一种船用薄甲板拼板装置及拼板方法与流程

1.本发明涉及大型滚装船薄甲板拼板工艺技术领域，特别是涉及一种船用薄甲板拼板装置及拼板方法。


背景技术：

2.现有技术中，缺少薄甲板专用拼板胎架及薄甲板拼板方法，施工人员无参照施工，薄板拼板后变形严重，精度无法达到要求，导致后道火工作业工作量不可控。现有的拼板工艺具体包括以下步骤：1、薄甲板非拼板自由边焊接眼板，用于薄甲板翻身和吊运。2、为防止薄甲板焊接过程的变形，薄甲板装配采用马板焊接固定，间隔约500mm一块马板，焊接工作量大。3、薄甲板对接焊采用成熟埋弧焊技术，单面焊接后拆除马板，拼板使用眼板翻身，反面炭刨后进行盖面，热输入较大，翻身和烧焊造成较大的变形。4、整板上胎采用焊接眼板，上胎后拆除眼板，自由边存在焊接和拆除变形。
3.如上所述，现有的技术缺少薄甲板专用拼板装置及薄甲板拼板方法，薄板拼板的整个过程存在热输入，焊接拆除马板、焊接拆除起吊眼板、薄板拼板后需要翻身、施工过程缺少全程控制变形的方法、后续火工作业需要花费大量时间进行修正，甚至存在薄板直接报废。现场施工量大，现场返工多，材料和人工成本高。
4.如何设计薄板专用拼板胎架及薄甲板拼板方法,减少薄板在吊运、翻身、焊接拆除、焊接件和打磨过程中变形，保证深熔弧焊单面焊双面成型的焊接质量，突破场地能力和起吊高度的限制，实现薄板拼板不翻身、拼板和构架在胎建造，降低施工成本是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.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用薄甲板拼板装置及拼板方法，用于解决现有技术中拼板工序复杂、变形大的问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种船用薄甲板拼板装置，所述拼板装置包括：
7.胎架，包括阵列排布的角钢立柱及位于所述角钢立柱上端的多个胎架模板，所述胎架模板将同一列或同一行的角钢立柱进行连接；
8.钢平台，所述钢平台沿纵向排布于所述胎架的两侧，所述钢平台设有多行沿横向排列的腰孔，当两块薄甲板沿纵向排布于所述胎架上进行拼接时，两块薄甲板相对远离的外侧边与某一行腰孔形成交叠；
9.c型夹，所述c型夹放入所述腰孔内，以卡紧所述钢平台及薄甲板的外侧边，形成刚性固定。
10.优选地，所述拼板装置还包括马板，所述马板放置于所述薄甲板与外侧边垂直的自由边，以卡紧所述角钢立柱及外侧边，形成刚性连接。
11.优选地，所述马板为c型，其工作间隙内还塞有铁楔用以辅助卡紧。
12.优选地，所述角钢立柱通过预埋铁连接于地面上。
13.优选地，所述预埋铁通过螺纹钢和化学试剂与地面固定连接，螺纹钢长度至少为250mm。
14.优选地，所述拼板装置还包括固定工装，所述固定工装包括垂直连接的平板部及竖直部，竖直部贯穿所述薄甲板的内部区域，斜拉的钢丝绳连接竖直部的下端及固定于所述角钢立柱上的眼板，防止薄甲板内部区域焊接的时候变形。
15.优选地，所述拼板装置还包括压铁，所述压铁放置于两块薄甲板相对靠近的拼接边的两侧，防止拼接边在焊接时发生变形。
16.优选地，所述钢平台上还设有多条横向设置且相互平行的标记线，以辅助所述薄甲板在胎架上的定位。
17.优选地，所述拼板装置还包括深熔弧专用焊机，以对两块薄甲板相对靠近的拼接边进行焊接。
18.本发明还提供一种使用拼板装置的拼板方法，包括如下步骤：
19.s1、根据薄甲板整板尺寸确定胎架主尺寸，胎架主尺寸大于薄甲板整板主尺寸，根据薄甲板拼接时拼接边的焊缝位置确定所述胎架模板布置和所述胎架的边缘位置；
20.s2、所述角钢立柱点焊在预埋铁上，对精度进行复查，角钢立柱垂直支撑间距精度要求为
±
2mm，角钢立柱垂直度精度要求为
±
1mm/m，满足要求后角钢立柱与预埋铁进行焊接；
21.s3、划线并确定胎架模板安装高度，胎架模板间断焊在所述角钢立柱上端，对精度进行复查，胎架模板平整度精度要求为
±
1mm/m，胎架模板垂直度精度要求为
±
1mm/m，胎架模板工作面与理论线偏差精度要求为-2mm～0mm；
22.s4、安装钢平台，对精度进行复查，钢平台与胎架模板工作面平面度精度要求为
±
1mm/m；
23.s5、根据拼板的共性划分，确定不同型号的薄甲板整板位置，在所述钢平台上做好所述标记线，按照标记线将薄甲板吊运至相应的位置；
24.s6、用磁性工装进行薄甲板拼板调平后进行定位焊，定位焊长度25mm，每米等间距5个定位焊，打磨平齐；
25.s7、在两块薄甲板相对靠近的拼接边的两侧布置压铁，距离薄甲板焊缝处距离为100mm，防止焊接变形；两块薄甲板相对远离的外侧边处使用c型夹与所述钢平台紧固，与外侧边垂直的自由边处使用马板与所述角钢立柱紧固，形成刚性连接，防止焊接时边缘变形；固定工装穿过薄甲板的内部区域，斜拉的钢丝绳连接竖直部的下端及固定于所述角钢立柱上的眼板，防止薄甲板内部区域焊接的时候变形；
26.s8、薄甲板焊接采用深熔弧专用焊机，电流430～450a，电压38.5～39.5v，焊接速度500mm/min，干伸长15～17mm，反面贴陶瓷衬垫，单面焊双面成型。
27.如上所述，本发明提供一种船用薄甲板拼板装置及拼板方法，该拼板装置包括胎架、钢平台、压铁、c型夹、马板、固定工装、钢丝绳等部件，两块薄甲板沿纵向排布于胎架上进行拼接时，c型夹用以卡紧钢平台及薄甲板的外侧边，形成刚性固定；马板用以卡紧角钢立柱及自由边，形成刚性连接；固定工装的竖直部贯穿薄甲板的内部区域，斜拉的钢丝绳连接竖直部的下端及固定于角钢立柱上的眼板，防止薄甲板内部区域焊接的时候变形；压铁
放置于两块薄甲板相对靠近的拼接边的两侧，防止拼接边在焊接时发生变形。
28.本发明通过多种方式对薄甲板进行定位及固定，保证焊接的稳固性，填补了现有技术的空白，采用了拼板的共性划分方法，采用了无马装配技术，采用了深熔弧单面焊双面成型技术，突破了场地能力和起吊高度的限制，实现薄板拼板不翻身、拼板和构架在胎建造，有效的减少了翻身、平吊、起吊眼板焊接装、拆引起的变形。使部件作业区内场和部件作业区外场都具备建造分段的能力，有效的增加制造部分段产能。解决了单面焊双面成型的胎架无法共用的难题，解决了薄板拼板焊接过程中焊接的收缩引起的薄板变形影响，解决了传统装配定位马板焊接及拆除造成的薄板变形，减少的后续火工工作量，减少了返工，提高了施工效率，降低了人工成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
附图说明
29.图1显示为本发明中胎架及薄甲板放置的立体结构示意图。
30.图2显示为本发明中预埋铁及角钢立柱的俯视结构示意图。
31.图3显示为本发明中胎架模板及钢平台的俯视结构示意图。
32.图4显示为本发明中标记线的结构示意图。
33.图5显示为本发明中c型夹的使用示意图。
34.图6显示为本发明中马板的使用示意图。
35.图7显示为本发明中钢丝绳的使用示意图。
36.图8显示为本发明中压铁的使用示意图。
37.图9-图11显示为本发明中不同薄甲板放置于胎架旁边的位置对比示意图。
38.元件标号说明
[0039]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
胎架
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预埋铁
[0041]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
角钢立柱
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胎架模板
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钢平台
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薄甲板
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压铁
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c型夹
[0047]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
马板
[0048]
10
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铁楔
[0049]
11
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固定工装
[0050]
12
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钢丝绳
[0051]
13
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眼板
[0052]
14
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深熔弧专用焊机
具体实施方式
[0053]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书
所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0054]
如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0055]
为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于
……
之间”表示包括两端点值。
[0056]
在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0057]
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。
[0058]
如图1-图3所示，本发明提供一种船用薄甲板拼板装置，所述拼板装置具体包括：
[0059]
胎架1，包括阵列排布的角钢立柱3及位于所述角钢立柱3上端的多个胎架模板4，所述胎架模板4将同一列或同一行的角钢立柱3进行连接；具体地，所述胎架模板4为横向设置或纵向设置，形成十字交叉的网格形状，防止角钢立柱3之间产生位移和变形。
[0060]
钢平台5，所述钢平台5沿纵向排布于所述胎架1的两侧，所述钢平台5设有多行沿横向排列的腰孔，参阅图9-图11，当两块薄甲板6沿纵向排布于所述胎架1上进行拼接时，两块薄甲板6相对远离的外侧边与某一行腰孔形成交叠；
[0061]
c型夹8，如图5所示，所述c型夹8放入所述腰孔内，以卡紧所述钢平台5及薄甲板6的外侧边，形成刚性固定；钢平台5用于支撑薄甲板6，与c型夹8配合使用固定外侧边，防止薄甲板6的外侧边在焊接的时候变形。
[0062]
进一步地，如图6所示，所述拼板装置还包括马板9，所述马板9放置于所述薄甲板6与外侧边垂直的自由边，以卡紧所述角钢立柱3及自由边，形成刚性连接。所述马板9也为c型，其工作间隙内还塞有铁楔10用以辅助卡紧，防止薄甲板6的自由边在焊接的时候变形。
[0063]
进一步地，所述角钢立柱3通过预埋铁2连接于地面上，所述预埋铁2通过螺纹钢和化学试剂与地面固定连接；螺纹钢长度要求至少250mm，以保证有足够的抓地力。所述角钢立柱3与预埋铁2连接，防止薄板分段焊接收缩引起的胎架1上翘变形。
[0064]
进一步地，如图7所示，所述拼板装置还包括固定工装11，所述固定工装11包括垂直连接的平板部及竖直部，竖直部贯穿所述薄甲板6的内部区域，斜拉的钢丝绳12连接竖直部的下端及固定于所述角钢立柱3上的眼板13，防止薄甲板6内部区域焊接的时候变形。
[0065]
进一步地，如图8所示，所述拼板装置还包括压铁7，所述压铁7放置于两块薄甲板6相对靠近的拼接边的两侧。防止拼接边在焊接时发生变形。
[0066]
进一步地，如图4所示，所述钢平台5上还设有多条横向设置且相互平行的标记线，以辅助所述薄甲板6在胎架1上的定位。
[0067]
进一步地，如图8所示，所述拼板装置还包括深熔弧专用焊机14，以对拼接边进行焊接。
[0068]
具体地，d-arc深熔弧焊主要应用厚板焊接，电弧浅入母材深处，加热母材深处实现大熔深，为满足薄板的单面焊双面成型，首次采用d-arc深熔弧焊技术应用于薄板拼板，通过多次预实验和现场工艺验证，从衬垫应用、自然坡口容差性、导轨长度和对接方式、焊枪夹持机构稳固性、送丝机构适配性等方面进行研究和试验，最终目视合格率≥95％，探伤理化全部合格并通过焊接工艺评定。
[0069]
本发明还提供一种船用薄甲板拼板方法，包括如下步骤：
[0070]
s1、根据薄甲板6整板尺寸确定胎架1主尺寸，胎架1主尺寸大于薄甲板6整板主尺寸，根据薄甲板6拼接时拼接边的焊缝位置确定所述胎架模板4布置和所述胎架1的边缘位置。
[0071]
s2、所述角钢立柱3点焊在预埋铁2上，对精度进行复查，角钢立柱3垂直支撑间距精度要求为
±
2mm，角钢立柱3垂直度精度要求为
±
1mm/m，满足要求后角钢立柱3与预埋铁2进行焊接。
[0072]
s3、划线并确定胎架模板4安装高度，胎架模板4间断焊在所述角钢立柱3上端，对精度进行复查，胎架模板4平整度精度要求为
±
1mm/m，胎架模板4垂直度精度要求为
±
1mm/m，胎架模板4工作面与理论线偏差精度要求为-2mm～0mm。
[0073]
s4、安装钢平台5，对精度进行复查，钢平台5与胎架模板4工作面平面度精度要求为
±
1mm/m。
[0074]
s5、根据拼板的共性划分，确定不同型号的薄甲板6整板位置，在所述钢平台5上做好所述标记线，按照标记线将薄甲板6吊运至相应的位置。
[0075]
s6、用磁性工装进行薄甲板6拼板调平后进行定位焊，定位焊长度25mm，每米等间距5个定位焊，打磨平齐。
[0076]
s7、在两块薄甲板6相对靠近的拼接边的两侧布置压铁7，距离薄甲板6焊缝处距离为100mm，防止焊接变形；薄甲板6的外侧边处使用c型夹8与所述钢平台5紧固，与外侧边垂直的自由边处使用所述马板9与所述角钢立柱3紧固，形成刚性连接，防止焊接时边缘变形；固定工装11穿过薄甲板6的内部区域，斜拉的钢丝绳12连接竖直部的下端及固定于所述角钢立柱3上的眼板13，防止薄甲板6内部区域焊接的时候变形。如图5-图8所示。
[0077]
s8、薄甲板6焊接采用深熔弧专用焊机14，电流430～450a，电压38.5～39.5v，焊接速度500mm/min，干伸长15～17mm，反面贴陶瓷衬垫，单面焊双面成型。
[0078]
具体地，所述步骤s1中，根据特定船型，设计了拼板的共性划分，解决了单面焊双面成型的胎架无法共用的难题。
[0079]
具体地，所述步骤s2～s5中，薄板专用胎架采用了全程精度管控，减少了胎架精度变差引起的薄板拼板变形。
[0080]
具体地，所述步骤s6～s7中，薄甲板拼板采用了无马装配技术，解决了薄板拼板焊接过程中焊接的收缩引起的薄板变形影响，解决了传统装配定位马板焊接及拆除造成的薄板变形。
[0081]
具体地，所述步骤s8中，薄甲板拼板焊接采用了深熔弧单面焊双面成型技术，薄板拼板焊接一次成型技术突破了场地能力和起吊高度的限制，实现薄板拼板不翻身、拼板和构架在胎建造，有效的减少了翻身、平吊、起吊眼板焊接装、拆引起的变形。使部件作业区内场和部件作业区外场都具备建造分段的能力，有效的增加制造部分段产能。
[0082]
需要说明的是，图9-图11中将薄甲板放置于胎架旁边仅是为了方便展示薄甲板与胎架的相对位置，实际作业时需要将薄甲板放置于胎架上。
[0083]
综上所述，本发明提供一种船用薄甲板拼板装置及拼板方法，该拼板装置包括胎架、钢平台、压铁、c型夹、马板、固定工装、钢丝绳等部件，两块薄甲板沿纵向排布于胎架上进行拼接时，c型夹用以卡紧钢平台及薄甲板的外侧边，形成刚性固定；马板用以卡紧角钢立柱及自由边，形成刚性连接；固定工装的竖直部贯穿薄甲板的内部区域，斜拉的钢丝绳连接竖直部的下端及固定于角钢立柱上的眼板，防止薄甲板内部区域焊接的时候变形；压铁放置于两块薄甲板相对靠近的拼接边的两侧，防止拼接边在焊接时发生变形。
[0084]
本发明通过多种方式对薄甲板进行定位及固定，保证焊接的稳固性，填补了现有技术的空白，采用了拼板的共性划分方法，采用了无马装配技术，采用了深熔弧单面焊双面成型技术，突破了场地能力和起吊高度的限制，实现薄板拼板不翻身、拼板和构架在胎建造，有效的减少了翻身、平吊、起吊眼板焊接装、拆引起的变形。使部件作业区内场和部件作业区外场都具备建造分段的能力，有效的增加制造部分段产能。解决了单面焊双面成型的胎架无法共用的难题，解决了薄板拼板焊接过程中焊接的收缩引起的薄板变形影响，解决了传统装配定位马板焊接及拆除造成的薄板变形，减少的后续火工工作量，减少了返工，提高了施工效率，降低了人工成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0085]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。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。

技术特征：
1.一种船用薄甲板拼板装置，其特征在于，所述拼板装置包括：胎架，包括阵列排布的角钢立柱及位于所述角钢立柱上端的多个胎架模板，所述胎架模板将同一列或同一行的角钢立柱进行连接；钢平台，所述钢平台沿纵向排布于所述胎架的两侧，所述钢平台设有多行沿横向排列的腰孔，当两块薄甲板沿纵向排布于所述胎架上进行拼接时，两块薄甲板相对远离的外侧边与某一行腰孔形成交叠；c型夹，所述c型夹放入所述腰孔内，以卡紧所述钢平台及薄甲板的外侧边，形成刚性固定。2.根据权利要求1所述的拼板装置，其特征在于，所述拼板装置还包括马板，所述马板放置于所述薄甲板与外侧边垂直的自由边，以卡紧所述角钢立柱及外侧边，形成刚性连接。3.根据权利要求2所述的拼板装置，其特征在于，所述马板为c型，其工作间隙内还塞有铁楔用以辅助卡紧。4.根据权利要求1所述的拼板装置，其特征在于，所述角钢立柱通过预埋铁连接于地面上。5.根据权利要求4所述的拼板装置，其特征在于，所述预埋铁通过螺纹钢和化学试剂与地面固定连接，螺纹钢长度至少为250mm。6.根据权利要求1所述的拼板装置，其特征在于，所述拼板装置还包括固定工装，所述固定工装包括垂直连接的平板部及竖直部，竖直部贯穿所述薄甲板的内部区域，斜拉的钢丝绳连接竖直部的下端及固定于所述角钢立柱上的眼板，防止薄甲板内部区域焊接的时候变形。7.根据权利要求1所述的拼板装置，其特征在于，所述拼板装置还包括压铁，所述压铁放置于两块薄甲板相对靠近的拼接边的两侧，防止拼接边在焊接时发生变形。8.根据权利要求1所述的拼板装置，其特征在于，所述钢平台上还设有多条横向设置且相互平行的标记线，以辅助所述薄甲板在胎架上的定位。9.根据权利要求1所述的拼板装置，其特征在于，所述拼板装置还包括深熔弧专用焊机，以对两块薄甲板相对靠近的拼接边进行焊接。10.一种使用权利要求1-9任一所述拼板装置的拼板方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、根据薄甲板整板尺寸确定胎架主尺寸，胎架主尺寸大于薄甲板整板主尺寸，根据薄甲板拼接时拼接边的焊缝位置确定所述胎架模板布置和所述胎架的边缘位置；s2、所述角钢立柱点焊在预埋铁上，对精度进行复查，角钢立柱垂直支撑间距精度要求为
±
2mm，角钢立柱垂直度精度要求为
±
1mm/m，满足要求后角钢立柱与预埋铁进行焊接；s3、划线并确定胎架模板安装高度，胎架模板间断焊在所述角钢立柱上端，对精度进行复查，胎架模板平整度精度要求为
±
1mm/m，胎架模板垂直度精度要求为
±
1mm/m，胎架模板工作面与理论线偏差精度要求为-2mm～0mm；s4、安装钢平台，对精度进行复查，钢平台与胎架模板工作面平面度精度要求为
±
1mm/m；s5、根据拼板的共性划分，确定不同型号的薄甲板整板位置，在所述钢平台上做好所述标记线，按照标记线将薄甲板吊运至相应的位置；s6、用磁性工装进行薄甲板拼板调平后进行定位焊，定位焊长度25mm，每米等间距5个
定位焊，打磨平齐；s7、在两块薄甲板相对靠近的拼接边的两侧布置压铁，距离薄甲板焊缝处距离为100mm，防止焊接变形；两块薄甲板相对远离的外侧边处使用c型夹与所述钢平台紧固，与外侧边垂直的自由边处使用马板与所述角钢立柱紧固，形成刚性连接，防止焊接时边缘变形；固定工装穿过薄甲板的内部区域，斜拉的钢丝绳连接竖直部的下端及固定于所述角钢立柱上的眼板，防止薄甲板内部区域焊接的时候变形；s8、薄甲板焊接采用深熔弧专用焊机，电流430～450a，电压38.5～39.5v，焊接速度500mm/min，干伸长15～17mm，反面贴陶瓷衬垫，单面焊双面成型。

技术总结
本发明提供一种船用薄甲板拼板装置及拼板方法，该拼板装置包括胎架、钢平台、压铁、C型夹、马板、固定工装、钢丝绳等部件，两块薄甲板沿纵向排布于胎架上进行拼接时，C型夹用以卡紧钢平台及薄甲板的外侧边，形成刚性固定；马板用以卡紧角钢立柱及自由边，形成刚性连接；固定工装的竖直部贯穿薄甲板的内部区域，斜拉的钢丝绳连接竖直部的下端及固定于角钢立柱上的眼板，防止薄甲板内部区域焊接时变形；压铁放置于两块薄甲板相对靠近的拼接边两侧，防止拼接边在焊接时发生变形。本发明通过多种方式对薄甲板进行定位及固定，保证焊接稳固性，解决了传统装配定位马板焊接及拆除造成的薄板变形，减少后续火工工作量，减少返工，提高施工效率。工效率。工效率。


技术研发人员：段彦宇 王灼 陈安鸿 王彦 张胜 陈蟒
受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司
技术研发日：2023.01.17
技术公布日：2023/4/28