RU2548842C1 - Arc-laser module for orbital welding of fixed ring pipe joints - Google Patents

Arc-laser module for orbital welding of fixed ring pipe joints Download PDF

Info

Publication number
RU2548842C1
RU2548842C1 RU2013154240/02A RU2013154240A RU2548842C1 RU 2548842 C1 RU2548842 C1 RU 2548842C1 RU 2013154240/02 A RU2013154240/02 A RU 2013154240/02A RU 2013154240 A RU2013154240 A RU 2013154240A RU 2548842 C1 RU2548842 C1 RU 2548842C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
carriage
laser
guide belt
arc
Prior art date
Application number
RU2013154240/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Валерьевна Величко
Глеб Андреевич Туричин
Яков Борисович Певзнер
Олег Иванович Гринин
Андрей Владимирович Кузнецов
Вячеслав Владимирович Осипов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий", ООО "ЦЛТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий", ООО "ЦЛТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий", ООО "ЦЛТ"
Priority to RU2013154240/02A priority Critical patent/RU2548842C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2548842C1 publication Critical patent/RU2548842C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: module comprises a guide belt, a movable orbital carriage mounted on the guide belt and able of travelling along it. The carriage includes a longitudinal movement drive and a moving device consisting of a carrying roller system and a gear wheel. A joint monitoring sensor, a welding wire reeling device and a handler are installed on the carriage. The handler consists of two mutually perpendicular linear guides with motors, which can move in respect to each other. The transverse linear guide is equipped by a laser welding head, a wire feeding unit, an arc welding torch, a video camera and a controller.
EFFECT: invention allows for the increase of productivity and efficiency of welding process for fixed ring pipe joints and for the improvement of welded joint quality.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение предназначено для автоматической сварки и наплавки кольцевых стыков сложных стальных конструкций на базе современных и перспективных сталей, реализующее технологию лазерной и лазерно-дуговой автоматической сварки при строительстве газонефтепроводов различного типа, в производстве сосудов высокого давления, специальных строительных конструкций, а также наплавке металла на поверхности деталей.The invention is intended for the automatic welding and surfacing of ring joints of complex steel structures based on modern and promising steels, which implements laser and laser-arc automatic welding technology for the construction of various types of gas and oil pipelines, in the production of pressure vessels, special building structures, as well as metal surfacing details.

Известен лазерный комплекс для сварки трубопроводов [RU патент №2165344]. Комплекс размещен на платформе и включает автономную электростанцию, систему управления, магазин и технологический лазер. Сварочная головка выполнена автономной и включает поворотное зеркало, фокусирующий объектив, устройство для газовой защиты шва, передвижное устройство с колесами, баллон с защитным газом и локальную систему управления. Между системой управления технологического лазера и локальной системой управления сварочной головкой существует оптическая связь. Недостатком является то, что сварка выполняется только с применением лазера, что снижает производительность процесса и повышает требования по подготовке кромок под сварку. Также недостатком является то, что применяется в составе комплекса СО2 лазер, что значительно усложняет систему транспортирования лазерного излучения в зону сварки.Known laser complex for welding pipelines [RU patent No. 2165344]. The complex is located on the platform and includes an autonomous power station, control system, shop and a technological laser. The welding head is autonomous and includes a rotary mirror, a focusing lens, a device for gas protection of the seam, a mobile device with wheels, a protective gas cylinder and a local control system. There is an optical connection between the control system of the technological laser and the local control system of the welding head. The disadvantage is that welding is performed only using a laser, which reduces the productivity of the process and increases the requirements for preparing edges for welding. Another drawback is that the laser is used as part of the CO 2 complex, which greatly complicates the system for transporting laser radiation into the welding zone.

Известен орбитальный держатель, содержащий, по меньшей мере, два соединенных друг с другом элемента в виде кольцевых сегментов; устройство стыковой сварки труб для формирования трубопровода, содержащее такой держатель [RU патент №2441738]. Орбитальный держатель содержит, по меньшей мере, одну сварочную тележку, на которой установлена, по меньшей мере, одна сварочная головка, содержащая одну сварочную горелку, и выполнен с возможностью поступательного перемещения вдоль формируемого трубопровода и позиционирования сварочного устройства вдоль плоскости стыка между свариваемыми трубами. Недостатком устройства является то, что орбитальный сварочный держатель представляет собой сложную конструкцию и может быть использован только под определенный типоразмер свариваемых труб. Также недостатком устройства является то, используется только дуговая сварка, что не обеспечивает высокой производительности процесса сварки неповоротных стыков труб.Known orbital holder containing at least two elements connected to each other in the form of annular segments; a device for butt welding of pipes for forming a pipeline containing such a holder [RU patent No. 2441738]. The orbital holder comprises at least one welding trolley on which at least one welding head is installed, containing one welding torch, and is made with the possibility of translational movement along the formed pipe and positioning of the welding device along the joint plane between the welded pipes. The disadvantage of this device is that the orbital welding holder is a complex structure and can only be used for a specific size of the pipes being welded. Another disadvantage of the device is that it uses only arc welding, which does not provide high productivity of the welding process of fixed pipe joints.

Известно орбитальное сварочное устройство для строительства трубопроводов, выбранное за прототип [RU патент №2355539]. Устройство включает ориентируемый относительно первого конца трубы и кольцевого стыка направляющий обруч и орбитальную тележку. Орбитальная тележка может перемещаться вдоль направляющего обруча с помощью электродвигателя посредством устройства подачи. На орбитальной тележке установлена лазерная сварочная головка для ведения и формирования лазерного луча. Лазерная сварочная головка выполнена с возможностью ориентирования по кольцевому стыку. Высокомощный волоконный лазер установлен с демпфированием от колебаний на расстоянии от лазерной сварочной головки, в частности на транспортном средстве, перемещающемся вдоль оси трубы, вне трубы и связан с охлаждающей системой. Лазерная дуговая сварочная MSG-головка установлена на орбитальной тележке с возможностью, в частности, перемещения относительно орбитальной тележки в нескольких направлениях. На лазерной сварочной головке установлено сопло для подачи технологического газа в область зоны лазерной сварки. На орбитальной тележке с другой стороны лазерной сварочной головки установлено средство для подачи проволоки в зону лазерной сварки. Проволоку подают из размещенного на транспортном средстве блока подачи проволоки по проволокоподающей линии, соединенной с орбитальной тележкой. Для нагревания проволоки непосредственно перед средством расположен проволоконагревательный блок. Управление и контроль всего сварочного процесса происходят посредством управляющей ВМ, которая через линию связи находится в коммуникационном соединении с датчиками и исполнительными органами орбитальной тележки, расположенными на ней компонентами и находящимися на транспортном средстве блоками. В управляющей ВМ предусмотрены средства протоколирования, которые через управляющую ВМ связаны с датчиком качества шва для хранения и оптического воспроизведения снимков сварного шва, так что после осуществления сварочного процесса возможно повторное воспроизведение снятого сварочного процесса. Устройство содержит блоки контроля сварочного процесса и качества шва. Каретка включает основание, перемещающее устройство и кронштейн.Known orbital welding device for the construction of pipelines, selected for the prototype [RU patent No. 2355539]. The device includes a guide hoop and an orbital trolley oriented relative to the first end of the pipe and the ring joint. The orbital trolley can be moved along the guide hoop using an electric motor through a feed device. A laser welding head is mounted on the orbital trolley for guiding and forming a laser beam. The laser welding head is configured to orient along an annular joint. A high-power fiber laser is installed with vibration damping at a distance from the laser welding head, in particular on a vehicle moving along the axis of the pipe, outside the pipe and connected to the cooling system. The laser arc welding MSG head is mounted on an orbital trolley with the possibility, in particular, of moving relative to the orbital trolley in several directions. A nozzle for supplying process gas to the region of the laser welding zone is mounted on the laser welding head. On the orbital trolley on the other side of the laser welding head, a means for supplying wire to the laser welding zone is installed. The wire is fed from a wire feed unit located on a vehicle through a wire feed line connected to an orbital trolley. To heat the wire directly in front of the tool is a wire heating unit. The control and monitoring of the entire welding process occurs through the control VM, which through a communication line is in communication with the sensors and actuators of the orbital trolley, the components located on it and the units located on the vehicle. In the control VM, logging tools are provided, which are connected through the control VM to a seam quality sensor for storing and optically reproducing images of the weld, so that after the welding process is completed, it is possible to repeat the shot welding process. The device contains control units for the welding process and the quality of the seam. The carriage includes a base, a moving device and an arm.

Недостатком устройства является то, что его конструкция не обеспечивает качественного сварного соединения без предъявления особых требований по подготовке кромок под сварку и обеспечению зазора при стыковке концов труб, а именно: не более 1 мм, предпочтительно менее 0,3 мм, особенно предпочтительно технический нулевой зазор, что влечет за собой дополнительные трудозатраты по предварительной подготовке кромок труб и последующем их центрировании, что сказывается в итоге на производительности и эффективности выполнения сварочных работ.The disadvantage of this device is that its design does not provide high-quality welded joints without special requirements for preparing the edges for welding and providing a gap when joining the ends of the pipes, namely: not more than 1 mm, preferably less than 0.3 mm, particularly preferably technical zero clearance , which entails additional labor costs for preliminary preparation of the pipe edges and their subsequent centering, which ultimately affects the productivity and efficiency of welding work.

Задачами являются повышение производительности и эффективности сварочного процесса неповоротных кольцевых стыков труб, повышение качества сварного соединения.The tasks are to increase the productivity and efficiency of the welding process of fixed ring pipe joints, to improve the quality of the welded joint.

Для решения задач предложен модуль лазерно-дуговой для орбитальной сварки неповоротных кольцевых стыков труб (модуль). Модуль содержит направляющий пояс, установленный на объекте сварки (труба), подвижную орбитальную каретку, установленную на направляющем поясе с возможностью перемещения вдоль направляющего пояса. Каретка включает привод продольного перемещения и устройство перемещения, которое состоит из системы несущих роликов и зубчатого колеса. Система несущих роликов и зубчатое колесо установлены на нижней плоскости основания каретки. На каретке установлены датчик слежения за стыком, кронштейн и сматывающее устройство сварочной проволоки. Кроме того, на каретке установлен манипулятор, который состоит из двух взаимно перпендикулярных линейных направляющих - поперечной и вертикальной, снабженных двигателями и перемещающихся относительно друг друга. Поперечная линейная направляющая перемещается в двух направлениях относительно вертикальной направляющей - вертикально, вдоль оси вертикальной направляющей и поперечно - перпендикулярно сварочному шву. Вертикальная линейная направляющая закреплена своим основанием на кронштейне. На поперечную линейную направляющую установлены головка сварочная лазерная посредством кронштейна, узел подачи проволоки, горелка сварочная дуговая, камера видеонаблюдения и контроллер. Горелка установлена с возможностью регулировки ее положения поступательно и по углу в продольной и поперечной плоскостях шва свариваемого стыка. На одной из боковых поверхностей направляющего пояса имеются зубцы, которые находятся в зацеплении с зубчатым колесом каретки. Привод продольного перемещения, содержащий, например, электродвигатель и редуктор, приводит в движение зубчатое колесо, которое будучи в зацеплении с поясом направляющим приводит в движение каретку. Лазерная сварочная головка установлена с возможностью ориентирования по кольцевому стыку. Привод узла подачи проволоки приводит в движение систему роликов, которые перемещают сварочную проволоку, находящуюся на катушке, установленную на оси сматывающего устройства сварочной проволоки. Проволока подается в сварочную горелку, расположенную перед лазерным лучом по ходу движения. Датчик слежения за стыком в процессе сварки отслеживает сварочный стык трубы с целью корректировки положения лазерной сварочной головки и горелки сварочной дуговой относительно сварочного стыка. Датчик слежения за стыком, например, триангуляционный сканер, сканирует лазерным лучом поверхность металла в импульсном режиме. После обработки данных сигналы поступают на контроллер, который выдает управляющие сигналы на двигатели, расположенные на линейных направляющих. Камера видеонаблюдения транслирует видеоизображение из зоны сварки на монитор стойки управления, которая располагается на расстоянии от модуля.To solve the problems, a laser-arc module for orbital welding of fixed ring pipe joints (module) is proposed. The module contains a guide belt mounted on the welding object (pipe), a movable orbital carriage mounted on the guide belt with the possibility of movement along the guide belt. The carriage includes a longitudinal displacement drive and a displacement device, which consists of a system of load-bearing rollers and a gear. The bearing roller system and the gear are mounted on the lower plane of the base of the carriage. On the carriage there is a joint tracking sensor, an arm and a coiling device for the welding wire. In addition, a manipulator is installed on the carriage, which consists of two mutually perpendicular linear guides - transverse and vertical, equipped with motors and moving relative to each other. The transverse linear guide moves in two directions relative to the vertical guide - vertically, along the axis of the vertical guide and transverse - perpendicular to the weld. The vertical linear guide is fixed with its base on the bracket. A laser welding head is installed on the transverse linear guide by means of an arm, a wire feed unit, an arc welding torch, a video surveillance camera and a controller. The burner is installed with the possibility of adjusting its position translationally and angularly in the longitudinal and transverse planes of the seam of the welded joint. On one of the side surfaces of the guide belt there are teeth that are meshed with the gear wheel of the carriage. A longitudinal displacement drive, including, for example, an electric motor and a gearbox, drives a gear wheel, which, being engaged with a belt by a guide, drives the carriage. The laser welding head is mounted with the possibility of orientation along the annular joint. The drive of the wire feed unit drives a system of rollers that move the welding wire located on the coil, mounted on the axis of the winding device of the welding wire. The wire is fed into the welding torch located in front of the laser beam in the direction of travel. The joint tracking sensor during the welding process monitors the welded joint of the pipe in order to adjust the position of the laser welding head and the welding arc torch relative to the welding joint. A joint tracking sensor, for example, a triangulation scanner, scans a metal surface with a laser beam in a pulsed mode. After processing the data, the signals are fed to the controller, which provides control signals to the motors located on the linear guides. The CCTV camera transmits the video image from the welding zone to the control rack monitor, which is located at a distance from the module.

Направляющий пояс может быть выполнен в виде гибкого (ленточного) направляющего пояса с возможностью расстыковки.The guide belt can be made in the form of a flexible (tape) guide belt with the possibility of undocking.

При эксплуатации модуля необходимы высокомощный волоконный лазер, источник сварочного тока, комплекс компрессорного оборудования, блок подготовки и распределения газов и стойка управления, содержащая управляющий компьютер. Все элементы могут быть установлены на транспортном средстве, могут располагаться в отдельном помещении или в непосредственной близости с объектом сварки.During operation of the module, a high-power fiber laser, a source of welding current, a complex of compressor equipment, a gas preparation and distribution unit, and a control rack containing a control computer are required. All elements can be installed on the vehicle, can be located in a separate room or in close proximity to the object of welding.

Система наведения модуля, состоящая из датчика слежения за стыком, манипулятора и блока управления процессом, обеспечивает возможность сварки без специальной подготовки кромок и возможность получения качественного сварного соединения при зазоре между торцами труб до 2 мм, что гарантированно повышает производительность и эффективность гибридной лазерно-дуговой орбитальной сварки неповоротных кольцевых стыков труб. Кроме того, датчик слежения за стыком в совокупности с манипулятором и блоком управления процесса позволяют отрабатывать не только неточности сборки конструкции при сварке неповоротных кольцевых стыков труб, но более сложные траектории сварочного шва объекта сварки.The module guidance system, consisting of a joint tracking sensor, a manipulator and a process control unit, provides the possibility of welding without special edge preparation and the possibility of obtaining a high-quality welded joint with a gap between pipe ends of up to 2 mm, which is guaranteed to increase the productivity and efficiency of a hybrid laser-arc orbital welding fixed ring pipe joints. In addition, the joint tracking sensor, together with the manipulator and the process control unit, can work out not only inaccuracies in the assembly of the structure when welding fixed ring joints of pipes, but more complex trajectories of the weld of the welding object.

Применение устройства перемещения каретки позволяет увеличить скорость лазерно-дуговой сварки до 3 м/мин с получением качественного сварного соединения, что увеличивает производительность сварочного процесса гибридной лазерно-дуговой сварки неповоротных кольцевых стыков труб при сохранении качества сварного соединения. Только совокупность отличительных признаков позволяет решить поставленную задачу Модуль лазерно-дуговой для орбитальной сварки неповоротных кольцевых стыков труб содержит направляющий пояс с зубцами 1, подвижную орбитальную каретку 2, установленную на направляющем поясе 1. Каретка 2 включает привод продольного перемещения 3 и устройство перемещения, которое состоит из системы несущих роликов 4 и зубчатого колеса 5. Система несущих роликов 4 и зубчатое колесо 5 установлены на нижнем основании каретки. На каретке 2 установлены датчик слежения за стыком 6, кронштейн 7 и сматывающее устройство сварочной проволоки 8. Кроме того, на каретке 2 с помощью кронштейна 7 установлен манипулятор 9, который состоит из двух взаимно перпендикулярных линейных направляющих 10 и 11, снабженных двигателями 12, 13 соответственно. На поперечную линейную направляющую 10 установлены головка сварочная лазерная 14 посредством кронштейна 15, узел подачи проволоки 16, горелка сварочная дуговая 17, устройство видеонаблюдения - камера 18 и блок управления процессом - контроллер 19. Узел подачи проволоки 16 состоит из системы роликов 20 и привода узла подачи проволоки 21 и установлен на манипуляторе с помощью кронштейна (Фиг.1, 2, 3).The use of a carriage moving device allows to increase the speed of laser-arc welding up to 3 m / min to obtain a high-quality welded joint, which increases the productivity of the welding process of a hybrid laser-arc welding of non-rotating annular pipe joints while maintaining the quality of the welded joint. Only a set of distinctive features allows us to solve the problem. The laser-arc module for orbital welding of fixed ring pipe joints contains a guide belt with teeth 1, a movable orbital carriage 2 mounted on the guide belt 1. The carriage 2 includes a longitudinal displacement drive 3 and a moving device, which consists from the system of bearing rollers 4 and gear 5. The system of bearing rollers 4 and gear 5 are mounted on the lower base of the carriage. A joint tracking sensor 6, an arm 7 and a welding wire reel 8 are mounted on the carriage 2. In addition, a manipulator 9 is installed on the carriage 2 using the arm 7, which consists of two mutually perpendicular linear guides 10 and 11 equipped with motors 12, 13 respectively. A laser welding head 14 is installed on the transverse linear guide 10 by means of an arm 15, a wire feed unit 16, an arc welding torch 17, a video surveillance device — a camera 18 and a process control unit — a controller 19. The wire feed unit 16 consists of a system of rollers 20 and a feed unit drive wire 21 and mounted on the manipulator using a bracket (Fig.1, 2, 3).

Перед сваркой на трубу устанавливают модуль лазерно-дуговой для орбитальной сварки неповоротных кольцевых стыков труб. Изначально на трубу устанавливают направляющий пояс 1. На направляющий пояс 1 устанавливают каретку 2 так, чтобы зубчатое колесо 5 устройства перемещения вошло в зацепление с зубцами направляющего пояса 1, а боковые поверхности направляющего пояса вошли в пазы несущих роликов 4. Задают следующие параметры - мощность лазерного излучения устанавливают равной 10 кВт, мощность дуги равной 8 кВт, скорость сварки - 2 м/мин. Выполняют запуск процесса сварки. При этом привод продольного перемещения каретки 3 от электродвигателя через редуктор передает крутящий момент на зубчатое колесо 5, которое будучи в зацеплении с зубцами направляющего пояса 1 приводит в движение каретку 2. Излучение высокомощного волоконного лазера по оптоволоконному кабелю транспортируется в лазерную сварочную головку 14, установленную посредством кронштейна 15 на манипуляторе 9. Сварочная проволока с помощью системы роликов 20 посредством привода узла подачи проволоки 21 вытягивается из сматывающего устройства сварочной проволоки 8 и подается в горелку сварочную дуговую 17. Сварочная проволока в процессе сварки расположена перед лазерным лучом по ходу его движения. Головка сварочная лазерная 14 оснащена кросс-джетом, который имеет штуцер для подвода сжатого воздуха. Через штуцер в кросс-джет головки лазерной сварочной 14 подается сжатый газ, что обеспечиваю защиту головки лазерной сварочной 14 от процесса сварки. Горелка сварочная 17 оснащена штуцером для подачи смеси защитных газов. В область лазерно-дугового воздействия подают защитную газовую смесь, состоящую из инертного (Ar) и активного (СО2) газов в процентном соотношении 80% и 20% соответственно в количестве 25 л/мин. Смесь газов подается через штуцер горелки сварочной 17. Датчик слежения за стыком 6, например, триангуляционный сканер, сканирует лазерным лучом поверхность металла в импульсном режиме и в процессе сварки отслеживает стык трубы. Диффузно отраженный сигнал передается через оптическую систему CCD матрицу, входящую в состав сканера. Данные с матрицы обрабатываются микропроцессорным модулем, входящим в состав сканера. На основании принятого сигнала формируется массив данных, определяющих профиль сканируемой поверхности. Данные поступают в управляющий компьютер, входящий в состав стойки управления. После обработки данных управляющий компьютер формирует команды на контроллер, который выдает управляющие сигналы на двигатели, расположенных на линейных направляющих, и тем самым корректирует положение лазерной сварочной головки 14 и горелки сварочной 17 относительно сварочного стыка.Before welding, a laser-arc module for orbital welding of fixed ring joints of pipes is installed on the pipe. Initially, a guide belt 1 is installed on the pipe 1. A carriage 2 is mounted on the guide belt 1 so that the gear 5 of the moving device engages with the teeth of the guide belt 1 and the side surfaces of the guide belt enter the grooves of the carrier rollers 4. The following parameters are set: laser power radiation is set equal to 10 kW, arc power equal to 8 kW, welding speed - 2 m / min. Run the welding process. In this case, the drive of longitudinal movement of the carriage 3 from the electric motor through the gearbox transmits torque to the gear 5, which, being engaged with the teeth of the guide belt 1, drives the carriage 2. The radiation of a high-power fiber laser is transported via a fiber optic cable to a laser welding head 14 installed by means of bracket 15 on the manipulator 9. The welding wire using a system of rollers 20 by means of a drive unit wire feed 21 is pulled from the rewinder th wire 8 and is fed into the torch by a welding arc 17. The welding wire in the welding process is located in front of the laser beam in the direction of its movement. Laser welding head 14 is equipped with a cross-jet, which has a fitting for supplying compressed air. Through the fitting, compressed gas is supplied to the cross-jet of the laser welding head 14, which ensures protection of the laser welding head 14 from the welding process. Welding torch 17 is equipped with a fitting for supplying a mixture of protective gases. A protective gas mixture consisting of inert (Ar) and active (CO 2 ) gases in a percentage of 80% and 20%, respectively, in an amount of 25 l / min is supplied to the laser-arc area. The mixture of gases is fed through the nozzle of the welding torch 17. The joint tracking sensor 6, for example, a triangulation scanner, scans the metal surface with a laser beam in a pulsed mode and monitors the pipe joint during welding. The diffusely reflected signal is transmitted through the optical system CCD matrix, which is part of the scanner. Data from the matrix is processed by the microprocessor module included in the scanner. Based on the received signal, an array of data is generated that determines the profile of the scanned surface. Data is sent to the control computer, which is part of the control rack. After processing the data, the control computer generates commands to the controller, which gives control signals to the motors located on the linear guides, and thereby corrects the position of the laser welding head 14 and welding torch 17 relative to the welding joint.

Сварку осуществляют за два приема. Первый прием - по ходу часовой стрелки с позиции 12 часов до позиции 6 часов. После окончания первого приема сварки лазерную сварочную головку 16 перевешивают для осуществления второго приема. Второй прием осуществляют с позиции 12 часов до позиции 6 часов против хода часовой стрелки при тех же условиях. В начальной позиции сварочную горелку 17 устанавливают под углом примерно 30° относительно лазерного луча. В процессе сварки угол наклона сварочной горелки 17 плавно изменяется. Регулирование угла наклона сварочной горелки 17 относительно лазерного луча позволяет удержать ванну расплава от вытекания с внешней поверхности свариваемых образцов. Камера видеонаблюдения 18 транслирует видеоизображение из зоны сварки на монитор стойки управления для визуального контроля. Таким образом, обеспечивается сварка неповоротных кольцевых стыков труб.Welding is carried out in two stages. The first trick is clockwise from the 12 o’clock position to the 6 o’clock position. After the end of the first welding reception, the laser welding head 16 is outweighed for the second reception. The second reception is carried out from the 12 o’clock position to the 6 o’clock position counterclockwise under the same conditions. In the initial position, the welding torch 17 is set at an angle of about 30 ° relative to the laser beam. During the welding process, the angle of inclination of the welding torch 17 changes smoothly. The angle of inclination of the welding torch 17 relative to the laser beam allows you to keep the molten bath from flowing from the outer surface of the welded samples. CCTV camera 18 transmits the video image from the welding zone to the monitor of the control rack for visual control. Thus, welding of fixed ring pipe joints is ensured.

Применение модуля лазерно-дугового для орбитальной сварки неповоротных кольцевых стыков труб позволяет:The use of a laser-arc module for orbital welding of fixed ring pipe joints allows:

- повысить производительность и эффективность сварочного процесса за счет снижения требований по подготовке торцов изделий под сварку до значений, достижимых при современном уровне производства;- increase the productivity and efficiency of the welding process by reducing the requirements for preparing the ends of the products for welding to values achievable at the current level of production;

- повысить качество сварного соединения за счет отслеживания стыка труб и корректировки положений лазерной сварочной головки и горелки сварочной относительно сварочного стыка;- to improve the quality of the welded joint by tracking the pipe joint and adjusting the positions of the laser welding head and welding torch relative to the welding joint;

- получать сварное соединение трубных образцов с толщиной стенки до 16 мм за один проход с термодинамическим к.п.д. процесса сварки >40%.- to obtain a welded joint of pipe samples with a wall thickness of up to 16 mm in one pass with thermodynamic efficiency welding process> 40%.

Применение гибкого направляющего пояса позволяет осуществлять выполнение сварочного процесса не только для заготовок-труб, но и более сложных трехмерных конструкций, например, корпуса корабля, корпуса подводной лодки, также возможно осуществление сварки по вертикали, что делает модуль более универсальным.The use of a flexible guide belt allows the welding process to be performed not only for pipe blanks, but also for more complex three-dimensional structures, for example, ship’s hull, submarine’s hull, vertical welding is also possible, which makes the module more universal.

Claims (3)

1. Модуль для орбитальной лазерно-дуговой сварки неповоротных кольцевых стыков труб, содержащий направляющий пояс, подвижную орбитальную каретку, установленную на направляющем поясе с возможностью перемещения вдоль него посредством устройства перемещения, датчик слежения за стыком, лазерную сварочную головку, дуговую сварочную горелку, установленный на каретке манипулятор с двигателями для перемещения лазерной сварочной головки и дуговой сварочной горелки относительно свариваемого стыка, сматывающее устройство сварочной проволоки, устройство видеонаблюдения, блок управления процессом сварки и узел подачи проволоки, отличающийся тем, что упомянутое устройство перемещения выполнено в виде установленных на основании каретки системы несущих роликов и зубчатого колеса, а манипулятор состоит из двух взаимно перпендикулярных линейных направляющих с двигателями, выполненных с возможностью перемещения относительно друг друга, при этом сматывающее устройство сварочной проволоки прикреплено к основанию каретки, а на основании поперечной линейной направляющей установлены лазерная сварочная головка, узел подачи проволоки, дуговая сварочная горелка с возможностью регулировки положения по углу, устройство видеонаблюдения и блок управления процессом сварки.1. A module for orbital laser-arc welding of fixed ring pipe joints, comprising a guide belt, a movable orbital carriage mounted on the guide belt with the ability to move along it by means of a moving device, a joint tracking sensor, a laser welding head, an arc welding torch mounted on a carriage a manipulator with motors for moving the laser welding head and the arc welding torch relative to the welded joint, welding wire reel , a video surveillance device, a welding process control unit and a wire feed unit, characterized in that the said moving device is made in the form of load-bearing rollers and gears mounted on the base of the carriage, and the manipulator consists of two mutually perpendicular linear guides with motors made with the possibility of movement relative to each other, with the reeling device of the welding wire attached to the base of the carriage, and based on the transverse linear guide rail laser welding head, wire feed unit, arc welding torch with adjustable angle position, video surveillance device and welding process control unit. 2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что направляющий пояс выполнен в виде гибкого ленточного направляющего пояса с возможностью расстыковки.2. The module according to claim 1, characterized in that the guide belt is made in the form of a flexible tape guide belt with the possibility of undocking. 3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что блок управления процессом сварки выполнен в виде контроллера, а устройство видеонаблюдения - в виде камеры. 3. The module according to claim 1, characterized in that the welding process control unit is made in the form of a controller, and the video surveillance device is in the form of a camera.
RU2013154240/02A 2013-12-05 2013-12-05 Arc-laser module for orbital welding of fixed ring pipe joints RU2548842C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154240/02A RU2548842C1 (en) 2013-12-05 2013-12-05 Arc-laser module for orbital welding of fixed ring pipe joints

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154240/02A RU2548842C1 (en) 2013-12-05 2013-12-05 Arc-laser module for orbital welding of fixed ring pipe joints

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2548842C1 true RU2548842C1 (en) 2015-04-20

Family

ID=53289508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013154240/02A RU2548842C1 (en) 2013-12-05 2013-12-05 Arc-laser module for orbital welding of fixed ring pipe joints

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2548842C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615428C1 (en) * 2015-10-29 2017-04-04 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" Machine for laser-arc welding of parts
RU2630327C1 (en) * 2016-07-27 2017-09-07 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for connection and disconnection of pipes for bituminous oil extraction and device for laser welding and cutting when implementing method
RU187914U1 (en) * 2018-09-13 2019-03-22 Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") LASER-ARC AUTOMATIC MACHINE FOR WELDING HOUSING STRUCTURES IN VARIOUS SPATIAL PROVISIONS
PL423663A1 (en) * 2017-11-30 2019-06-03 Zisco Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnosci Spolka Komandytowa Method for orbital welding and the device for orbital welding
RU2698015C1 (en) * 2018-06-29 2019-08-21 Николай Юрьевич Клюков Holonomic welding tractor
RU2759457C1 (en) * 2020-12-28 2021-11-15 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") Method for orbital laser welding of oil steel pipes, device and system implementing it
CN116586769A (en) * 2023-05-10 2023-08-15 中国长江电力股份有限公司 Automatic composite welding equipment and method for butt joint between metal rings
RU223424U1 (en) * 2023-12-14 2024-02-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" Carriage for moving the welding tool during welding

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4429211A (en) * 1982-08-02 1984-01-31 United Technologies Corporation Laser pipe welding system for nonstationary pipe
RU2074799C1 (en) * 1994-08-29 1997-03-10 Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" Complex for continuous laser welding of pipelines
US20010017292A1 (en) * 1998-12-24 2001-08-30 Antonio Belloni Method and apparatus for welding pipes together
RU2355539C2 (en) * 2003-12-10 2009-05-20 Фиц Гмбх Orbital welding device for pipeline construction

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4429211A (en) * 1982-08-02 1984-01-31 United Technologies Corporation Laser pipe welding system for nonstationary pipe
RU2074799C1 (en) * 1994-08-29 1997-03-10 Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" Complex for continuous laser welding of pipelines
US20010017292A1 (en) * 1998-12-24 2001-08-30 Antonio Belloni Method and apparatus for welding pipes together
RU2355539C2 (en) * 2003-12-10 2009-05-20 Фиц Гмбх Orbital welding device for pipeline construction

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615428C1 (en) * 2015-10-29 2017-04-04 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" Machine for laser-arc welding of parts
RU2630327C1 (en) * 2016-07-27 2017-09-07 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for connection and disconnection of pipes for bituminous oil extraction and device for laser welding and cutting when implementing method
PL423663A1 (en) * 2017-11-30 2019-06-03 Zisco Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnosci Spolka Komandytowa Method for orbital welding and the device for orbital welding
PL234452B1 (en) * 2017-11-30 2020-02-28 Zisco Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa Method for orbital welding and the device for orbital welding
RU2698015C1 (en) * 2018-06-29 2019-08-21 Николай Юрьевич Клюков Holonomic welding tractor
RU187914U1 (en) * 2018-09-13 2019-03-22 Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") LASER-ARC AUTOMATIC MACHINE FOR WELDING HOUSING STRUCTURES IN VARIOUS SPATIAL PROVISIONS
RU2759457C1 (en) * 2020-12-28 2021-11-15 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") Method for orbital laser welding of oil steel pipes, device and system implementing it
CN116586769A (en) * 2023-05-10 2023-08-15 中国长江电力股份有限公司 Automatic composite welding equipment and method for butt joint between metal rings
RU223424U1 (en) * 2023-12-14 2024-02-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" Carriage for moving the welding tool during welding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2548842C1 (en) Arc-laser module for orbital welding of fixed ring pipe joints
EP3685958B1 (en) Crawling welding robot and control method thereof
CA2546586C (en) Orbital welding device for pipeline construction
US11458571B2 (en) Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline
CN103273171B (en) Visual tracking monitoring system and method in automatic corrugated thin plate fillet weld welding
RU2750760C2 (en) Systems and methods used for welding pipe segments in pipeline
CN109789512B (en) Method and laser processing machine for laser welding first and second workpiece sections
US4001543A (en) Apparatus for a laser welding of a pipeline, particularly suitable for application on pipe-laying ships
MX2011010491A (en) Method and device for connecting the ends of steel tubes by means of orbital welding using a hybrid technique.
US10730139B2 (en) Laser welding device and laser welding method
CN104889529B (en) A kind of welding method of large scale solid curve weld seam Intelligent welding equipment
CN107639331B (en) All-position plasma welding system
CN102753297A (en) Device and method for continuously welding strips and/or sheets using two welding heads offset from each other
JP2022001371A (en) Portable type welding robot control method, welding control method, portable type welding robot and welding system
CA3054678A1 (en) Assembly and welding unit for longitudinally welded pipes
JPH10272586A (en) Method and device for laser butt welding of metallic tube
CN204735821U (en) Three -dimensional curve welding seam intelligence welding equipment of jumbo size
RU2615428C1 (en) Machine for laser-arc welding of parts
JP2009291826A (en) Laser-arc composite welding method and machine
US8304689B2 (en) Device and method for laser treatment
CN210548758U (en) Remote control's submerged arc welding automatic regulating apparatus
RU175161U1 (en) PIPE WELDING DEVICE
US20210162538A1 (en) Hybrid welding method and hybrid welding apparatus
JP2011079009A (en) Portable welding robot
KR101863150B1 (en) Welding apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181206

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191126