Спосіб зварювання листоподібних компонентів один з одним та зварювальний кондуктор для використання у способі

1. Спосіб зварювання листоподібних компонентів (100, 102) один з одним, у якому листоподібні компоненти кріпляться до зварювального кондуктора для зварювання, де зварювальний кондуктор обертається навколо поздовжньої осі обертання під час зварювання, який відрізняється тим, що листоподібні компоненти закріплені на зварювальному кондукторі у такий спосіб, щоб їх спільна вісь центрів ваги знаходилася якомога ближче до осі обертання зварювального кондуктора, і зварювальний кондуктор встановлений своїми кінцями на окремі кінцеві опори (40) з можливістю обертання навколо осі обертання. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що листоподібні компоненти (100, 102) закріплені на зварювальному кондукторі у такий спосіб, що вони розташовані по суті симетрично відносно осі обертання зварювального кондуктора. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що щонайменше одна нижня плита (100) закріплена на зварювальному кондукторі, і тим, що щонайменше дві бічні плити (102) зварюються з нижньою плитою з її протилежних боків. 4. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що щонайменше дві нижні плити та бічні плити, що мають бути зварені з цими нижніми плитами, закріплюють на зварювальному кондукторі одночасно, і тим, що нижні плити та бічні плити закріплені на зварювальному кондукторі за допомогою знімних опорних елементів (20, 22, 24). 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що щонайменше одна перша нижня плита (100) кріпить 2 (19) 1 3 94766 4 13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що модулі опор бурової вишки піддають зварному складанню з використанням способу. 14. Зварювальний кондуктор для зварювання листоподібних компонентів (100, 102) один з одним, що має першу кінцеву частину та другу кінцеву частину, а також корпусні труби (8), що з'єднують кінцеві частини одна з одною, та обертається навколо поздовжньої осі обертання під час зварювання, який відрізняється тим, що включає щонайменше одну площину фіксації для закріплення листоподібних компонентів на зварювальному кондукторі у такий спосіб, щоб спільна вісь центрів ваги листоподібних компонентів знаходилася якомога ближче до осі обертання зварювального кондуктора, і кінцеві частини зварювального кондуктора включають опорний елемент з функцією підшипника (12) для встановлення зварювального кондуктора на окремі кінцеві опори (40) з можливістю обертання навколо осі обертання. 15. Зварювальний кондуктор за п. 14, який відрізняється тим, що має дві розташовані поряд, по суті паралельні корпусні труби (8), і тим, що вісь обертання зварювального кондуктора проходить між корпусними трубами. 16. Зварювальний кондуктор за п. 14 або 15, який відрізняється тим, що листоподібні компоненти (100, 102) мають бути закріплені на зварювальному кондукторі у такий спосіб, щоб вони були розташовані по суті симетрично відносно осі обертання зварювального кондуктора. 17. Зварювальний кондуктор за будь-яким з пп. 1416, який відрізняється тим, що має щонайменше одну площину фіксації для закріплення нижніх плит (100) у такий спосіб, щоб нижня плита була зафіксована між корпусними трубами. 18. Зварювальний кондуктор за п. 17, який відрізняється тим, що включає опорні елементи (25) для знімного закріплення нижніх плит (100) на кінцевих частинах зварювального кондуктора. 19. Зварювальний кондуктор за будь-яким з пп. 1416, який відрізняється тим, що має щонайменше дві площини фіксації для одночасного закріплення щонайменше двох нижніх плит (100), причому перша площина фіксації для закріплення першої нижньої плити розташована з першого боку від площини, утворюваної корпусними трубами, і друга площина фіксації для закріплення другої нижньої плити розташована з другого боку від площини, утворюваної корпусними трубами. 20. Зварювальний кондуктор за п. 19, який відрізняється тим, що включає знімні опорні елементи (20, 22, 24) для знімного закріплення щонайменше двох нижніх плит (100) та бічних плит (102), що мають бути приварені до нижніх плит, на зварювальному кондукторі. 21. Зварювальний кондуктор за п. 20, який відрізняється тим, що зазначені знімні опорні елементи (20, 22, 24) включають перші опорні елементи (20) для знімного закріплення на корпусних трубах (8) з метою закріплення нижніх плит (100), а також другі опорні елементи (22) для знімного закріплення на корпусних трубах та треті опорні елементи (24) для знімного закріплення на других опорних елементах, з метою фіксації бічних плит (102). 22. Зварювальний кондуктор за п. 21, який відрізняється тим, що зазначені другі опорні елементи (22) є по суті симетричними елементами, що мають перший бік для підтримання та фіксації бічної плити (102), що має бути зварена з першою нижньою плитою (100), та другий бік для підтримання та фіксації бічної плити, що має бути зварена з другою нижньою плитою, де перша та друга нижні плити призначені для закріплення на площинах фіксації, розташованих з різних боків від осі обертання зварювального кондуктора. 23. Зварювальний кондуктор за будь-яким з пп. 1422, який відрізняється тим, що усередині корпусних труб (8) розміщені терморезистори (32) для нагрівання компонентів, закріплених на зварювальному кондукторі, до бажаної температури. Винахід стосується способу зварювання листоподібних компонентів один з одним, у якому листоподібні компоненти зафіксовані на зварювальному кондукторі для зварювання, де зварювальний кондуктор є здатним обертатися навколо поздовжньої осі обертання під час зварювання. Винахід також стосується зварювального кондуктора для використання у способі. У сильно навантажених сталевих конструкціях звичайно використовують оболонкові конструкції, виготовлені з листоподібних компонентів. Оболонкові конструкції часто мають по суті прямокутний поперечний переріз, тобто, вони мають нижню плиту, верхню плиту, паралельну нижній плиті, а також по суті паралельні або симетрично нахилені бічні плити, які з'єднують один з одним краї нижньої плити та верхньої плити. Нижня плита, верхня плита та бічні плити є компонентами видовженої форми, з'єднані одні з одними по краях за допомогою внутрішнього та/або зовнішнього зварного шва. Плити можуть бути виготовлені з однакових чи різних марок сталі та мати різну товщину. Усередині оболонкової конструкції часто встановлюють розташовані на однаковій відстані листоподібні перегородки та приварюють по краях до внутрішньої поверхні нижньої плити або бічних плит. Верхня плита оболонкової конструкції з'єднана з краями бічних плит за допомогою зовнішнього зварного шва. Багато проблем пов'язано зі зварним складанням оболонкових конструкцій. Важкі листоподібні компоненти мають міцно утримуватися при зварюванні, щоб тримати їх рівно під час зварювання. При зварюванні бічних плит у зварному шві створюється розтягальне напруження, яке намагається нахилити плити одна до одної, тобто, кут між плитами робиться меншим. Розтягальне зусилля зварного шва зростає з розмірами шва. Тому компоненти повинні утримуватися дуже міцно при зварюванні плит, що мають товщину у кілька сантиметрів. Часто листоподібні компоненти оболонкових конструкцій мають зварюватися при підви 5 щеній температурі, такій як при +70 °С. Для нагрівання компонентів оболонкової конструкції до бажаної температури та для підтримання їх при цій температурі під час зварювання, спеціальні терморезистори звичайно розташовують на компонентах. Встановлення терморезисторів та приведення їх в робочий стан уповільнює стадію зварювання, на додаток до чого окремі резистори та проводи від них можуть бути легко пошкоджені при переміщенні важких плитових компонентів. Це уповільнює та підвищує вартість утримування компонентів, що мають бути піддані зварному складанню при зварюванні та їх вивільнення при передачі на наступну стадію обробки та/або робочу станцію. Для того, щоб запобігти бічні плити від згинання досередини, оболонкові конструкції звичайно піддають зварному складанню шляхом спочатку з'єднання бічних плит з нижньою плитою, із встановленням в потрібні положення, за допомогою маленьких з'єднувальних зварних швів, а потім встановлення перегородок в потрібне положення між бічними деталями. Нерухомість перегородок забезпечується маленькими зварними швами. Після цього здійснюється фактичне зварювання бічних деталей, причому перегородки запобігають згинанню бічних плит досередини. Недоліком цього способу є те, що усе внутрішнє зварювання бічних плит має здійснюватися вручну, тому що стаціонарні перегородки заважають використанню механізованих способів зварювання, таких як дугове зварювання під флюсом та електроннопроменеве зварювання. Оскільки ручне зварювання є повільним, трудовитрати с високими і загальний час на виробництво конструкції значно збільшується. Крім того, ручне зварювання легко приводить до помилок у роботі та відхилень від якості, тим самим ускладнюючи контроль якості та дотримання встановлених вимог до якості. Також дуже незручно зварювати вручну компоненти з високою температурою. US 2240739 описує маніпулятор, за допомогою якого можливо підтримувати великі конструкції при зварюванні. Маніпулятор включає заглибину, що має опори на її протилежних кінцях для підтримання рами над заглибиною. Рама має дві паралельні балки та з'єднувальні елементи, які з'єднують кінці балок. З'єднувальні елементи закріплені на опорах з можливістю обертання, щоб дозволити рамі обертатися навколо повздовжньої осі рами. Балки підтримують поворотний круг, до якого кріпиться виріб, що має зварюватися. Недоліком цього рішення є те, що воно передбачає лише одну несучу опору для встановлення зварюваних виробів. Крім того, в цьому рішенні, зварювані вироби, які встановлюються на поворотний круг, не розташовані симетрично по відношенню до осі обертання рами. Через асиметричне навантаження, рама та опори повинні мати надійні з'єднання між собою. Крім того, велике зусилля потрібне для обертання рами навколо повздовжньої осі та для утримання рами в придатному для зварювання положенні. Метою винаходу є створення способу зварювання оболонкових конструкцій та кондуктора для 94766 6 використання у способі, за допомогою яких можна значно зменшити незручності та недоліки, пов'язані з відомими способами зварювання. Цілі винаходу досягаються за допомогою способу та зварювального кондуктора, які охарактеризовані в незалежних пунктах формули винаходу. В залежних пунктах формули винаходу розкриті кілька кращих варіантів втілення винаходу. Винахід стосується способу зварювання нижньої плити та бічних плит, які мають бути закріплені на нижній плиті, конструкції, що складається з листоподібних компонентів. У способі, зварювані компоненти міцно закріплюються на місці перед зварюванням, а фактичне зварювання відбувається пізніше. Компоненти закріплюються для надійного утримування компонентів в потрібних положеннях під час зварювання. Компоненти мають бути закріплені досить міцно, щоб вони були здатними витримувати навантаження, такі як теплові напруження, що виникають у зварюваних компонентах під час зварювання, та напруження, що виникають у зварному шві та намагаються нахилити бічні плити. У винаході, нижні плити та бічні плити, що мають бути зварені з нижньою плитою закріплені на окремому зварювальному кондукторі для зварювання, причому зварювальний кондуктор спеціально призначений для цього і обертається навколо поздовжньої осі обертання під час зварювання. Листоподібні компоненти закріплені на зварювальному кондукторі у такий спосіб, що їх спільна вісь центрів ваги розташована якомога ближче до осі обертання кондуктора. Краще, листоподібні компоненти розташовані по суті симетрично по відношенню до осі обертання зварювального кондуктора. В кращому варіанті втілення способу відповідно до винаходу, щонайменше одна нижня плита закріплена на зварювальному кондукторі та щонайменше дві бічні плити зварюються з нижньою плитою, до її протилежних країв. В другому кращому варіанті втілення способу відповідно до винаходу, щонайменше дві нижні плити та бічні плити, що мають бути зварені з цими нижніми плитами, закріплені на зварювальному кондукторі одночасно. Кріплення плит здійснюється за допомогою знімних кріпильних елементів, що утворюють частину зварювального кондуктора. Краще, щонайменше одна перша нижня плита закріплена на зварювальному кондукторі, з першого боку від осі обертання, та щонайменше одна друга нижня плита закріплена на зварювальному кондукторі, з другого боку від осі обертання. В третьому кращому варіанті втілення способу відповідно до винаходу, нижні плині закріплені на зварювальному кондукторі за допомогою знімно закріплюваних перших опорних елементів і бічні плити закріплені на зварювальному кондукторі за допомогою знімно закріплюваних других та третіх опорних елементів. Краще, бічні плити, що мають бути зварені з першою нижньою плитою, та бічні плити, що мають бути зварені з другою нижньою плитою, причому перша та друга нижні плити зафіксовані з різних боків від осі обертання зварювального кондуктора, підтримуються та фіксуються 7 на місці за допомогою тих самих других кріпильних елементів. В четвертому кращому варіанті втілення способу відповідно до винаходу, компоненти, закріплені до зварювального кондуктора, нагріваються до бажаної температури терморезисторами, передбаченими у зварювальному кондукторі. В п'ятому кращому варіанті втілення способу відповідно до винаходу, зварювальний кондуктор обертається навколо осі обертання під час зварювання для зварювання нижніх плит та бічних плит, закріплених з різних боків від осі обертання. В шостому кращому варіанті втілення способу відповідно до винаходу, нижні плити та бічні плити зварюють одні з одними з використанням щонайменше частково механізованого способу зварювання, такого як дугове зварювання під флюсом. У сьомому кращому варіанті втілення способу відповідно до винаходу, компоненти оболонкових конструкцій, які складаються з нижньої плити та двох бічних плит, що мають бути зварені з краями нижньої плити, зварюють одні з одними за допомогою даного способу. Краще, зазначені конструкції є модулями опор бурової вишки і спосіб використовується для зварювання внутрішніх зварних швів оболонкової конструкції. Зварювальний кондуктор для використання у способі відповідно до винаходу включає першу кінцеву частину та другу кінцеву частину, а також корпусні труби, що з'єднують кінцеві частини одну з одною. Зварювальний кондуктор підтримується на кінцях у такий спосіб, що він є здатним обертатися навколо поздовжньої осі обертання під час зварювання. Зварювальний кондуктор включає щонайменше одну площину фіксації для закріплення листоподібних компонентів на зварювальному кондукторі у такий спосіб, щоб вісь центрів ваги листоподібних компонентів знаходилася якомога ближче до осі обертання зварювального кондуктора. Краще, листоподібні компоненти можуть бути закріплені на зварювальному кондукторі у по суті симетричних положеннях по відношенню до осі обертання зварювального кондуктора. В кращому варіанті втілення зварювального кондуктора відповідно до винаходу, передбачається дві розташовані поряд, по суті паралельні корпусні труби, вісь обертання знаходиться між корпусними трубами. В другому кращому варіанті втілення зварювального кондуктора відповідно до винаходу, передбачається щонайменше одна площина фіксації для закріплення нижніх плит у такий спосіб, що нижня плита може бути закріплена між корпусними трубами. Краще, зварювальний кондуктор також включає опорні елементи для знімного закріплення нижніх плит на кінцевих частинах зварювального кондуктора. В третьому кращому варіанті втілення зварювального кондуктора відповідно до винаходу, передбачається щонайменше дві площини фіксації для одночасного закріплення щонайменше двох нижніх плит, де перша площина фіксації для закріплення першої нижньої плити розташована з першого боку від площини, утворюваної корпусними трубами, і де друга площина фіксації для закріп 94766 8 лення другої нижньої плити розташована з другого боку від площини, утворюваної корпусними трубами. Краще, кондуктор також включає знімні опорні елементи для знімного закріплення нижньої плити, та бічних плит, що мають бути зварені з нижніми плитами, на зварювальному кондукторі. В четвертому кращому варіанті втілення зварювального кондуктора відповідно до винаходу, зазначені знімні опорні елементи включають перші опорні елементи для знімного закріплення на корпусних трубах з метою закріплення нижніх плит, а також другі опорні елементи для знімного закріплення на корпусних трубах та треті опорні елементи для знімного закріплення на других опорних елементах з метою фіксації бічних плит. Краще, зазначені другі опорні елементи є по суті симетричними елементами, що мають перший бік для підтримання та фіксації бічної плити, що має бути зварена з першою нижньою плитою, та другий бік для підтримання та фіксації бічної плити, що має бути зварена з другою нижньою плитою, причому перша та друга нижні плити закріплені у площинах фіксації, розташованих з різних боків від осі обертання зварювального кондуктора. В п'ятому кращому варіанті втілення зварювального кондуктора відповідно до винаходу, терморезистори розміщені усередині корпусних труб для нагрівання компонентів, закріплених на зварювальному кондукторі, до бажаної температури. В шостому кращому варіанті втілення зварювального кондуктора відповідно до винаходу, кінцеві частини зварювального кондуктора мають опорний елемент з функцією підшипника для встановлення зварювального кондуктора на окремих кінцевих опорах у такий спосіб, щоб зробити можливим обертання навколо повздовжньої осі. Спосіб та зварювальний кондуктор відповідно до винаходу мають ту перевагу, що вони уможливлюють використання механізованих способів зварювання, таких як дугове зварювання під флюсом, навіть при зварюванні внутрішніх зварних швів оболонкової конструкції. Завдяки використанню механізованих способів зварювання можливо скоротити час виробництва оболонкових конструкцій, отримати економію трудовитрат та зробити зварні шви рівномірними та більш якісними. Винахід також має ту перевагу, що він робить можливим забезпечити підтримування листоподібних компонентів оболонкової конструкції для зварювання у більш швидкий та простіший спосіб. Компоненти оболонкової конструкції залишаються підтримуваними тим самим зварювальним кондуктором на протязі кількох стадії зварювання, і зварювальний кондуктор може переміщатися від однієї робочої станції до іншої без вивільнення компонентів. Інша перевага винаходу полягає в тому, що він робить можливим одночасно закріпити компоненти більш ніж однієї оболонкової конструкції на одному зварювальному кондукторі, тим самим збільшуючи число зварювальних операцій, що можуть бути виконані на одній робочій станції одночасно. При цьому, число зварювальних кондукторів, потрібних при зварюванні множини оболонкових конструкцій, залишається малим. 9 Зварювальний кондуктор відповідно до винаходу має ту перевагу, що вій є конструкційно легким і що лише незначне зусилля є потрібним для його обертання та утримування на місці час зварювання. В процесі використання, зварювальний кондуктор утримується шляхом простого встановлення його кінців на кінцеві опори, що дозволяє легко переміщати його з однієї робочої станції до іншої. Варіант втілення зварювального кондуктора має особливу перевагу в тому, що він робить можливим нагрівати компоненти оболонкової конструкції, закріплені на зварювальному кондукторі, до бажаної температури та підтримувати їх при бажаній температурі без окремих нагрівачів. Далі винахід пояснений детальніше. В описі робляться посилання на прикладені креслення, на яких Фігура 1 показує, як приклад, зварювальний кондуктор для використання у способі відповідно до винаходу, на виді збоку під кутом зверху, Фігура 2а є збільшеним видом частини зварювального кондуктора, зображеного на Фігурі 1, Фігура 2b є видом в поперечному перерізі зварювального кондуктора, зображеного на Фігурі 1, Фігура 3 показує, як приклад, зварювальний кондуктор відповідно до винаходу, встановлений на кінцевій опорі, на виді збоку, Фігура 4 показує, як приклад, кращий варіант втілення зварювального кондуктора відповідно до винаходу, на виді збоку під кутом зверху, і Фігура 5 є покомпонентним видом збоку зварювального кондуктора, зображеного на Фігурі 4. Фігура 1 показує, як приклад, зварювальний кондуктор для використання у способі відповідно до винаходу, на виді збоку під кутом зверху. Зварювальний кондуктор є видовженою конструкцією, яка має дві кінцеві частини та дві розташовані поряд та паралельно корпусні труби 8, що з'єднують кінцеві частини одна з одною. Кінцеві частини на кінцях зварювального кондуктора мають по суті однакову конструкцію, але є дзеркальними відображеннями одна одної. Кінцева частина включає сталеву кінцеву пластину квадратної форми 10, яка має металевий циліндр 12, приварений до її першої поверхні, спрямованої убік від середньої частини зварювального кондуктора. Краще, розмір та товщина кінцевої пластини становлять 850x850 мм та 20 мм, відповідно. Краще, довжина, діаметр та товщина стінки циліндра становлять 600 мм, 800 мм та 10 мм, відповідно. Металевий циліндр утворює опорний елемент, за допомогою якого зварювальний кондуктор може утримуватися на окремих кінцевих опорах у спосіб, описаний нижче. Кути кінцевої пластини мають отвори 14, які дозволяють зачіплювати зварювальний кондуктор піднімальним пристроєм, наприклад, гаками крана. Корпусні труби 8 зварювального кондуктора приєднані своїми кінцями до кінцевих плит. Корпусні труби є порожнистими металевими трубами, які краще мають прямокутний поперечний переріз. Кращі, корпусні труби є 100x100 мм металевими трубами, які мають товщину стінки 10 мм. Краща, відстань між корпусними трубами становить 400 мм. Лінія центрів між корпусними трубами утворює 94766 10 вісь обертання зварювального кондуктора, а поздовжні осі корпусних труб утворюють площину симетрії, по відношенню до якої зварювальний кондуктор є симетричним. Кінцеві частини 10 приєднані до корпусних труб у такий спосіб, що центральні осі циліндрів 12 лежать на осі обертання. Поверхні корпусних труб утворюють першу площину фіксації з першого боку від площини симетрії, та другу площину фіксації з другого боку від площини симетрії, для закріплення листоподібних компонентів. Спрямовані назовні краї корпусних труб включають розташовані на придатній відстані кріпильні елементи 16. Кріпильні елементи є фасонними металевими деталями, які мають нижню частину та головну частину, забезпечену наскрізним отвором для затискного клина 18. Кріпильні елементи приварюють до спрямованих назовні країв корпусних труб у нижній частині, а їх головні частини спрямовані убік від корпусних труб паралельно до площини симетрії. Зварювальний кондуктор також включає перші опорні елементи 20, другі опорні елементи 22 та треті опорні елементи 24, за допомогою яких нижня плита 100 та бічні плити 102 оболонкової конструкції, призначені для зварного складання, надійно фіксуються на місці у зварювальному кондукторі для зварного складання. Перші, другі та треті опорні елементи знімно кріпляться до кріпильних елементів 16 корпусних труб та один до одного за допомогою затискних клинів 18. Фігура 2а та Фігура 2b є збільшеним видом частини зварювального кондуктора, зображеного на Фігурі 1, та видом у поперечному перерізі зварювального кондуктора, зображеного на Фігурі 1, відповідно. Фігури показують нижню плиту 100 та дві бічні плити 102 оболонкової конструкції, закріплені на зварювальному кондукторі, а також перші, другі та треті опорні елементи, використовувані для їх кріплення. Перші опорні елементи складаються з двох розташованих поряд U-подібні листоподібні компоненти, з'єднані один з одним болтами так, щоб між листоподібними компонентами залишався зазор такого ж розміру, як ширина головної частини кріпильного елемента 16. Нижні частини перших опорних елементів мають отвір для затискного клина 18. Перші опорні елементи встановлюють на місце у такий спосіб, що краї нижніх плит, розташовані по обидва боки корпусних труб, залишаються в U-подібному прорізі в опорному елементі, і головна частина кріпильного елемента 16 заходить в зазор між листоподібними компонентами першого опорного елемента. Перші опорні елементи фіксуються на місці шляхом вставляння затискного клина 18 в отвори, що проходять через нижню частину опорного елемента та головну частину кріпильного елемента 16. Опорний елемент, таким чином, фіксується на місці і, в той же час, краї нижньої плити 100 по обидва боки корпусних труб 8 зварювального кондуктора залишаються у прорізі опорного елемента, в результаті чого вони є нездатними рухатися. Якщо треба, затискний клин 26 може бути вставлений між внутрішнім краєм прорізу опорного елемента та поверхнею нижньої плити, щоб гарантувати стабільність нижньої плити. 11 Перші опорні елементи забезпечують надійне закріплення нижньої плити 100 на зварювальному кондукторі. Краще, по одному першому й опорному елементу розташовано поблизу до кожного кута нижньої плити. Другі опорні елементи 24 складаються з двох розташованих поряд фасонних видовжених листоподібних компонентів, з'єднаних один з одним болтами у такий спосіб, що між листоподібними компонентами залишається зазор такого ж розміру, як ширина головної частини кріпильного елемента 16. Середня частина других опорних елементів має проріз 28, ширина якого по суті дорівнює сумі двох товщин нижньої плити та висоти корпусної труби. У прорізі є отвір, який проходить через листоподібні компоненти, для затискного клина 18. Другий опорний елемент встановлюється на місце у зварювальному кондукторі шляхом вставляння його в кріпильний елемент корпусної труби таким чином, що головна частина кріпильного елемента розташована між листоподібними компонентами другого опорного елемента та краї нижньої плити заходять у проріз 28. Другий опорний елемент фіксується нерухомо шляхом вставляння затискного клина 18, що проходить через отвір у листоподібних компонентах та отвір у головній частині кріпильного елемента. Краї прорізу 28 у середній частині другого опорного елемента 22 утворюють опору, яка утримує нижню плиту 100 нерухомою, у той час як бічні сторони, утворені кінцями прорізу та опорним елементом, утворюють опори, які нерухомо закріплюють бічні плити 102 оболонкової конструкції. Таким чином, один опорний елемент утримує бічні плити закріпленими по обидва боки від площини симетрії зварювального кондуктора. Поверхні кромки 30 бічних сторін опорного елемента, спрямовані в напрямку до внутрішньої частини зварювального кондуктора, сформовані якомога точніше за формою поперечного перерізу механізованої бічної шипи 102, завдяки чому бічна плита, при спиранні у поверхню кромки, підтримується опорним елементом по всій його ширині. Краще, форма поверхонь кромки повторює форму фасок, вироблених у краях бічних деталей, утворюючи проріз для зварювання. Бічні плити також можуть бути закріплені на других опорних елементах у такий спосіб, що придатний повітряний зазор залишається між краєм бічної плити та поверхнею нижньої плити. Крім того, спрямований назовні попередньо визначений нахил може бути передбачений для других опорних елементів для компенсації нахилу бічної плити досередини спричинюваному розтягальними напруженнями, створюваними у зварному шві. Кінці другого опорного елемента також включають треті опорні елементи 24 для забезпечення того, щоб крайові частини оболонкової конструкції не рухалися у положенні, притиснутому до поверхні кромки 30 других опорних елементів. Треті опорні елементи є U-подібними окремими листоподібними компонентами, які мають перший стояк, що притискається до бічної плити 102, та другий стояк, що спирається на головну частину другого опорного елемента. Головні частини другого опор 94766 12 ного елемента включають два наскрізні отвори для затискних клинів 18. Треті опорні елементи встановлюють на місце у такий спосіб, що край бічної плити та затискні клини, встановлені в отвори у головках другого опорного елемента, розміщуються між стояками. Після цього, затискні клини зрештою забивають на місце, в результаті чого перший стояк третього опорного елемента щільно притискається до бічної плити. Потім, край бічної плити 102 оболонкової конструкції залишається щільно затисненим між стояком третього опорного елемента 24 та поверхнею кромки 30 другого опорного елемента 22, таким чином нерухомо фіксуючи бічну плиту зі зварювальним кондуктором. Зварювальний кондуктор обладнаний таким числом других опорних елементів, щоб вони в достатньому ступені підтримували бічні деталі. Число потрібних опорних елементів залежить, у тому числі, від використовуваного способу зварювання та розміру зварного шва, що з'єднує бічні деталі та нижні деталі, що безпосередньо впливає на величину розтягального напруження, створюваного у зварному шві. В кращому варіанті втілення зварювального кондуктора відповідно до винаходу, усередині корпусних труб 8 встановлені електричні терморезистори 32, за допомогою яких корпусні труби та компоненти оболонкової конструкції, які спираються на них, можуть бути нагріті до бажаної для зварювання температури. Терморезистори усередині корпусних труб захищені від ударів та інших механічних навантажень і тому не ушкоджуються при пересуванні зварюваних компонентів. Кінцеві плити 10 зварювального кондуктора мають, на кінцях корпусних труб 8, отвори (не показані), що виходять в циліндр 12, через які проходять кінці корпусних труб. Подача електрики до терморезисторів здійснюється через відкриті кінці корпусних труб. Регулювання потужності терморезисторів контролюється термостатом, таким чином підтримуючи потрібну температуру зварюваних компонентів під час зварювання. Фігура 3 показує, як приклад, зварювальний кондуктор відповідно до винаходу. Винахід включає дві окремі кінцеві опори 40, на яких зварювальний кондуктор утримується своїми двома кінцями для закріплення зварного складання компонентів оболонкової конструкції. Кожна кінцева опора має раму 42, яка складається з трубчастих компонентів, на яких встановлені на підшипниках з можливістю обертання два опорні кільця 44, розташовані поряд одне з одним. Розмір опорних кілець та відстань між ними вибирають для забезпечення підтримання циліндра 12 кінцевої частини зварювального кондуктора, який має бути встановлений на опорних кільцях, на зовнішній кромці опорних кілець. Краще, діаметр опорних кілець та відстань між їх середніми точками становлять 40 см та 50 см. відповідно. Завдяки підшипникам опорних кілець, зварювальний кондуктор обертається на опорних кільцях при прикладенні малої сили, причому зварювальний кондуктор обертається навколо своєї осі обертання. Краще, деякі з опорних кілець моторизовані для полегшення обертання опорних кілець. 13 Належна довжина зварювального кондуктора залежить від застосування, тобто, від довжини компонентів, зварюваних за допомогою зварювального кондуктора. Однак, переваги, забезпечувані зварювальним кондуктором, є більш помітними, коли зварювальний кондуктор є відносно довгим, краще, має довжину у декілька метрів, тому що у цьому випадку зварювання потребує довгих зварних швів, які можуть бути виконані економічно завдяки використанню механізованих способів зварювання, таких як дугове зварювання під флюсом. У способі відповідно до винаходу, зварне складання оболонкових конструкцій відбувається у такий спосіб. По-перше, компоненти оболонкових конструкцій, що потребують зварного складання, закріплюють на зварювальному кондукторі на першій робочій станції. Закріплення компонентівпочинають із встановлення першої нижньої плити 100 на опори та піднімання зварювального кондуктора на нижню плиту. Після цього, другу нижню плиту піднімають на корпусні труби та необхідну кількість перших опорних елементів 20 закріплюють на кріпильних елементах 16 корпусних труб за допомогою затискних клинів 18, тим самим нерухомо фіксуючи нижні плити до корпусних труб, на обох площинах фіксації. Краще, для закріплення нижньої плити використовують щонайменше чотири перших опорних елементи, розташовані поблизу до кутів нижньої плити. Далі, необхідну кількість других опорних елементів 22 закріплюють до обох корпусних труб 8 за допомогою затискних клинів 18, у спосіб, описаний вище. Після встановлення других опорних елементів, бічні плити 102 оболонкової конструкції притискають їх поверхневими кромками та фіксують до других опорних елементів за допомогою третіх опорних елементі 24 та затискних клинів 18. Бічні плити встановлені по обидва боки зварювального кондуктора. Після закріплення бічних плит, бічні плити та нижні плити піддають зварному складанню шляхом виконання зварного шва усередині оболонкової конструкції, який проходить в поздовжньому напрямку оболонкової конструкції. Для зварювання бічних плит зварювальний кондуктор переміщають до другої робочої станції зі зварювальним обладнанням. Зварювальний кондуктор пересувають за допомогою піднімального пристрою, який має захоплювачі для захоплення кінцевих плит зварювального кондуктора. Краще, зварне складання здійснюється шляхом використання механізованого способу зварювання, такого як дугове зварювання під флюсом. Можливо використання механізованих способів зварювання, тому що при використанні зварювального кондуктора відповідно до винаходу, не потрібні перегородки між бічними плитами для запобігання нахиленню бічних плит уперед під дією розтягального зусилля зварного шва. Зварне складання спочатку виконують для компонентів оболонкової конструкції, закріплених на першій площині фіксації зварювального кондуктора. Потім, зварювальний кондуктор повертається навколо осі обертання, щоб перемістити компоненти, закріплені на другій площині фіксації, в межі досяжності зварювального обладнання. 94766 14 Якщо треба, терморезистори, передбачені у зварювальному кондукторі, можуть нагрівати компоненти оболонкової конструкції до бажаної для зварювання температури. Після зварювання бічних плит та нижньої плити, перегородки, що мають бути прикріплені до бічних плит та нижньої плити, приварюють до оболонкової конструкції (перегородки не показані на фігурах). Оскільки зварювання перегородок потребує кількох розбіжних зварних швів, які проходять уздовж країв перегородок, то звичайно більш практично виконувати їх шляхом ручного зварювання, наприклад, методом MIG зварювання (металевим електродом під інертним газом), або роботизованим зварюванням. Для зварювання перегородок зварювальний кондуктор переміщають до третьої робочої станції, де відбувається зварювання перегородок. Після зварювання перегородок, другі та треті опорні елементи можуть бути повністю видалені. Потім зварюють зовнішній шов між бічними плитами та нижньою плитою. Під час цього зварювання, нижня плита усе ще закріплена на зварювальному кондукторі за допомогою перших опорних елементів. Оболонкова конструкція може бути демонтована зі зварювальною кондуктора після вищезгаданих зварювальних операцій. Краще, зварювальний кондуктор переміщають до четвертої робочої станції для демонтування оболонкової конструкції. Демонтування оболонкової конструкції здійснюється шляхом простого видалення затискних клинів, що утримують перші опорні елементи, внаслідок чого опорні елементи відокремлюються від корпусних труб. В той же час, оболонкова конструкція звільняється від зварювального кондуктора. Зварювальний кондуктор може тепер бути повернутий до першої робочої станції, де на ньому закріплюють компоненти оболонкової конструкції. Оболонкова конструкція, демонтована зі зварювального кондуктора, не закінчена повністю, оскільки вона не має верхньої плити, закріпленої на бічних плитах. При зварюванні верхньої плити зварювальний кондуктор відповідно до винаходу не потрібний, і воно може бути виконане з використанням відомих способів. По-перше, верхню плиту встановлюють на потрібне місце, на краї бічних плит, і потім попередньо фіксують на місці за допомогою коротких зварних швів, після цього верхню плиту піддають зварному складанню за допомогою зовнішніх зварних швів.Краще, зварювання верхньої плити здійснюється з використанням механізованого способу зварювання, такого як дугове зварювання під флюсом. Якщо зварювання верхньої плити здійснюється при підвищеній температурі, то температуру оболонкової конструкції та верхньої плити, попередньо скріпленої з нею, спочатку підвищують до відповідної температури зварювання. Краще, зварювані компоненти нагріваються до бажаної температури у печі, до якої компоненти поміщають на придатний період часу. Коли температура компонентів досягне потрібного рівня, їх виймають з печі та зварювання здійснюється у спосіб, описаний вище. 15 Можливо також здійснювати зварювання верхньої плити з використанням способу зварювання та зварювального кондуктора відповідно до винаходу. Як і у випадку нижньої плити, верхні плити можуть бути встановлені на обох площинах фіксації зварювального кондуктора за допомогою перших опорних елементів, після чого частину оболонкової конструкції, складену з бічних плит, нижніх плит та перегородок з використанням вищеописаного способу, встановлюють на верхню плиту та фіксують на місці за допомогою коротких зварних швів. Потім здійснюється остаточне зварювання бічних плит та верхньої плити. При фіксації на зварювальному кондукторі верхніх плит та нижніх плит різної товщини можуть бути використані перші опорні елементи, що відрізняються один від одного по ширині прорізів. Краще, при фіксації завжди використовуються перші опорні елементи, які мають ширину прорізів, що відповідає товщині плити, яка має бути зафіксована. Під час зварювання верхніх плит, верхні плити, при необхідності, можуть бути нагріті до підвищеної температури терморезисторами, передбаченими у зварювальному кондукторі, і зварювальний кондуктор, встановлений на кінцевих опорах, може обертатися навколо осі обертання. Після фіксації верхньої плити, оболонковій конструкції дають охолонути, і потім її можна піддати механічній обробці, такій як можливе нарізання зубців на краї верхньої плити та обробним операціям, якщо треба. Спосіб та апарат відповідно до винаходу є особливо придатними для зварного складання оболонкових конструкцій, які складаються з нижньої плити, бічних плит, перегородок та верхньої плити. Такі конструкції включають модулі опор бурової вишки висотою у кілька метрів, де товщина листоподібних компонентів оболонкової конструкція вимірюється метрами і де можуть бути використані різні марки сталі. Крім того, спосіб та зварювальний кондуктор відповідно до винаходу можуть бути використані не тільки для зварювання оболонкових конструкцій. Наприклад, спосіб відповідно до винаходу може бути використаний для виробництва міцних U-подібних профілів з однієї нижньої плити та двох бічних плит або міцних Lподібних профілів з нижньої плити та однієї бічної плити. У варіанті втілення, обговореному вище, зварювальний кондуктор має дві площини фіксації, які обидві призначені для зварювання компонентів однієї конструкції. Кваліфікованому фахівцю зрозуміло, що, при зварюванні коротших конструкцій, більш ніж одна нижня плита та бічна плита можуть бути встановлені на одній площині фіксації одна за одною та зварені разом у вищеописаний спосіб. Це уможливлює ефективне використання механізованих способів зварювання у виробництві листоподібних конструкцій меншого розміру. Також можливе розміщення у зварювальному кондукторі більшої кількості корпусних труб, розташованих на різних рівнях, з утворенням декількох, краще, трьох або чотирьох, площин фіксації, розміщених симетрично навколо осі обертання зварювального кондуктора. 94766 16 Фігура 4 показує, як приклад, кращий варіант втілення зварювального кондуктора відповідно до винаходу, на виді збоку під кутом зверху. Фігура 4 показує зварювальний кондуктор зі зварюваними компонентами, встановленими у зварювальному кондукторі. Фігура 5 показує зварювальний кондуктор, зображений на Фігурі 4, збоку, без зварюваних компонентів та розібраний на два компоненти. У варіанті втілення, зображеному на Фігурах 4 та 5, корпусні труби 8 складаються з перших зовнішніх труб 8а, закріплених на кінцевій пластині 10 першої кінцевої частини, та з других зовнішніх труб 8b, закріплених на кінцевій пластині другої кінцевої частини, а також внутрішніх труб 9, розташованих усередині зовнішніх труб (Фігура 5). Краще, сумарна довжина першої та другої зовнішніх труб по суті дорівнює довжині внутрішньої труби. Внутрішня труба може бути закріплена до першої або другої зовнішньої труби або вона може бути цілком вільною деталлю. Кінцеві плити 10 включають два прямокутних листоподібних четвертих опорних елементи 25, нерухомо встановлені, краще, зварним з'єднанням, на кінцевій пластині з одного її краю. Четверті опорні елементи фіксуються до кінцевих плит, між корпусними трубами, в по суті паралельному положенні один поряд з одним, залишаючи між ними зазор, який має ширину щонайменше трохи більше товщини нижньої плити, що має бути закріплена на зварювальному кондукторі. Кінці четвертих опорних елементів мають отвори 27 для стопорного штифта 29. Фігура 5 показує зварювальний кондуктор у розібраному стані з компонентами зварювального кондуктора, повністю відокремленими один від одного. Зазор, придатний для встановлення нижньої плити 100, знаходиться між першими зовнішніми трубами корпусних труб. Після встановлення нижньої плити, зварювальний кондуктор складають шляхом вставляння вільних кінців внутрішніх труб 9 у вільні кінці других зовнішніх труб та стискування кінців зварювального кондуктора один до одного. Перший та другий кінці нижньої плити потім встановлюють між четвертими опорними елементами у першій кінцевій частині зварювального кондуктора та між четвертими опорними елементами у другій кінцевій частині, відповідно. Завдяки встановленню кінця нижньої плити у зазор між опорними елементами утворюється торсіонно жорстке з'єднання між кінцевою частиною зварювального кондуктора та нижньою плитою. Фігура 4 показує зварювальний кондуктор у навантаженому стані з нижньою плитою, встановленою на місце. У варіанті втілення, зображеному на Фігурі 4, зубці передбачені на обох поздовжніх краях нижньої плити 100. Нижня плита фіксується на місці шляхом вставляння стопорного штифта 29 в отвори 27 у четвертих опорних елементах, причому стопорний штифт заходить у зубчасті вирізи на нижній плиті і нижня плита фіксується на місці. В той же час, компоненти зварювального кондуктора з'єднуються один з одним за допомогою нижньої плити. Вищеописаний спосіб кріплення, здійснюваного за допомогою стопорного штифта та зубчастих вирізів на нижній плиті, є лише одним кращим способом фіксації нижньої плити. 17 Кваліфікованому фахівцю зрозуміло, що можливі інші способи фіксації. У вищеописаному кращому варіанті втілення зварювального кондуктора, площина фіксації для нижньої плити утворюється між корпусними трубами і вісь обертання зварювального кондуктора проходить у поздовжньому напрямку "через" нижню плиту, встановлену на площині фіксації. Метою цього є розміщення нижньої плити між корпусними трубами у такий спосіб, щоб вісь центрів ваги нижньої плити та вісь обертання зварювального кондуктора знаходилися якомога ближче одна до одної для досягнення найбільш симетричного навантаження зварювального кондуктора. Краще, нижня плита встановлена у зварювальному кондукторі у такий спосіб, що вісь центрів ваги нижньої плити та вісь обертання зварювального кондуктора лежать по суті на одній лінії. Після фіксації нижньої плити, бічні плити 102 закріплюють до зовнішніх поверхонь нижньої плити. У варіанті втілення, зображеному на Фігурі 4, бічні плити є видовженими листоподібними компонентами, сформованими з жолобчастою формою, які зварюються з нижньою плитою по своїх поздовжніх краях. На Фігурі 4 зображено дві бічні плити, і вони приварюються симетрично з обох боків нижньої плити. Жолобчасті бічні плити встановлюють на місце, як зображено на Фігурі 4, на нижній плиті та попередньо фіксуються за допомогою маленьких з'єднувальних зварних швів. Після цього, оста 94766 18 точне зварювання нижньої плити та бічних плит здійснюється з використанням вищеописаного способу. Краще, кінцеве зварювання здійснюється з використанням механізованого способу зварювання, такого як дугове зварювання під флюсом. В цьому кращому варіанті втілення винаходу, зварювальний кондуктор переміщається з однієї робочої станції до іншої, зварювальний кондуктор обертається під час зварювання та зварювані компоненти нагріваються за допомогою терморезисторів, встановлюваних у корпусних трубах, так само, як пояснювалося в описі Фігур 1-3. У вищенаведеному описі жолобчасті бічні плити кріпилися до нижньої плити після закріплення нижньої плити на зварювальному кондукторі. Кваліфікованому фахівцю зрозуміло, що ці робочі стадії також можуть бути здійснені в іншому порядку, тобто, шляхом спочатку фіксації бічних плит на нижній плиті за допомогою маленьких з'єднувальних зварних швів і потім фіксації нижньої плити на зварювальному кондукторі. Крім того, слід розуміти, що цей кращий варіант втілення винаходу не обмежений зварюванням фасонних жолобчастих бічних плит, але також є придатним для зварювання бічних плит та нижніх плит різної форми. Вище описані кращі варіанти втілення способу та зварювального кондуктора відповідно до винаходу. Винахід не обмежений описаними тут рішеннями, і суть винаходу є застосовною численними способами в межах обсягу формули винаходу. 19 94766 20 21 94766 22 23 Комп’ютерна верстка М. Мацело 94766 Підписне 24 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601