Способ лазерной сварки труб

Изобретение относится к лазерной или лазерно-дуговой сварке труб большого диаметра. Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшения брака при сварке с использованием лазерного излучения. Определяют заданную мощность лазерного излучения. Затем выполняют наружный рабочий шов лазерной или гибридной лазерно-дуговой сваркой. После сварки трубной заготовки под лазерную головку подводят датчик мощности, включают излучение лазера, замеряют мощность лазерного излучения и сравнивают значение замеренной мощности с заданной мощностью. При этом сварку продолжают при отклонении замеренной мощности от задаваемой не более чем на 5%. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к лазерной или лазерно-дуговой сварке труб большого диаметра.

Известен способ сварки стыков прямошовных сварных труб из сталей повышенной прочности из патента RU 2412032, по которому наружный шов X-образной разделки выполняют лазерно-дуговой сваркой плавящимся электродом. Способ позволяет использовать преимущества гибридной сварки – небольшая, по сравнению с многодуговой сваркой, погонная энергия при глубоком проплавлении и повышенные механические свойства металла сварного шва.

Но в случае ухудшения качества лазерного луча по вине самого лазера, оптоволоконного тракта передачи излучения, лазерной головки с её непростой оптико-фокусирующей системой возможен брак сварного шва – непровар, несплавление и т.п. дефекты, которые могут быть обнаружены только на этапе дефектоскопии и только когда поточное производство может быть остановлено. Учитывая высокую стоимость трубной заготовки, особенно толстостенной, и практическую невозможность полноценного ремонта узких и глубоких лазерных швов, задача упреждающей диагностики лазерной системы становится очень важной.

Технической проблемой, решаемой с помощью заявляемого изобретения, является отсутствие эффективной диагностики лазерной системы в процессе сварки.

Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшения брака при сварке с использованием лазерного излучения.

Заявляемый технический результата достигается за счёт того, что в способе лазерной сварки труб определяют заданную мощность лазерного излучения, затем выполняют наружный рабочий шов лазерной или гибридной лазерно-дуговой сваркой, после сварки трубной заготовки под лазерную головку подводят датчик мощности, включают излучение лазера, замеряют мощность лазерного излучения и сравнивают значение замеренной мощности с заданной мощностью, при этом сварку продолжают при отклонении замеренной мощности от задаваемой не более, чем на 5%.

Технический результат достигается тем, что после сварки каждой трубной заготовки под лазерную головку подводят датчик мощности излучаемой световой энергии, например, тип VEGA фирмы OPHIR. Затем включают излучение лазера на время, необходимое для замера мощности излучения и фиксируют результат, который сравнивают с предыдущими замерами и с величиной заданной мощности. Если фиксируют недопустимое падение мощности излучения по сравнению с его предыдущим значением или несовпадение с заданной мощностью, производство прекращают до выяснения причин несоответствия. Все описанные действия легко автоматизируются.

Современные лазерные комплексы имеют собственный измеритель излучаемой мощности, но, как правило, он установлен в шкафу самого лазера, фактически измеряет мощность очень незначительной ответвляемой части потока излучения и не учитывает качество работы оптического кабеля и самой лазерной головки, например, мощные лазеры производства ОАО «ИРЭ-Полюс».

Заявляемый способ поясняется с помощью фигур 1-2, на которых показаны:

Фиг. 1 - одно из возможных взаимных расположений лазерной головки и датчика мощности в рабочем положении, когда происходит сварка;

Фиг. 2 - одно из возможных взаимных расположений лазерной головки и датчика мощности в режиме измерения мощности излучения, при котором кронштейн вместе с датчиком мощности поворачивается против часовой стрелки на 90°.

На фиг. 1, 2 позициями 1-3 обозначены:

1 – лазерная головка;

2 – датчик мощности;

3 – кронштейн.

Способ осуществляют следующим образом.

Трубную заготовку размещают в сборочно-сварочном стане для выполнения лазерной или лазерно-дуговой сварки. До выполнения сварки определяют заданную мощность лазерного излучение. Затем выполняют наружный рабочий шов лазерной или гибридной лазерно-дуговой сваркой трубной заготовки. После окончания сварки трубной заготовки под лазерную головку 1 подводят датчик мощности 2, размещённый на кронштейне 3, включают излучение лазера на время, необходимое для замера мощности, и измеряют мощность лазерного излучения. Измеренные значения мощности сравнивают с заданной мощностью, после чего принимают решение о возможности продолжения производства. Если падение уровня мощности не превысило 5%, выполняют наружный рабочий шов лазерной или гибридной лазерно-дуговой сваркой следующей трубной заготовки. После окончания сварки трубной заготовки под лазерную головку 1 снова подводят датчик мощности 2, включают излучение лазера на время, необходимое для замера мощности, и измеряют мощность лазерного излучения. Измеренные значения мощности сравнивают с предыдущими значениями мощности и с заданной мощностью, после чего принимают решение о возможности продолжения производства.

Заявляемый способ применим и для лазерной, и для лазерно-дуговой сварок. Контролировать необходимо только лазерное излучение, поскольку его качество зависит от многих элементов, исправность которых определить оперативно просто невозможно. Качество электродуговой сварки определяется быстро по диаграммам тока и напряжения.

В качестве источника лазерного излучения может быть любой источник: углекислотный, твердотельный любого типа – дисковый, оптоволоконный с разной длиной волны. В упомянутом приборе вводятся поправочные коэффициенты на этот параметр.

Датчик мощности 2 может быть расположен на любой высоте, но выше уровня свариваемого шва, чтобы исключить случайное столкновение с трубной заготовкой. Главное требование здесь – световое пятно луча должно укладываться в площадь датчика мощности, предназначенную для измерения.

В качестве датчика мощности 2 может быть использован, например, измеритель лазерной мощности VEGA, который может производить измерение и усреднение мощности, начиная от 1 с до 1 часа. Головка термопарная (сенсор) 30K – W – BB может измерять мощность до 30кВт с возможной 10% перегрузкой.

Измерения мощности могут производиться на одной и той же мощности, например, на половине от максимальной, необязательно равной мощности, на которой производится сварка. Допустимым можно считать уменьшение замеренной мощности от задаваемой на 5%. Важна также тенденция изменения мощности от замера к замеру. Если она постоянна, то необходимо останавливать технологический процесс и выяснять причины происходящего – некоторые неисправности могут носить лавинообразный характер.

1. Способ производства труб большого диаметра, включающий размещение трубной заготовки в сборочно-сварочном стане и лазерную сварку лазерной головкой на предварительной определённой заданной мощности лазерного излучения, отличающийся тем, что после сварки предыдущей трубной заготовки под лазерную головку подводят датчик мощности, включают излучение лазера на время замера мощности, замеряют мощность лазерного излучения, сравнивают значение замеренной мощности с заданной мощностью и при отклонении замеренной мощности от заданной не более, чем на 5% осуществляют сварку следующей трубной заготовки на замеренной мощности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчика мощности используют измеритель лазерной мощности VEGA.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу многоэлектродной дуговой сварки в среде защитного газа. Осуществляют сварку с использованием множества электродов, выстроенных в ряд в направлении сварки.

Изобретение относится к способу сварки неплавящимся электродом деталей из алюминиевых сплавов и может быть использовано в машиностроении, авиастроении, в атомной энергетике, в нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу и устройству для моделирования процесса формирования поверхности сварного шва при дуговой сварке неплавящимся электродом. Технический результат предлагаемого способа: расширение возможностей изучения и оценки процесса формирования сварного шва.

Изобретение относится к способу сварки неплавящимся электродом деталей с покрытием и может быть использовано при изготовлении конструкций в виде замкнутых корпусов, контейнеров, труб, закрытых сосудов и сложнопрофильных оболочек сферического типа.
Изобретение относится к способам легирования при электродуговой сварке и наплавке и может быть использовано в различных отраслях промышленности, преимущественно при сварке и наплавке слоев металла со специальными свойствами.

Изобретение относится к способу дуговой сварки в среде защитного газа с подачей сварочной проволоки и сварочному устройству для его осуществления (варианты), способу дуговой сварки в защитном газе с использованием расходуемого электрода и способу дуговой сварки в защитном газе с использованием самозащитной сварочной проволоки.

Изобретение может быть использовано при двухдуговой сварке соединений в конструкциях из низколегированных, легированных и высоколегированных сталей. Предварительно осуществляют однодуговую сварку каждым из электродов, предназначенных для двухдуговой сварки, при одинаковых токах дуг и диаметрах электродов, по результатам которой определяют химический состав основного и наплавленного металлов, ток дуг и суммарную производительность наплавки.

Настоящее изобретение относится к способу обработки азотированного/углеродоазотированного изделия, включающему: подвержение по меньшей мере части изделия первому этапу, на котором по меньшей мере один лазерный луч перемещают за по меньшей мере один проход над указанной частью до тех пор, пока поверхностный слой взятой части не будет преобразован частично или полностью, и до тех пор, пока распределение концентрации азота в зоне диффузии не будет изменено, и подвержение для преобразования поверхностного слоя части, по меньшей мере обработанной посредством лазера, второму этапу, на котором по меньшей мере один лазерный луч перемещают за по меньшей мере один проход над указанной частью, чтобы сделать возможным снижение концентрации азота в нижележащем диффузионном слое.

Изобретение относится к способу ремонта стенки вертикального резервуара, выполненного из стальных листов из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, соединенных между собой сварными соединениями.

Изобретение может быть использовано при изготовлении ребристой панели с близко расположенными ребрами. Первое ребро приваривают к обшивке панели двумя электродами с разных сторон от ребра с колебаниями вдоль их продольных осей в противоположных направлениях.

Изобретение относится к способам изготовления полых дисков из жаропрочных сплавов и может найти применение при изготовлении высокотемпературных роторов турбин газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к способу сварки тавровых соединений деталей и может найти применение в судостроении и машиностроении. Сварку угловых швов осуществляют одновременно с двух сторон таврового соединения без разделки свариваемых кромок с расположением тавра в горизонтальной плоскости.

Изобретение относится к элементу (1) вала турбомашины (2), способу его изготовления и турбомашине (2) с элементом (1) вала. Элемент вала имеет по меньшей мере два соединенных неразъёмно друг с другом с помощью сварного шва (23) участка (15, 16) вала.

Изобретение относится к сварке продольных швов сформованной цилиндрической заготовки и может быть использовано при производстве стальных сварных труб большого диаметра с толщиной стенки от 12 до 25 мм и выше, до 50 мм, с наружным плакирующим слоем, изготовленным из нержавеющей стали марки, например, 08Х18Н10Т или 12Х18Н10Т.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения и может быть использовано при изготовлении моноколес, применяемых в роторах газотурбинных двигателей. Способ включает изготовление полых лопаток с образованием аэродинамического профиля пера и замковой части, технологического кольца и диска, сварку лопаток с технологическим кольцом с образованием блинга, после чего проводят механическую обработку блинга и диска для получения совмещаемых поверхностей.

Изобретение относится к способу изготовления плоской заготовки для режущего инструмента, в частности заготовки как исходного элемента для изготовления пильного полотна, пильной ленты, режущей линейки, штамповочного ножа или лезвия.

Изобретение относится к сварному соединению металлических листов и способу его изготовления. Соединение получают лазерной сваркой.

Изобретение относится к способу гибридной лазерно-дуговой сварки стальных труб с наружным плакирующим слоем и может быть использовано при производстве сварных стальных труб большого диаметра с толщиной стенки до 25 мм.

Изобретение относится к строительству трубопроводов для транспортировки газов и жидкостей, в основном нефти. Способ изготовления трубопроводов включает операцию совместной деформации экспандирования краевых участков соседних труб.

Изобретение относится к сварному соединению и способу его получения. Сварное соединение получают при помощи лазерной сварки.

Изобретение относится к области сварочного производства, и может быть использовано в гибридной лазерной сварке c ультразвуковым воздействием на сварочную ванну. Способ включает осуществление синхронного перемещения инструмента ультразвукового воздействия совместно с источником лазерного излучения и сварочной дуговой горелкой на всем протяжении процесса сварки.

Изобретение относится к лазерной или лазерно-дуговой сварке труб большого диаметра. Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшения брака при сварке с использованием лазерного излучения. Определяют заданную мощность лазерного излучения. Затем выполняют наружный рабочий шов лазерной или гибридной лазерно-дуговой сваркой. После сварки трубной заготовки под лазерную головку подводят датчик мощности, включают излучение лазера, замеряют мощность лазерного излучения и сравнивают значение замеренной мощности с заданной мощностью. При этом сварку продолжают при отклонении замеренной мощности от задаваемой не более чем на 5. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх