Способ сварки труб большого диаметра

Изобретение относится к производству труб большого диаметра, в частности сварке сформованных цилиндрических заготовок. Техническим результатом является упрощение системы наведения лазерного луча на стык кромок. В способе сварки труб большого диаметра используют трубную заготовку с притуплением кромок без прихваточного шва. Трубную заготовку размещают в сборочно-сварочной клети сборочно-сварочного стана, где с помощью роликовых балок выравнивают кромки по высоте и сжимают трубную заготовку на всем протяжении сборочно-сварочной клети. После чего осуществляют наложение рабочего шва лазерной или гибридной лазерно-дуговой сваркой с проплавлением притупления. Причем лазерную головку располагают так, чтобы сварочная ванна находилась посередине длины роликовых балок. 1 ил.

 

Изобретение относится к производству труб большого диаметра, в частности, сварке сформованных цилиндрических заготовок.

В настоящее время все большее применение в этой области получает лазерная и лазерно-дуговая сварка из-за возможности уменьшения погонной энергии при одновременном увеличении глубины проплавления и скорости сварки.

Известен способ многослойной сварки труб из патента RU № 2511191, включающий стыковку кромок и наложение прихваточного шва дуговой сваркой, после чего лазерной или гибридной лазерно-дуговой сваркой накладывают основной рабочий шов с переправлением прихваточного шва и проплавлением притупления кромок. Способ позволяет значительно уменьшить погонную энергию и повысить механические свойства металла шва.

Прихваточный шов, который накладывают первым, необходим только для предотвращения перемещения кромок относительно друг друга при последующей сварке рабочего шва и появления «горячих трещин» во время кристаллизации металла. Прихваточный шов, безусловно, необходим при выполнении первого рабочего шва многодуговой сваркой, когда ширина и длина сварочной ванны достигает соответственно нескольких десятков и сотен миллиметров, когда кристаллизация её занимает продолжительное время, превышающее по величине время прохождения сечения ванны через роликовые обоймы (балки) клети сборочно-сварочного стана.

Наложенный прихваточный шов закрывает стык кромок, и при последующей лазерной сварке точное наведение луча на этот стык для проплавления обеих кромок притупления становится очень сложной задачей.

Технической проблемой заявляемого изобретения является сложность наведения лазерного луча на стык кромок после выполнения прихваточного шва.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение производительности процесса сварки и упрощение системы наведения лазерного луча на стык кромок.

Заявленный технический результат достигается за счёт того, что в способе сварки труб большого диаметра используют трубную заготовку с притуплением кромок без прихваточного шва, трубную заготовку размещают в сборочно-сварочной клети сборочно-сварочного стана, где с помощью роликовых балок выравнивают кромки по высоте и сжимают трубную заготовку на всем протяжении сборочно-сварочной клети, после чего осуществляют наложение рабочего шва лазерной или гибридной лазерно-дуговой сваркой с проплавлением притупления, причем лазерную головку располагают так, чтобы сварочная ванна находилась посередине длины роликовых балок.

Заявляемый способ поясняется с помощью фигуры, на которой показан вид на сборочно-сварочный стан со стороны подачи трубной заготовки и позициями 1-6 обозначены:

1 – платформа;

2 – сборочно-сварочная клеть;

3 – роликовая балка;

4 – трубная заготовка;

5 – цепной транспортёр;

6 – площадка.

Способ осуществляют следующим образом.

Для сварки используют трубную заготовку с притуплением кромок без наложения прихваточного шва. Трубная заготовка 4 поступает в сборочно-сварочную клеть 2 посредством цепного транспортера 5.

На платформе 1 расположены колонна со сварочной головкой и механизмами регулирования вертикального и горизонтального положения сварочной головки, бухта сварочной проволоки, источник питания электрической дуги и другие вспомогательные устройства.

Площадка 6 – это рабочее место оператора-сварщика. Здесь расположены пульты управления и устройства визуализации и задания параметров процесса – сенсорные мониторы.

Три роликовых балки 3, расположенных сверху, выравнивают кромки трубной заготовки 4 по высоте и отсутствуют в месте, где расположен сканирующий датчик, а за ним – сварочная головка. Остальные роликовые балки 3 сжимают трубную заготовку 4 на всем протяжении сборочно-сварочной клети.

Затем при стыковке кромок трубной заготовки 4 накладывают рабочий шов лазерной или гибридной сваркой с проплавлением притупления. Поскольку погонная энергия при этом, по крайней мере, в 10 раз меньше, чем при многодуговой сварке, а ширина и длина сварочной ванны составляет соответственно единицы и десятки миллиметров, её кристаллизация происходит значительно быстрее – за единицы секунд. Это значит, что даже при скорости сварки 3 м/мин (50 мм/сек) на расстоянии 500 мм от точки входа лазерного луча за 10 с металл сварочной ванны уже не подвержен образованию «горячих трещин».

Длина роликовых балок сборочно-сварочного стана составляет около 1500 мм, и на всем этом расстоянии прижатые кромки притупления остаются неподвижными относительно друг друга. Для обеспечения симметрии по неподвижности кромок относительно сварочной ванны лазерную головку располагают так, чтобы сварочная ванна находилась на середине длины роликовых балок. На этом участке притупления кромок уже прижаты друг к другу и выровнены по высоте, и середина этого участка наиболее устойчива от их смещения относительно друг друга.

Режимы сварки ограничены оборудованием (максимальная мощность лазера и лазерной головки) и зависят от величины притупления, которая, в свою очередь, выбирается такой, чтобы при заданной производительности сварки (ее скорости) и допустимой мощности лазера обеспечивалось проплавление притупления, но не было протеков металла. Они образуются тогда, когда давление расплавленного металла, зависящее от его объема в сварочной ванне – от ее ширины и глубины (глубина равна притуплению), превышает почти единственную силу, удерживающую металл сварочной ванны между кромками – силу поверхностного натяжения пленки этого металла снизу.

Как видно из этого, далеко не полного перечисления факторов, влияющих на сварку, выбор ее режимов является сложной задачей и требует индивидуального подхода на каждый сортамент изготавливаемой трубы. Режимы проверяются экспериментально сначала на пластинах.

Предлагаемый способ позволяет исключить дополнительную операцию – сварку прихваточного шва, тем самым повысить производительность процесса и значительно упростить систему наведения лазерного луча на стык кромок.

Способ сварки труб большого диаметра, включающий подготовку трубной заготовки с притуплением кромок, размещение и перемещение её в сборочно-сварочной клети сборочно-сварочного стана, в которой по крайней мере три роликовых балки расположены сверху, и лазерную или гибридную лазерно-дуговую сварку рабочего шва, отличающийся тем, что лазерную головку в сборочно-сварочном стане размещают на середине длины роликовых балок, при этом с помощью роликовых балок сборочно-сварочной клети, расположенных сверху трубной заготовки, осуществляют выравнивание кромок по высоте и обжим трубной заготовки на всем протяжении сборочно-сварочной клети, причем сварку рабочего шва лазерной головкой выполняют с проплавлением притупления свариваемых кромок, причем обжим трубной заготовки посредством роликовых балок продолжают после сварки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу подготовки листового металла c предварительно нанесенным покрытием для его сварки с другим листовым металлом с предварительно нанесенным покрытием, листовому металлу и способу изготовления сварной заготовки.

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 изготовлению дифференциального механизма транспортного средства. Сварной участок расположен на поверхности соприкосновения, где корпус дифференциала и кольцевое зубчатое колесо контактируют друг с другом.

Изобретение относится к гибридной лазерно-дуговой сварке металлоконструкций толщиной стенки от 8 до 12 мм. Способ гибридной лазерно-дуговой сварки тонкостенных стыковых соединений включает выполнение корневого шва электрической дуговой сваркой с плавящимся электродом в среде защитного газа совместно с лазерной сваркой в единой сварочной ванне.
Изобретение относится к гибридной лазерно-дуговой сварке металлоконструкций толщиной от 12 мм и выше, в частности к сварке продольных швов сформованных трубных заготовок при производстве труб большого диаметра из листового проката с толщиной стенки до 50 мм.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сварных конструкций и полуфабрикатов, в том числе, из алюминиевых сплавов, сваркой трением с перемешиванием. Предварительно проводят одностороннее утолщение свариваемых кромок деталей путем их одновременной холодной осадки.

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 металлическому элементу и способу его изготовления. Металлический элемент включает в себя первую пластину и вторую пластину, примыкающую и приваренную к первой пластине по меньшей мере на одном стыковом участке.

Изобретение относится к способу сварки внахлестку стального листа. Способ включает выполнение точечной сварки в состоянии, когда первый элемент из стального листа наложен на фланец второго элемента из стального листа, имеющего фланцевый участок и поднимающуюся стенку.

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 лазерной или лазерно-дуговой сварке труб большого диаметра. Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшения брака при сварке с использованием лазерного излучения.

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 лазерной или лазерно-дуговой сварке труб большого диаметра. Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшения брака при сварке с использованием лазерного излучения.

Изобретение относится к производству труб большого диаметра, в частности сварке сформованных цилиндрических заготовок. Техническим результатом является упрощение системы наведения лазерного луча на стык кромок. В способе сварки труб большого диаметра используют трубную заготовку с притуплением кромок без прихваточного шва. Трубную заготовку размещают в сборочно-сварочной клети сборочно-сварочного стана, где с помощью роликовых балок выравнивают кромки по высоте и сжимают трубную заготовку на всем протяжении сборочно-сварочной клети. После чего осуществляют наложение рабочего шва лазерной или гибридной лазерно-дуговой сваркой с проплавлением притупления. Причем лазерную головку располагают так, чтобы сварочная ванна находилась посередине длины роликовых балок. 1 ил.

Наверх