Способ сварки труб большого диаметра лазерной и гибридной лазерно-дуговой сваркой



Способ сварки труб большого диаметра лазерной и гибридной лазерно-дуговой сваркой
Способ сварки труб большого диаметра лазерной и гибридной лазерно-дуговой сваркой

 

B23K101/06 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2609609:

Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ОАО "ЧТПЗ") (RU)

Изобретение относится к способу сварки труб большого диаметра. Выполняют прихваточный шов сварочной горелкой с одновременным слежением за стыком кромок с помощью сканирующего датчика, расположенного перед сварочной горелкой. Непосредственно после сварки прихваточного шва осуществляют нанесение на него риски посредством лазерного луча или механического инструмента, положение которых корректируют посредством упомянутого датчика. Осуществляют гибридную лазерно-дуговую сварку корневого шва сварочной головкой, положение которой корректируют относительно стыка путем наведения упомянутого датчика на полученную риску. Изобретение позволяет избежать появления недопустимых дефектов в виде непроваров и несплавлений кромок в сварных швах при гибридной лазерно-дуговой сварке, которые могут возникать при отклонении лазерного луча от сварного стыка. 1 ил.

 

Изобретение относится к производству труб большого диаметра, в частности к сварке сформованной цилиндрической заготовки.

Наведение лазерного луча на стык кромок при сварке сформованной трубной заготовки должно производиться с очень высокой точностью. Причиной этому является малый диаметр луча. При диаметре луча в зоне фокуса 0,4 мм погрешность наведения не должна превышать 0,1 мм. Сварку труб большого диаметра (от диаметра 503 мм) с толщиной стенки от 15 мм способны производить гибридные сварочные комплексы с лазерами мощностью более 15 кВт. Для обеспечения максимальной защиты оптических элементов сварочной головки к применению рекомендуются длиннофокусные системы зеркал (линз). Особенностью производства труб большого диаметра является сборка сформованной трубной заготовки технологическим (прихваточным) швом, скрывающим стык кромок снаружи заготовки. По этой причине наведение сварочной головки снаружи с заданной точностью является весьма затруднительным. Сварка кромок и наведение на их стык изнутри, где он не скрыт, накладывает ограничение на диаметр труб из за значительных габаритов головки.

Известен способ оценки состояния лазерной сварки (Патент JP Н10 - 76383), в котором лазерный луч воздействует на одну сторону стальной полосы, и при этом отслеживают излучение плазмы на другой стороне. Но это излучение рассеивается по широкой области и с помощью этого способа трудно точно обнаружить любые сдвиги позиции лазерного луча относительно продольных кромок.

Развитием упомянутого способа является способ изготовления стальной трубы лазерной сваркой (Патент RU №2456107 С1, кл. В21С 37/08, В21С 37/30, В23К 26/20, В23К 26/42, В23К 101/06), по которому шов варят путем воздействия на внешнюю поверхность лазерным лучом и отслеживают со стороны внутренней поверхности открытой трубы точку воздействия лазерного луча, которым облучают продольные края и при обнаружении сквозного проплавления снаружи до внутренней поверхности условия сварки не изменяют, а если не обнаруживают сквозного проплавления, условия сварки лазерным лучом изменяют, обеспечивая сварку со сквозным проплавлением. Однако по этому способу при уходе луча в сторону от стыка сквозное проплавление может прекратиться, а при изменении условий сварки - мощности лазерного луча и возобновлении проплавления положение дел не изменится - стык по прежнему останется в стороне от центра луча.

Известен способ сварки труб большого диаметра лазерной сваркой (Патент RU №2523406), в котором наведение сварочной головки производится снаружи, а слежение за стыком изнутри. Недостатком этого способа является организация сложной системы датчиков, суммарная погрешность которой в условиях реального производства не обеспечит требуемой точности.

Предлагаемый способ сварки труб большого диаметра гибридной лазерно-дуговой сваркой предполагает производство сварки снаружи по предварительно наложенному прихваточному шву. Трубную заготовку (фиг.1) собирают в клети сборочно-сварочного стана, в которой стык кромок 1 контролируют сканирующим датчиком 2. С помощью этого датчика корректируют положение сварочной горелки 3, накладывающей прихваточный шов 4, и лазерной головки или механического инструмента 5, которыми наносят риску на прихваточном шве точно над стыком кромок непосредственно после наложения этого шва.

После нанесения риски производят гибридную лазерно-дуговую сварку корневого шва сварочной головкой, положение которой корректируют относительно стыка путем наведения сканирующего датчика на полученную риску.

Техническим результатом предлагаемого способа является реализация возможности наведения оптической сварочной головки на стык, скрытый технологическим швом, с заданной точностью.

Технический результат достигается тем, что наносимая риска расположена точно над стыком кромок, имеет глубину, не приводящую к разрушению технологического шва и раскрытию заготовки, а кромки риски обеспечивают ее распознавание триангуляционным датчиком, который обеспечивает наведение сварочной головки при наложении шва с наружной стороны гибридной лазерно-дуговой сваркой.

Предлагаемый способ позволит избежать появления недопустимых дефектов в виде непроваров и несплавлений кромок в сварных швах при гибридной лазерно-дуговой сварке, которые могут возникать при отклонении лазерного луча от стыка кромок.

Способ сварки труб большого диаметра, включающий выполнение прихваточного шва и гибридную лазерно-дуговую сварку стыка, в процессе которой осуществляют слежение за стыком кромок, отличающийся тем, что прихваточный шов выполняют сварочной горелкой с одновременным слежением за стыком кромок с помощью сканирующего датчика, расположенного перед сварочной горелкой, непосредственно после сварки прихваточного шва осуществляют нанесение на него риски посредством лазерного луча или механического инструмента, положение которых корректируют посредством упомянутого датчика, а после нанесения риски осуществляют гибридную лазерно-дуговую сварку корневого шва сварочной головкой, положение которой корректируют относительно стыка путем наведения упомянутого датчика на полученную риску.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу соединения верхнего полоза салазок автомобильного сиденья с крепежной скобой рамы автомобильного сиденья. Способ включает наложение нижней поверхности продольной установочной площадки заданной длины в основании крепежной скобы на верхнюю плоскую горизонтальную продольную поверхность в вершине верхнего полоза; наложение дополнительной накладной пластины на нижнюю поверхность горизонтальной плоскости на участке, соответствующем месту расположения установочной площадки; и соединение накладной пластины, установочной площадки и горизонтальной плоскости сваркой со стороны нижней поверхности накладной пластины.

Изобретение относится к способу изготовления многослойного монокока и может найти применение в транспортной и авиационной технике. Выполненяют послойный электронный чертеж монокока.

Изобретение относится к способу гибридной лазерной/дуговой сварки для стыковой сварки изделия из нержавеющей стали. В состыкованной части сварку осуществляют, направляя лазерное излучение и дуговой разряд по одной линии сварки таким образом, что за лазерной сваркой следует дуговая сварка TIG.

Изобретение относится к способу сварки корпуса измерительного преобразователя с корпусом измерительного устройства для установки и герметизации измерительных преобразователей в ультразвуковых расходомерах.
Изобретение относится к способу приваривания приварного элемента к сопрягаемой детали и может найти применение при изготовлении кузовов транспортных средств. Перед сваркой всю поверхность области сваривания по меньшей мере одного из соединяемых элементов покрывают равномерным слоем смачивающего вещества.

Изобретение относится к способу изготовлению сварных корпусов сосудов высокого давления из высокопрочных легированных сталей. Вначале получают тонкостенную оболочку путем резки труб из стали типа 28Х3СНМВФА на заготовки, калибровки, рекристаллизационного отжига, механической обработки, ротационной вытяжки за несколько переходов с промежуточными отжигами деформирующими роликами с треугольным профилем со скругленными по радиусу или (и) плоскими вершинами, установленными с различными зазорами относительно оправки.

Изобретение относится к лазерной сварке тавровых и угловых соединений и может быть использовано для изготовления ребристых интегральных конструкций из алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к способу дуговой автоматической сварки кольцевых швов поворотных стыков труб. Осуществляют сборку свариваемых труб.

Изобретение относится к способу соединения деталей с внутренним покрытием и может быть использовано в машиностроении, металлургии, оборудовании для АЭС и космической технике.

Изобретение относится к способу создания тройникового соединения. Очищают поверхность основной трубы в месте приварки усиленного патрубка углового и осуществляют разметку упомянутого места и вырезку.

Изобретение относится к способу изготовления многослойного монокока и может найти применение в транспортной и авиационной технике. Выполненяют послойный электронный чертеж монокока.

Изобретение относится к способу гибридной лазерной/дуговой сварки для стыковой сварки изделия из нержавеющей стали. В состыкованной части сварку осуществляют, направляя лазерное излучение и дуговой разряд по одной линии сварки таким образом, что за лазерной сваркой следует дуговая сварка TIG.

Изобретение относится к устройству для поглощения излучения оптического диапазона длин волн. Цилиндрический корпус выполнен с открытой с одной стороны внутренней полостью, в которой располагается конический элемент, обращенный своим острием в сторону подводимого излучения.

Изобретение относится к способу и устройствам для лазерной обработки и может быть использовано для расплавления, испарения или резки материла под действием лазерного излучения.

Установка содержит по меньшей мере два расположенных противоположно по бокам отверстия (О1, О2), через которые может протягиваться по меньшей мере одна металлическая лента, оболочку, содержащую первое и второе устройства с зажимными губками (М11, М12, M12s, М21, М22, M22s) для ленты, расположенные на пути протягивания ленты между двумя отверстиями, при этом упомянутые губки расположены поперечно, по меньшей мере, ширине ленты, головку (TL) установки для резки или сварки, испускающую пучок лазерного излучения в замкнутом пространстве, при этом упомянутый пучок является поперечно перемещаемым между парой губок (М11, М12), расположенных напротив одной из сторон поверхности ленты, причем в сжатом положении губок на ленте соединение губок (М11, М12, M12s; М21, М22, M22s) на поверхностях ленты приводит к образованию физического экрана (F1b) для лазерного излучения, препятствующего прохождению излучения через два отверстия оболочки.

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано для изготовления путем лазерной сварки фасонной детали в виде таврового соединения стальных пластин, содержащей расположенные перпендикулярно друг другу стенку и полку, приваренную к стенке своей кромочной частью посредством плавления при однопроходном облучении лазерным лучом, направляемым со стороны одной из поверхностей полки.

Изобретение относится к способу придания супергидрофобных свойств поверхности металла. Воздействуют на упомянутую поверхность сфокусированным лучом импульсного лазерного излучения с длительностью импульсов в наносекундном диапазоне, осуществляют перемещение упомянутого луча относительно упомянутой поверхности по заранее заданному закону.

Изобретение относится к изготовлению металлических порошков. Способ включает нагрев металлического материала до температуры его плавления лазерным излучением, формирование из расплава капель, их охлаждение в свободном полете в среде нейтрального газа до температуры ниже температуры плавления металлического материала и сбор частиц порошка.

Изобретение относится к изготовлению металлического порошка. Способ включает нагрев металла донора порошка до температуры его плавления, формирование из него капель металла и их охлаждение в среде нейтрального газа и сбор порошка.

Изобретение относится к установке и способу изготовления детали путем селективной плавки порошка. Установка содержит средства образования луча, например лазерного луча или электронного луча, и средства перемещения точки воздействия луча на слой порошка.

Способ может быть использован при сварке трубчатых деталей различного назначения с использованием прессовой сварки с нагревом дугой, управляемой магнитным полем. В процессе сварки проводят первоначальное сжатие торцов труб для короткого замыкания, после чего подают напряжение и обеспечивают отскок между трубами, что приводит к поджиганию дуги.
Наверх