241一端铰接在安装件22上，另一端配合设置在螺纹套242中，该下螺杆243一端铰接在支撑件23上，另一端配合设置在螺纹套242中。调节时，只需通过转动螺纹套242就能调节每组调节组件24的整体长度，从而实现对安装件22的水平度的调节，也就是实现对活动螺杆21铅垂度的调节，操作方便。

在可选的实施例中，参见图8、图11，上螺杆241的铰接位置相距第二辅助螺纹孔22b的距离小于下螺杆243的铰接位置相距第二辅助螺纹孔22b的距离，使得整个焊装组件整体呈多角椎台状，结构更稳定，当调节组件24为三组时，则呈三角椎台状，更稳定可靠。

在可选的实施例中，参见图8，该支撑件23包括下座板，该下座板下设置有用于使整个焊装工装吸附在甲板上的磁性块231。能够快速的将整个工装稳定的设置在目标位置或拆下，操作方便。

在可选的实施例中，参见图8，该安装件22包括上座板221和设置在上座板221上的螺母222，该上座板221上设置有上通孔，该螺母222与该上通孔同心设置，该活动螺杆21配合穿设于该螺母222内。这种结构的安装件22中上座板221可利用板材切割而成，而螺母222是标准件，使得该安装件22的加工工序少，成本低。

在可选的实施例中，参见图8，该半埋入式工装还包括用于测量螺栓安装柱A裸露在甲板B外高度的高度测量件25。具体实施过程中，该高度测量件25可采用直角尺，该直角尺可以独立设置，该高度测量件25还可采用直线标尺等，只要能够测量螺栓安装柱A裸露在甲板B外的高度尺寸即可。

在可选的实施例中，参见图8、图12、图13，该第一测量仪223和第二测量仪32包括水平泡或水平尺，该安装件22上设置有与该辅助螺纹孔轴线相互垂直的第一安装平面22a，该第一测量仪安装在该所述第一安装表面22a上，该第二定位件31上设置有第二安装平面，该第二测量仪在焊装时设置于该第二安装平面上，该定位孔31a垂直于该第二安装平面。在使用半埋入式工装时，如果水平泡或水平尺显示第一安装平面22a水平，则可判定活动螺杆21处于铅垂状态，反之，则需继续调节调节组件24，直至水平泡显示第一安装平面22a处于水状态；同样，在使用全裸露式工装时，如果水平泡货水平尺显示第二安装平面水平，则可判定定位孔31a处于铅垂状态，也就是螺栓安装柱处于铅垂状态。采用水平泡作为测量仪不仅成本低，而且可以快速直观的判断螺栓安装柱是否处于铅垂状态。在具体实时过程中，该水平泡或水平仪可以固定安装在第一安装平面22a和第二安装平面上，也可以直接放置在第一安装平面22a和第二安装平面上，当直接放置时，能够通过改变放置位置，多处判断对应的安装平面时候处于水平，使得最终的焊装精度更高。

在可选的实施例中，在全裸露式工装中，参见图12、图13、图14，该调整件33为调整螺栓，该定位件上设置有螺纹通孔，该调整螺栓配合穿设于该螺纹通孔内，该调整螺栓的数量至少为3个，且至少有一个调整螺栓能与其余调整螺栓中的两个调整螺栓形成三角分布。调节时，只需根据第二测量仪32的显示结果转动调整螺栓，以改变调整螺栓与螺纹通孔的相对位置即可改变定位孔31a的铅垂度。

在可选的实施例中，在全裸露式工装中，参见图12、图13，定位部311包括面板311a和加强板311b，面板311a的边缘超出支撑部312的边缘，加强板311b设置在面板311a上超出支撑部312边缘的区域，定位孔31a贯穿面板311a和加强板311b。该加强板311b能够增加螺栓安装柱与定位孔31a的接触面积，使定位更可靠，有利于提高焊装精度。具体的，该面板311a可以是具有四个角落的矩形面板311a，每个角落设置有一个定位孔31a，所有定位孔31a呈矩形阵列分布，此时面板311a上具有四个定位孔31a，只要各定位孔31a的位置与划线位置匹配，就可以每次利用一全裸露式工装完成4根螺栓安装柱的安装，安装效率高。

本发明的船舶甲板螺栓安装柱的焊装工艺，焊装时，采用上述任一种所述的焊装定位工装，所述焊装工艺包括如下步骤：

S1、装配前准备：

S2、定位螺栓安装柱，包括：

a)参见图4、图5及图7，使用全埋入式工装将螺栓安装柱A全部埋入甲板B上预加工的焊装孔内：

a1)将活动螺栓12依次穿过第一定位件11上的第一辅助螺纹孔111a和螺栓安装柱A上的螺纹安装孔A1，调节埋入式螺栓安装柱A的轴向位置，使待焊装的螺栓安装柱A的上端面抵靠在定位面112a的阻挡区112b，使得螺栓安装柱A定位在全埋入式工装上；

a2)移动整个全埋入式工装，使已定位在该全埋入式工装上的螺栓安装柱A***预加工的焊装孔内，在整个全埋入式工装的自重作用下，定位面112a贴靠在甲板B表面；

a3)将全埋入式工装上的螺栓安装柱A焊接在甲板B上；

a4)转动活动螺栓12，使整个全埋入式工装拆离甲板B；

b)参见图8、图11，使用半埋入式工装将螺栓安装柱A部分埋入甲板B上预先加工的焊装孔内：

b1)将螺栓安装柱A安装在活动螺杆21底端，将整个半埋入式工装置于甲板B上，使活动螺杆21正对目标焊装孔正上方；

b2)通过第一测量仪223判断活动螺杆21是否处于铅垂状态，调节调节组件24直至活动螺杆21处于铅垂状态；转动活动螺杆21，使活动螺杆21带动螺栓安装柱B***预加工的焊装孔内，直至螺栓安装柱的裸露高度等于目标高度；

b3)将半埋入工装上的螺栓安装柱A焊接在甲板B上；

b4)转动活动螺杆21，将整个半埋入式工装拆离甲板B；

c)参见图12、图13及图14，使用全裸露式工装将螺栓安装柱A全部裸露定位在甲板B上；

c1)将整个全裸露式工装置于甲板B上，将螺栓安装柱置A入全裸露式工装的定位孔31a中，使螺栓安装柱A处于目标安装位置；

c2)通过第二测量仪32判断定位孔31a是否处于铅垂状态，调节调整件33，直至定位孔31a的处于铅垂状态；

c3)将位于定位孔31a内的螺栓安装柱A焊接在甲板B上；

c4)向上移动整个全裸露式工装，使整个全裸露式工装拆离甲板B。

这种焊接方法，利用三种不同的焊接工装应对三种不同的焊装方式，且在焊装完成后再拆除工装，能够使得螺栓安装柱以三种方式的任一种方式进行安装时均有参照基准，使安装精度更高。

可选的，步骤S1中的装配前准备包括如下子步骤：

①划线，以船舶上已加工且无余量的平面为基准在甲板上划出初始基准线，参见图15，利用全站仪并以该基准线为基准在甲板上投影形成横向基准线B1和纵向基准线B2，参见图16，以该横向基准线B1和纵向基准线B2为基准标记形成矩形阵列的标记点，参见图17，以各标记点为基准进行弹线，形成田字格线；

②冲样，在田字格线的十字交叉点冲样；

③参见图18，以十字交叉点为圆心绘制边界圆B4和检验圆B3，边界圆B4的直径与螺栓安装柱A的直径相等；

④钻孔，在需要全埋入和半埋入螺栓安装柱的十字交叉处钻孔，钻孔时，控制钻头，使钻头的外表面与边界圆B4重合，钻头外表面各处与边界圆B4的距离相等。

这种装配前准备的步骤，利用全站仪、边界圆B4、检验圆B3进行过程控制，能够使得装配精度更高。

在可选的实施例中，步骤c1)中，螺栓安装柱处于目标安装位置是指螺栓安装柱底面的外缘与边界圆B4重叠。

在可选的实施例中，在进行步骤①划线前，分区检查甲板表面平整度，局部平整度控制在±3mm，整体平整度控制在±5mm以内，超差区域进行火攻矫正。能够提高甲板表面的精度，从而提高最终的安装焊装位置精度。

在可选的实施例中，步骤①中，弹线时的单根弹性形成的线迹宽度在1mm内，弹线时，弹线距离甲板的高度在1mm内。能够使得弹线形成的线迹位置精度更高，有利于提高最终的焊装精度。

在可选的实施例中，步骤②中，冲样的点的精度控制在±1mm以内，冲样完成后，使用全站仪进行冲样位置精度检查，并对超差的冲样电进行矫正，有利于提高焊装精度。

在可选的实施例中，步骤④中，钻孔完成后，对钻好的孔的精度利用检验圆B3进行检验，若位置误差超过1.2mm，则进行扩孔修正，若直径误差超过1mm，则需更换钻头，重新钻孔，直至达到精度要求，有利于提高焊装精度。

在可选的实施例中，参见图1、图2，本发明的焊装工艺还包括步骤：

S3、在已焊装完成的螺栓安装柱中，对已全部埋入和半埋入甲板上的螺栓安装柱，在甲板和螺栓安装柱之间焊接加强肘板c，并将该加强肘板c与甲板底部预设的骨板焊接为一体，能够使得整个螺栓安装柱更可靠的定位在甲板上。

在可选的实施例中，步骤a3)和步骤b3)中，焊接步骤如下：

第一步，先焊接螺栓安装柱与甲板上表面的连接位置，采用分中对称焊法；

第二步，焊接螺栓安装柱与甲板下表面的连接位置，采用分中对称焊法；

第三步，焊接加强肘板c与螺栓安装柱的连接位置，由下向上焊；

第四步，焊接加强肘板c与骨板和甲板的连接位置，有下向上焊。

采用这种焊接方法能够使得因焊接引起的位置变形更小。

在可选的实施例中，步骤c3)中，焊接时采用分中对称焊法。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置，其特征在于，包括：

全埋入式工装，其用于将螺栓安装柱全部埋入甲板上预先加工的焊装孔内，所述全埋入式工装包括第一定位件和活动螺栓，所述第一定位件设置有用于供定位件贴紧在甲板上表面的定位面和垂直于所述定位面的第一辅助螺纹孔，所述定位面上设置有阻挡区；所述活动螺栓用于装配时依次配合穿过第一定位件上的第一辅助螺纹孔和螺栓安装柱上已加工的螺纹安装孔，并调节埋入式螺栓安装柱的轴向位置，使螺栓安装柱的上端面抵在定位面的阻挡区；

半埋入式工装，其用于将所述螺栓安装柱部分埋入甲板上预先加工的焊装孔内，所述半埋入式工装包括用于带动所述螺栓安装柱在竖直方向上移动的活动螺杆、用于安装活动螺杆的安装件、用于支撑所述安装件的支撑件及用于调节所述活动螺杆铅垂度的调节组件，所述调节组件设置在安装件和支撑件之间，所述安装件上设置有用于判断所述活动螺杆是否处于铅垂状态的第一测量仪，所述安装件上设置有第二辅助螺纹孔，所述活动螺杆在焊装时配合穿设于该第二辅助螺纹孔内，所述支撑件上设置有供所述螺栓安装柱穿过的下通孔，所述活动螺杆的底端在焊装时配合***所述螺栓安装柱的已加工的螺纹安装孔中，并带动螺栓安装柱穿过下通孔后***所述焊装孔内；

及全裸露式工装，其用于将螺栓安装柱铅垂并全部裸露定位在甲板上，所述全裸露式工装包括第二定位件、第二测量仪及调整件，所述第二定位件包括定位部和用于支撑定位部的支撑部，该定位部的外缘上超出支撑部的外缘，定位部上超出支撑部外缘的区域设置有若干定位孔，所述支撑部在焊装时放置于甲板上，所述定位孔用于焊接装时配合穿设所述螺栓安装柱；所述第二测量仪用于判断定位孔是否处于铅垂状态，所述第二测量仪焊装时设置在所述第二定位件上；所述调整件用于调整定位孔的铅垂度，所述调整件焊装时设置在所述第二定位件上。

2.根据权利要求1所述的船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置，其特征在于：在所述全埋入式工装中，以所述定位面的外轮廓上任意两点的连线作为宽度线，所述宽度线通过所述第一辅助螺纹孔的中心，所有宽度线中至少有一条宽度线的长度小于所述螺栓安装柱的外径。

3.根据权利要求1所述的船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置，其特征在于：在所述半埋入式工装中，所述调节组件以第二辅助螺纹孔为中心周向布置，所述调节组件包括依次连接的上螺杆、螺纹套和下螺杆，所述上螺杆和下螺杆的旋向相反，该上螺杆一端铰接在安装件上，另一端配合设置在螺纹套中，该下螺杆一端铰接在支撑件上，另一端配合设置在螺纹套中。

4.根据权利要求1所述的船舶甲板螺栓安装柱的焊装定位装置，其特征在于：所述第一测量仪和第二测量仪包括水平泡或水平尺，所述安装件上设置有与所述第二辅助螺纹孔轴线相互垂直的第一安装平面，所述第一测量仪安装在所述第一安装表面上，所述第二定位件上设置有第二安装平面，所述第二测量仪在焊装时设置于所述第二安装平面上，所述定位孔垂直于所述第二安装平面。

5.一种船舶甲板螺栓安装柱的焊装工艺，其特征在于，焊装时，采用权利要求1～4中任一项所述的焊装定位装置，所述焊装工艺包括如下步骤：

S1、装配前准备：

S2、定位螺栓安装柱，包括：

a)使用全埋入式工装将螺栓安装柱全部埋入甲板上预加工的焊装孔内：

a1)将活动螺栓依次穿过第一定位件上的第一辅助螺纹孔和螺栓安装柱上的螺纹安装孔，调节埋入式螺栓安装柱的轴向位置，使待焊装的螺栓安装柱的上端面抵靠在定位面的阻挡区，使得螺栓安装柱定位在全埋入式工装上；

a2)移动整个全埋入式工装，使已定位在该全埋入式工装上的螺栓安装柱***预加工的焊装孔内，在整个全埋入式工装的自重作用下，所述定位面贴靠在甲板表面；

a3)将全埋入式工装上的螺栓安装柱焊接在甲板上；

a4)转动活动螺栓，使整个全埋入式工装拆离甲板；

b)使用半埋入式工装将螺栓安装柱部分埋入甲板上预先加工的焊装孔内：

b1)将螺栓安装柱安装在活动螺杆底端，将整个半埋入式工装置于甲板上，使活动螺杆正对目标焊装孔正上方；

b2)通过第一测量仪判断活动螺杆是否处于铅垂状态，调节调整组件直至活动螺杆处于铅垂状态；转动活动螺杆，使活动螺杆带动螺栓安装柱***预加工的焊装孔内，直至螺栓安装柱的裸露高度等于目标高度；

b3)将半埋入工装上的螺栓安装柱焊接在甲板上；

b4)转动活动螺杆，将整个半埋入式工装拆离甲板；

c)使用全裸露式工装将螺栓安装柱全部裸露定位在甲板上；

c1)将整个全裸露式工装置于甲板上，将螺栓安装柱置入全裸露式工装的定位孔中，使螺栓安装柱处于目标安装位置；

c2)通过第二测量仪判断定位孔是否处于铅垂状态，调节调整件，直至定位孔的处于铅垂状态；

c3)将位于定位孔内的螺栓安装柱焊接在甲板上；

c4)向上移动整个全裸露式工装，使整个全裸露式工装拆离甲板。

6.根据权利要求5所述的船舶甲板螺栓安装柱的焊装工艺，其特征在于：步骤S1中的装配前准备包括如下子步骤：

①划线，以船舶上已加工且无余量的平面为基准在甲板上划出初始基准线，利用全站仪并以该基准线为基准在甲板上投影形成横向基准线和纵向基准线，以所述横向基准线和纵向基准线为基准标记形成矩形阵列的标记点，以各标记点为基准进行弹线，形成田字格线；

②冲样，在田字格线的十字交叉点冲样；

③以十字交叉点为圆心绘制边界圆和检验圆，边界圆的直径与螺栓安装柱的直径相等；

④钻孔，在需要全埋入和半埋入螺栓安装柱的十字交叉处钻孔，钻孔时，控制钻头，使钻头的外表面与边界圆重合，钻头外表面各处与边界圆的距离相等。

7.根据权利要求6所述的船舶甲板螺栓安装柱的焊装工艺，其特征在于：步骤c1)中，螺栓安装柱处于目标安装位置是指螺栓安装柱底面的外缘与边界圆重叠。

8.根据权利要求6所述的船舶甲板螺栓安装柱的焊装工艺，其特征在于：步骤④中，钻孔完成后，对钻好的孔的精度利用检验圆进行检验，若位置误差超过1.2mm，则进行扩孔修正，若直径误差超过1mm，则需更换钻头，重新钻孔，直至达到精度要求，有利于提高焊装精度。

9.根据权利要求5所述的船舶甲板螺栓安装柱的焊装工艺，其特征在于；还包括步骤S3，在已焊装完成的螺栓安装柱中，对已全部埋入和半埋入甲板上的螺栓安装柱，在甲板和螺栓安装柱之间焊接加强肘板，并将该加强肘板与甲板底部预设的骨板焊接为一体，能够使得整个螺栓安装柱更可靠的定位在甲板上。

10.根据权利要求9所述的船舶甲板螺栓安装柱的焊装工艺，其特征在于：步骤c3)中，焊接时采用分中对称焊法，步骤a3)和步骤b3)中，焊接步骤如下：

第一步，先焊接螺栓安装柱与甲板上表面的连接位置，采用分中对称焊法；

第二步，焊接螺栓安装柱与甲板下表面的连接位置，采用分中对称焊法；

第三步，焊接加强肘板与螺栓安装柱的连接位置，由下向上焊；

第四步，焊接加强肘板与骨板和甲板的连接位置，有下向上焊。

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