RU2637034C1 - Method of pipe laser welding - Google Patents
Method of pipe laser welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2637034C1 RU2637034C1 RU2017103063A RU2017103063A RU2637034C1 RU 2637034 C1 RU2637034 C1 RU 2637034C1 RU 2017103063 A RU2017103063 A RU 2017103063A RU 2017103063 A RU2017103063 A RU 2017103063A RU 2637034 C1 RU2637034 C1 RU 2637034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- pipe
- edges
- welding
- lines
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
- B23K26/262—Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу лазерной сварки труб большого диаметра, в частности к сварке продольных швов цилиндрической трубной заготовки.The invention relates to a method for laser welding of large diameter pipes, in particular to welding longitudinal seams of a cylindrical tube billet.
Наведение и последующее ведение луча лазера при лазерной и гибридной лазерно-дуговой сварке по стыку свариваемых кромок является достаточно сложной технической задачей. Обнаружение стыка разделки должно быть предельно точным, диаметр фокального пятна сфокусированного лазерного луча составляет 0,3-0,5 мм и отклонение оси лазерного луча от центра разделки при сварке даже на 0,1 мм может привести к несплавлению кромок и, как следствие, к непровару, что недопустимо. Существует проблема точного наведения лазерного луча на стык кромок для равномерного их оплавления в условиях существующих производств, поскольку перед наложением рабочих швов (лазерного или гибридного лазерно-дугового, наружного и внутреннего облицовочных) трубная заготовка собирается технологическим (прихваточным) швом, который скрывает стык кромок от датчика наведения.Guidance and subsequent guidance of the laser beam in laser and hybrid laser-arc welding at the junction of the welded edges is a rather complicated technical task. The detection of the groove joint must be extremely accurate, the diameter of the focal spot of the focused laser beam is 0.3-0.5 mm, and the deviation of the axis of the laser beam from the center of the groove during welding even by 0.1 mm can lead to non-fusion of the edges and, as a result, lack of penetration, which is unacceptable. There is a problem of accurately directing the laser beam at the joint of the edges to uniformly melt them in the conditions of existing production, since before the application of working seams (laser or hybrid laser-arc, external and internal facing), the tube stock is assembled with a technological (tack) seam that hides the edge joint from guidance sensor.
Известен способ изготовления стальной трубы лазерной сваркой (патент RU 2456107, 3.22.06.2009, опубл. 20.07.2012), 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.A known method of manufacturing a steel pipe by laser welding (patent RU 2456107, 3.22.06.2009, publ. 20.07.2012), in which the seam is cooked by exposing the outer surface to a laser beam and tracking from the side of the inner surface of the open pipe the point of exposure to the laser beam, which is irradiated longitudinal edges and upon detection of through penetration from the outside to the inner surface, the welding conditions do not change, and if through penetration is not detected, the conditions for laser beam welding are changed, providing welding with through melted it. However, according to this method, when the beam moves away from the junction, through penetration can stop, and if the welding conditions change - the laser beam power and the penetration resumes, the situation will not change - the joint will still remain away from the center of the beam.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является способ изготовления трубы лазерной или гибридной лазерно-дуговой сваркой, при котором наносят с наружной стороны трубы технологический шов, а затем с использованием данных о разметке, занесенных в базу данных, рабочий шов по технологии лазерной или лазерно-гибридной сварки (патент RU 2564504, опубл. 10.10.2015). Разметку выполняют сканирующим поперек оси трубы лазерным датчиком путем фиксации через определенное расстояние по всей длине трубы точек на виртуально получаемой поперечной плоскости разделки, при этом создают базу данных расстояний между этими точками по длине трубы.The closest analogue adopted for the prototype is a method of manufacturing a pipe by laser or hybrid laser-arc welding, in which a technological seam is applied from the outside of the pipe, and then using marking data entered into the database, the working seam is laser or laser hybrid welding (patent RU 2564504, publ. 10.10.2015). The marking is performed by a laser sensor scanning across the axis of the pipe by fixing points over a virtually entire length of the pipe along the virtually obtained transverse cutting plane, and a database of the distances between these points along the pipe length is created.
При выходе из сварочного стана координаты фактического положения кромки могут измениться, например стать шире, что приведет к несовпадению реального стыка кромок и стыка, определяемого базой данных, и соответственно к уходу лазерного луча при сварке в сторону от стыка.Upon exiting the welding mill, the coordinates of the actual position of the edge may change, for example, become wider, which will lead to a mismatch between the real joint of the edges and the joint defined by the database, and, accordingly, to the laser beam moving away from the joint during welding.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества лазерной сварки, исключение непроплавления кромок и дефектов сварного шва.The task to which the invention is directed is to improve the quality of laser welding, eliminating the lack of fusion of the edges and defects of the weld.
Техническим результатом является увеличение точности нахождения стыка кромки, что обеспечивает одинаковое распределение мощности на обеих свариваемых кромках заготовки за счет точного наведения луча на стык кромок.The technical result is to increase the accuracy of finding the edge joint, which ensures the same power distribution on both welded edges of the workpiece due to the precise aiming of the beam at the edge joint.
Технический результат достигается тем, что в способе лазерной сварки труб, при котором наносят с наружной стороны трубы технологический шов, а затем с использованием данных о разметке, занесенных в базу данных наносят рабочий шов по технологии лазерной сварки, согласно изобретению разметка представляет собой линии, нанесенные лазерным маркером на наружную поверхность трубной заготовки вдоль притупления кромок на расстоянии 3-5 мм от линий до стыка кромок, которую сканируют первым датчиком по длине трубы и заносят в базу данных, затем после выполнения технологического шва с помощью по крайней мере одного сканирующего поперек стыка второго датчика определяют расстояние между линиями, и используя полученную ранее базу данных, вычисляют точное положение стыка кромок, на который наводят лазерный луч при нанесении рабочего шва.The technical result is achieved by the fact that in the method of laser welding of pipes, in which a technological seam is applied from the outside of the pipe, and then using the marking data entered in the database, a working seam is applied using laser welding technology, according to the invention, the marking is a line applied laser marker on the outer surface of the pipe billet along the blunting of the edges at a distance of 3-5 mm from the lines to the joint of the edges, which is scanned by the first sensor along the length of the pipe and entered into the database, then e perform weld process using at least one scan across the interface of the second sensor determining the distance between the lines, and using the previously obtained data base, is computed current position splice edges, which impose working with a laser beam applied to the weld.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображен лист с фрезерованными кромками и нанесенными маркерными линиями.In FIG. 1 shows a sheet with milled edges and marked with marker lines.
На фиг. 2 - стык кромок трубной заготовки, собранный технологическим швом.In FIG. 2 - a joint of the edges of the pipe billet, assembled by a technological seam.
На фиг. 3 - поперечное сечение стыка кромок трубной заготовки.In FIG. 3 is a cross section of the junction of the edges of the pipe billet.
Изобретение осуществляют следующим образом.The invention is as follows.
Предварительно осуществляют фрезеровку кромок листа 1 под сварку. На отфрезерованные продольные кромки с той стороны листа 1, которая будет являться наружной поверхностью трубы 2 посредством лазерных маркеров 3 наносят линии 4 (далее маркерные линии), нанесенные вдоль притупления кромок 5, при этом расстояние от линий до стыка кромок составляет 3-5 мм. Первым датчиком 6, в качестве которого используют лазерный триангуляционный датчик, производят сканирование профиля разделки кромок и затем происходит привязка положения стыка кромок 7 к маркерной линии 4 путем записи в базу данных в каждый момент времени расстояний а и b между стыком кромок 7 и маркерными линиями 4. Далее трубную заготовку формуют и собирают технологическим (прихваточным) швом. После этого с помощью по крайней мере одного сканирующего поперек стыка второго датчика определяют расстояние с между маркировочными линиями 4 и, зная из базы данных расстояния а и b, вычисляют точное положение оси 8 стыка кромок 7. После этого осуществляют точное наведение лазерного луча 9 на стык кромок 7, если сборка производилась без зазора, и посередине зазора, если зазор есть. Таким образом, траектория движения луча относительно стыка кромок задается путем вычисления положения оси стыка кромок в каждый момент времени по сканируемым маркерным линиям. При наложении наружного облицовочного шва нанесенные маркерные линии переплавляются, не оставляя следов на поверхности трубы.Pre-carry out the milling of the edges of the
Заявляемое изобретение обеспечивает высокую точность наведения лазерного луча на стык кромок, даже когда их скрывает технологический (прихваточный) шов.The claimed invention provides high accuracy of pointing the laser beam at the joint of the edges, even when they are hidden by a technological (tack) seam.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017103063A RU2637034C1 (en) | 2017-01-30 | 2017-01-30 | Method of pipe laser welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017103063A RU2637034C1 (en) | 2017-01-30 | 2017-01-30 | Method of pipe laser welding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2637034C1 true RU2637034C1 (en) | 2017-11-29 |
Family
ID=60581688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017103063A RU2637034C1 (en) | 2017-01-30 | 2017-01-30 | Method of pipe laser welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2637034C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2676722C1 (en) * | 2018-05-03 | 2019-01-10 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минромторг России) | System of automatic adjustment of scanning system of the selective laser fusion plant |
RU2679858C1 (en) * | 2018-02-19 | 2019-02-13 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Method of hybrid laser-arc welding of steel thick-walled structures |
RU189271U1 (en) * | 2019-01-23 | 2019-05-17 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Blank for the manufacture of large diameter steel pipe |
RU2697530C1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-08-15 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Method of welding large-diameter pipes |
RU2704948C1 (en) * | 2018-12-30 | 2019-10-31 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Method of welding large-diameter pipes |
RU2743131C1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-02-15 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Нпк "Утс Интеграция" | Method for preparing the edge for orbital laser welding of non-rotating butt ring joints |
RU2751407C1 (en) * | 2020-10-16 | 2021-07-13 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | METHOD FOR PRODUCTION OF WELDED HEXAGON PIPES WITH THE SIZE “TURNKEY” 252+2x5+0.7x4300+20 mm OF BORON-CONTAINING ROLLED SHEETS FOR NPP EQUIPMENT |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU448093A1 (en) * | 1970-06-05 | 1974-10-30 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Joint Tracking Method |
JPH08168892A (en) * | 1994-12-20 | 1996-07-02 | Nkk Corp | Production of welded steel pipe |
JPH09170050A (en) * | 1995-12-18 | 1997-06-30 | Nkk Corp | Production of welded dual-phase stainless steel pipe |
RU2393069C1 (en) * | 2008-12-25 | 2010-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Method of guiding electron-beam gun beam onto jointed surfaces of welded parts |
RU2564504C1 (en) * | 2014-07-22 | 2015-10-10 | Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" | Laser welding of large-diameter tubes |
-
2017
- 2017-01-30 RU RU2017103063A patent/RU2637034C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU448093A1 (en) * | 1970-06-05 | 1974-10-30 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Joint Tracking Method |
JPH08168892A (en) * | 1994-12-20 | 1996-07-02 | Nkk Corp | Production of welded steel pipe |
JPH09170050A (en) * | 1995-12-18 | 1997-06-30 | Nkk Corp | Production of welded dual-phase stainless steel pipe |
RU2393069C1 (en) * | 2008-12-25 | 2010-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Method of guiding electron-beam gun beam onto jointed surfaces of welded parts |
RU2564504C1 (en) * | 2014-07-22 | 2015-10-10 | Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" | Laser welding of large-diameter tubes |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679858C1 (en) * | 2018-02-19 | 2019-02-13 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Method of hybrid laser-arc welding of steel thick-walled structures |
RU2676722C1 (en) * | 2018-05-03 | 2019-01-10 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минромторг России) | System of automatic adjustment of scanning system of the selective laser fusion plant |
RU2697530C1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-08-15 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Method of welding large-diameter pipes |
RU2704948C1 (en) * | 2018-12-30 | 2019-10-31 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Method of welding large-diameter pipes |
RU189271U1 (en) * | 2019-01-23 | 2019-05-17 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Blank for the manufacture of large diameter steel pipe |
RU2743131C1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-02-15 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Нпк "Утс Интеграция" | Method for preparing the edge for orbital laser welding of non-rotating butt ring joints |
WO2021154120A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | Ольга Павловна МОРОЗОВА | Method of preparing edges for orbital laser welding |
RU2751407C1 (en) * | 2020-10-16 | 2021-07-13 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | METHOD FOR PRODUCTION OF WELDED HEXAGON PIPES WITH THE SIZE “TURNKEY” 252+2x5+0.7x4300+20 mm OF BORON-CONTAINING ROLLED SHEETS FOR NPP EQUIPMENT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2637034C1 (en) | Method of pipe laser welding | |
Fan et al. | A precise initial weld point guiding method of micro-gap weld based on structured light vision sensor | |
DE102007027377B4 (en) | Device and method for processing a workpiece by means of a laser beam | |
KR100420722B1 (en) | Method and apparatus for monitoring and positioning beams or jets for machining on a workpiece | |
CN108883495B (en) | Method and device for monitoring a seam, in particular during joining by means of laser radiation | |
CN109791042A (en) | Method for the optical measurement depth of weld | |
US8716627B2 (en) | Welding systems and methods | |
DE102017126867A1 (en) | Laser processing system and method for laser processing | |
US11103952B2 (en) | Laser beam welding of geometric figures using OCT seam tracking | |
US20200171599A1 (en) | Method and device for carrying out and monitoring a machining process of a first workpiece and a second workpiece by means of a high-energy machining beam | |
AU2010287026A1 (en) | Device and method for automatic multiple-bead welding | |
WO2017017054A1 (en) | System and method for laser processing | |
RU2609609C2 (en) | Method of large-diameter pipes welding by laser and hybrid laser-arc welding | |
US20100324735A1 (en) | Method and device for fine positioning of a tool having a handling apparatus | |
Silva et al. | An adaptive orbital system based on laser vision sensor for pipeline GMAW welding | |
JPH06328283A (en) | Laser beam machine | |
US20180264591A1 (en) | Method for guiding a machining head along a track to be machined | |
RU2564504C1 (en) | Laser welding of large-diameter tubes | |
RU2637038C1 (en) | Method of pipe laser welding | |
AT517184B1 (en) | Method for laser beam joining | |
JP2018140426A (en) | Laser welding device | |
US7176408B2 (en) | Method for laser-cutting structural components to be joined | |
JP2021065897A (en) | Control device, control system, and program | |
KR101790140B1 (en) | Control Method of Laser Peening Apparatus | |
JP2021037527A (en) | Laser processing device and optical adjustment method |