Способ лазерной сварки труб большого диаметра


 


Владельцы патента RU 2564504:

Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (RU)

Изобретение относится к способу лазерной сварки труб большого диаметра. Перед сваркой продольного шва выполняют прихваточный шов, во время сварки которого с наружной стороны трубы, непосредственно перед зоной сварки упомянутым лазерным датчиком фиксируют через определенное расстояние по всей длине трубы три точки на виртуально получаемой поперечной плоскости разделки: точку стыка кромок и две точки их краев, лежащих на касательной к поперечной плоскости труб. Создают базу данных упомянутых расстояний между этими точками по длине трубы. На последующей операции лазерной сварки рабочего корневого шва используют полученную базу данных для определения положения краев кромок с помощью сканирующего лазерного датчика, находящегося в каждый момент времени в заданном положении по длине трубы, находят положение третьей точки - точки стыка кромок и наводят на нее лазерный луч путем перемещения сварочной головки. Технический результат заключается в повышении точности наведения лазерного луча на стык свариваемых кромок заготовки , что приводит к повышению качества сваренных труб. 1 ил.

 

Изобретение относится к производству сварных труб большого диаметра, в частности, произведенных с помощью лазерной или лазерно-дуговой сварки.

Способ многослойной сварки труб по пат. RU 2511191 C1 предлагает до наложения рабочего корневого шва лазерной или лазерно-дуговой сваркой обязательную сварку состыкованных кромок заготовки прихваточным швом по всей длине трубы с целью исключения появления при последующей сварке так называемых горячих трещин.

Но прихваточный шов, который затем переваривается рабочим корневым швом, накладывается с наружной стороны заготовки непосредственно на стык кромок, поэтому последний становится визуально недоступен для лазерного датчика слежения за стыком при сварке корневого шва. Между тем лазерный луч, имеющий диаметр в фокусе около 0,5 мм, при сварке должен быть наведен на стык кромок с точностью не менее 0,1 мм так, чтобы плавить их обе. В противном случае возможно непроплавление одной из них и появление дефектов типа «непровар».

Известен способ лазерной сварки труб большого диаметра лазерной сваркой (заявка RU 2013112301/02 «Способ сварки труб большого диаметра лазерной сваркой», авторы Романцов И.А. и др., B23K 26/262, B23K 26/046, B23K 26/082, B23K 26/70), по которому продольный шов варится лазерной головкой, установленной снаружи трубы, а слежение за стыком кромок осуществляют со стороны внутренней поверхности трубы посредством сканирующего поперек стыка и перед зоной сварки лазерного датчика, расположенного на штанге внутри трубы, а его положение относительно сварочной головки по горизонтали определяют посредством гироскопа, жестко закрепленного с этим датчиком и дополнительного лазерного излучателя, луч которого направляют вдоль оси трубы на закрепленную неподвижно телекамеру.

Этот способ предусматривает наличие дополнительного оборудования - штанги с сопутствующими ей дополнительными устройствами (тележка, упор, привод перемещения штанги и т.д.), которая исключает возможность движения трубы в обе от нее стороны, а значит, предполагает дополнительные транспортные операции с трубой и снижение производительности. Кроме того, наличие двух дополнительных датчиков, определяющих положение находящего стык лазерного датчика, увеличивает суммарную погрешность и снижает точность слежения в 2-3 раза.

Техническим результатом предлагаемого способа являются повышение производительности стана за счет исключения транспортного тупика на оправке, повышение качества и снижение дефектов сварки путем уменьшения суммарной погрешности слежения и увеличения точности нахождения стыка кромок.

Технический результат достигается тем, что на предшествующей операции - сварке прихваточного шва на наружной стороне трубы непосредственно перед зоной сварки, когда кромки заготовки прижаты друг к другу и еще никак не сварены, сканирующим поперек оси трубы лазерным датчиком фиксируют через определенное расстояние по всей длине трубы три точки на виртуально получаемой поперечной плоскости разделки - точку взаимного касания кромок (верхнюю точку линии стыка «с» на фиг. 1) и две точки «a» и «b» краев кромок, лежащих на касательной к поперечной плоскости заготовки, при этом создают базу данных расстояний между этими точками по длине трубы. Практика показывает, что на трубе длиною 12 м смещение линии стыка составляет не более 50 мм, это значит, что необходимо запоминать результаты измерений через каждые 12 мм длины трубы, чтобы зафиксировать смещение стыка на 0,05 мм, что при существующих скоростях сварки вполне приемлемо по обеспечению быстродействия системы. После создания базы данных она присваивается трубе, на которую наложен прихваточный шов. Труба идентифицируется на стане лазерной сварки и при сварке на этом стане при помощи аналогичного упомянутому датчика, который находится в каждый момент времени в известном положении по длине трубы, определяют положение краев кромок. Зная их положение и используя соответствующую базу, вычисляют положение точки стыка кромок и перемещением сварочной головки наводят на нее лазерный луч.

Предлагаемый способ позволит уменьшить возможность образования дефектов типа «непровар» в корневом лазерном шве и повысить производительность стана лазерной сварки.

Способ лазерной сварки труб большого диаметра, включающий сварку продольного шва посредством лазерной или лазерно-дуговой сварочной головки, установленной с наружной стороны трубы, при этом осуществляют слежение за точкой воздействия лазерного луча на стык кромок посредством лазерного датчика, сканирующего поперек шва и перед зоной сварки, отличающийся тем, что перед сваркой продольного шва выполняют прихваточный шов, во время сварки которого с наружной стороны трубы, непосредственно перед зоной сварки, упомянутым лазерным датчиком через определенное расстояние по всей длине трубы на виртуально получаемой поперечной плоскости разделки фиксируют три точки, включающие точку стыка кромок и две точки их краев, лежащих на касательной к поперечной плоскости труб, создают базу данных упомянутых расстояний между этими точками по длине трубы, затем на последующей операции лазерной сварки рабочего корневого шва используют полученную базу данных для определения положения краев кромок с помощью сканирующего лазерного датчика, находящегося в каждый момент времени в заданном положении по длине трубы, находят положение точки стыка кромок и наводят на нее лазерный луч путем перемещения сварочной головки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лазерной технике для распределения или переключения произвольно поляризованного излучения от одного лазерного источника по ряду оптических направлений с контролируемой поляризацией и мощностью.

Изобретение относится к способу производства стальной трубы с помощью лазерной сварки. Сварку выполняют с использованием множества лазерных лучей, каждый из которых имеет диаметр пятна, составляющий 0,3 мм или более на верхней поверхности открытой трубы.

Изобретение относится к способу изготовления многослойной монококовой конструкции (варианты) и может быть использовано в авиационной и ракетной технике. Сначала выполняют послойный электронный чертеж изготавливаемой конструкции.

Изобретение относится к способу изготовления изделий сложной формы из порошковых систем и может найти применение в разных отраслях машиностроения, например, для изготовления сопел, завихрителей, вставок и других элементов ракетных двигателей и турбин.

Изобретение относится к способу получения износостойкого покрытия на деталях и может найти применение при восстановлении изношенных и упрочнении новых деталей в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к способу получения износостойкого покрытия на деталях и может найти применение при восстановлении изношенных и упрочнении новых деталей в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к способу и устройству лазерной перфорации многослойных рулонных материалов и предназначено, в частности, для применения в космической технике при изготовлении экранно-вакуумной теплоизоляции космических аппаратов (КА).

Изобретение относится к лазерному сварочному устройству для сварки первой части листового металла со второй частью листового металла. Устройство содержит раму (5), поддерживающую головку (6), которая излучает лазерный луч (7), и насадку (8), которая подает сварочную проволоку (9), которые конфигурированы для образования валика сварного шва вдоль линии соединения между первой и второй частями листового металла.

Изобретение относится к способу изготовления листовых стальных изделий из заготовок из стального листа или стальных лент различной толщины и/или материалов. Заготовки свариваются друг с другом вдоль стыка с получением сварного шва (7), образованного кромками заготовок из стального листа или стальными лентами.

Изобретение относится к машине для получения полюсных пластин путем лазерной резки полосы. Машина содержит станину, узел лазерной резки, манипулятор для резки, предназначенный для приведения в движение узла лазерной резки, систему управления и, по меньшей мере, один узел подачи полосы.

Изобретение относится к способу ремонта металлической детали. Осуществляют наплавку поврежденных частей детали порошком металла на упомянутую деталь. Выполняют лазерную наплавку упомянутых поврежденных частей при помощи металлического порошка. Затем выполняют этап горячего изостатического прессования. Устанавливают максимальную температуру во время изостатического прессования, не превышающую температуру рекристаллизации упомянутого металла. В результате повышается качество ремонта за счет устранения пористости в процессе наплавки без риска деформирования детали. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу лазерной обработки неметаллических материалов и может быть использовано для скрайбирования полупроводниковых, керамических и стеклообразных материалов. Осуществляют облучение поверхности материала импульсным лазерным излучением. Требуемая глубина канавки достигается в зависимости от значения безразмерного параметра, равного произведению показателя поглощения материала на длине волны лазерного излучения на глубину канавки, а также за счет воздействия одного или двух лазерных импульсов, плотности энергии в каждом из которых определяют в зависимости от удельной энергии сублимации материала, показателя поглощения на длине волны лазерного излучения и коэффициента отражения. Технический результат заключается в снижении энергетических затрат при обработке неметаллических материалов лазерным излучением. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к области термической обработки инструмента. Способ упрочнения разделительного штампа включает лазерную закалку боковых рабочих поверхностей путем оплавления припусков за один проход при перемещении луча лазера по стыку припусков и последующий лазерный отпуск. После лазерной закалки выполняют обработку холодом до температуры окончания мартенситного превращения, а лазерный отпуск выполняют с помощью непрерывного излучения многоканального CO2 лазера на режимах, обеспечивающих нагрев стали в зоне закалки в интервале температур Ac1÷560°C, где Ac1 - критическая температура, при которой в стали начинает формироваться аустенит: мощность лазерного излучения P при выполнении лазерного отпуска в 4÷5 раз меньше, чем при выполнении лазерной закалки, скорость сканирования луча ν и диаметр пятна излучения d на обрабатываемой поверхности для выполнения лазерной закалки и лазерного отпуска одинаковы. 2 ил.

Изобретение относится к лазерной сварке двух стальных деталей (1, 2) и может быть использовано в автомобилестроении. Лазерный луч (3) и металлическую присадочную проволоку (4) непрерывно перемещают вдоль соединительной линии между двумя деталями (1, 2) таким образом, что этот лазерный луч (3) непрерывно плавит металлическую присадочную проволоку (4) так, чтобы образовывать непрерывный сварочный шов (5) между двумя деталями (1, 2). Защитный газ вдувают на сварочный шов. Защитный газ представляет собой сжатый воздух, свободный от газов, отличающихся от тех, что содержатся в окружающем воздухе. Устройство содержит форсунку для вдувания воздуха, присоединенную к источнику сжатого воздуха. В результате предотвращается образование пористости сварных швов и, соответственно, повышается качество сварных деталей. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу и устройству структурирования поверхности твердого тела с покрытием из твердого материала и полученной при этом упаковочной фольге. Создают структуру, как минимум, одной области поверхности твердого тела, посредством первого лазера, предпочтительно, эксимерного лазера (1), имеющего продолжительность импульса в наносекундном диапазоне. На нее накладывают вторую рифленую структуру посредством второго лазера (15), предпочтительно, имеющего продолжительность импульса в фемтосекундном диапазоне. Создание структуры посредством эксимерного лазера производят согласно технологии проекции шаблона, а создание структуры посредством лазера с продолжительностью импульса в фемтосекундах - согласно технологии фокусировки. Изобретение позволяет осуществлять рациональное производство очень сложных, сильно защищенных от подделок отличительных маркировок и/или эстетически привлекательных, эффективных с точки зрения оптической дифракции цветных образцов. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к сварке и может найти применение в машиностроении, теплоэнергетике, металлургии и др. Изобретение позволяет изготавливать крупногабаритные плоские тонколистовые оребренные панели с листовыми ребрами, а также упрощает способ и устройство для его осуществления. На панели выполняют отверстия, равномерно расположенные вдоль линий сваривания, а на ребрах выполняют шипы в виде выступов. Устанавливают ребра на панель. Фиксируют ребра в этом положении и загибают выступающие шипы. Устанавливают панель на выполненные в виде сегментов опоры плиты стола, располагая ребра в V-образных пазах опор. Закрепляют панель прижимными элементами и производят лазерную прихватку ребер. Затем обваривают места выступа шипов и осуществляют лазерную приварку ребер через лист панели. Устройство для линейной сварки плоской тонколистовой панели включает стол (1), плиту (2) с опорами (3) в виде сегментов с пазами (4). Прижимные элементы выполнены в виде уголков (5) и прижимов (6). Опоры 3 снабжены V-образными пазами (7), оси которых совпадают с продольными осями привариваемых ребер (8). Уголки (5) расположены в пазах (4) опор (3). На панели (9) выполнены прямоугольные отверстия (10), ориентированные по месту расположения ребер (8), на которых выполнены шипы (11), расположенные напротив отверстий (10). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к системе восстановления ковочного штампа (1) лазерной наплавкой. Система включает в себя устройство (10) детектирования формы (2) штампа (1), подлежащего восстановлению, сварочное устройство (30), конфигурированное для нанесения наплавляемого материала на штамп (1), и процессор (20), конфигурированный для задания траекторий (11) наплавки, чтобы приводить в действие сварочный аппарат (30), причем траектории наплавки задаются согласно распознанной форме (2) и заранее заданной форме штампа (1). 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение может быть использовано при производстве медалей нумизматического, фаллеристического назначения или монето-жетонных изделий, применяемых в наличном денежном обращении. После предварительного уплотнения поверхностных слоев заготовки осуществляют их холодное пластичное деформирование посредством штемпелей пресса. При этом производят тиснение отполированных локально расположенных декоров, негативное изображение которых выполнено на рабочих поверхностях штемпелей и отполировано. Одновременно с тиснением на поверхности заготовки упомянутых декоров на части их отполированных поверхностей получают маркирующие метки. Негативы упомянутых маркирующих меток выполнены на штемпеле путем микрогравирования с помощью лазерного оборудования с программным управлением. Позитив изображения маркирующих меток идентифицируют на поверхностях отполированных декоров изделия с использованием увеличивающих оптических средств. При реализации изобретения обеспечивается высокопроизводительный без потери металла процесс маркирования изделий, изготовленных с декором, который соответствует требованиям художественной и тезаврационной привлекательности. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу формирования полого структурного элемента замкнутого сечения. Способ формирования полого структурного элемента включает штамповку верхнего компонента из листового металла с незамкнутым сечением, выполненного с двумя в основном параллельными выступающими вниз стыковочными фланцами, штамповку нижнего компонента из листового металла с незамкнутым сечением, выполненного с двумя в основном параллельными выступающими вверх стыковочными фланцами и стыковую сварку стыковочных фланцев верхнего и нижнего компонентов из листового металла друг с другом. Причем перед сваркой штампованные стыковочные фланцы верхнего и нижнего компонентов из листового металла одновременно подрезают посредством резки лазерной установкой с пятью степенями свободы таким образом, чтобы они взаимодополняли друг друга. При этом верхний и нижний компоненты из листового металла закреплены в креплении в пространственном соответствии. По одному из вариантов подрезанные края верхнего и нижнего компонентов сваривают друг с другом посредством непрерывной стыковой лазерной сварки. Изобретение также относится к структурному элементу, представляющему собой рычаг подвески автомобиля, или лонжерон моторного отсека автомобиля, или балку для подрамника подвески автомобиля. Достигается уменьшение массы изделия. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу сварки деталей различного диаметра и разной толщины и может быть использовано в приборостроении, в электронной и радиотехнической промышленности. Для сварки используют переходник 3, на одном конце которого формируют технологический бурт 4. На другом конце переходника 3 выполняют центрирующую кольцевую проточку 5. На детали 2 выполняют центрирующий кольцевой выступ 6 под кольцевую проточку 5 переходника 3. Детали 1, 2, 3 соединяют, удерживают, фиксируют прихватками. Сваривают детали лазерным лучом 8. Луч 8 фокусируют на стык свариваемых деталей. За счет уменьшения тепловложения при сварке достигается уменьшение деформации при нагреве и усадке, в результате получают прочные, герметичные, неразъемные соединения деталей разного диаметра и толщины. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх