RU2697545C1 - Способ лазерно-дуговой сварки угловых швов тавровых соединений - Google Patents
Способ лазерно-дуговой сварки угловых швов тавровых соединений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697545C1 RU2697545C1 RU2018130019A RU2018130019A RU2697545C1 RU 2697545 C1 RU2697545 C1 RU 2697545C1 RU 2018130019 A RU2018130019 A RU 2018130019A RU 2018130019 A RU2018130019 A RU 2018130019A RU 2697545 C1 RU2697545 C1 RU 2697545C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- joint
- arc
- fillet welds
- gap
- 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
- B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts
-
- 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
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
-
- 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
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
-
- 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
- B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
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. С каждой стороны стыка соединения устанавливают по одной дуговой горелке, сместив их относительно друг друга в направлении движения сварочных дуг. Величину смещения между горелками выбирают из условия обеспечения равного провара угловых швов. После возбуждения дуг перемещают горелки вдоль стыка в одном направлении с одинаковой скоростью. С каждой стороны стыка рядом с дуговой горелкой устанавливают оптическую лазерную головку, перемещая ее вместе с горелкой. В случае появления в процессе сварки зазора между свариваемыми деталями выполняют автоматическое смещение каждого теплового источника по вертикальной оси на величину зазора и корректировку скорости подачи присадочной проволоки, подаваемой в каждую сварочную ванну. Величину зазора определяют в режиме реального времени с помощью датчиков слежения за стыком, установленных спереди каждого лазерно-дугового модуля на расстоянии не менее 150 мм. При этом мощность тепловых источников на каждом сварочном модуле одинаковая. Технический результат изобретения - повышение качества тавровых соединений за счет перекрытия зон проплавления угловых швов. 1 ил.
Description
Заявляемый способ лазерно-дуговой сварки угловых швов тавровых соединений относится преимущественно к области судостроения и машиностроения.
Известен способ сварки угловых швов тавровых соединений по патенту РФ №2267387. В этом способе электродуговая сварка угловых швов тавровых соединений осуществляется по линии пересечения продольной осевой плоскости стенки с прилегающей поверхностью полки. Электрод направляют на стенку выше полки на величину 0,3÷0,5 толщины стенки при угле наклона 30÷40 градусов.
Однако этот способ не учитывает, что при стыковке двух деталей, не прошедших подготовку кромок, зазор между ними будет неравномерным по длине деталей, соответственно и смещение электрода выше полки необходимо осуществлять на различную величину. При постоянстве значения установки оси электрода выше полки могут образоваться дефекты в сварном соединении, такие как: непровар, несплавление кромок, несоответствие формы и размера катета шва, отсутствие перекрытия зон проплавления угловых швов (при сварке таврового соединения с двух сторон).
Известен способ двухсторонней дуговой сварки тавровых соединений по патенту РФ №2593244, принятый за прототип. Согласно этому способу сварку угловых швов осуществляют одновременно с двух сторон таврового соединения деталей без разделки свариваемых кромок, полку тавра располагают в горизонтальной плоскости, а стенку перпендикулярно полке, причем с каждой стороны полки устанавливают по одному плавящемуся сварочному электроду. Электроды смещают в направлении движения сварочных дуг относительно друг друга на величину, обеспечивающую равный провар угловых шов, зажигают сварочные дуги и перемещают электроды вдоль стыка в одном направлении с одинаковой скоростью. Мощность сварочных дуг на каждом из электродов регулируют раздельно, а электрод передней дуги выбирают большего диаметра чем электрод задней дуги.
Однако этот способ также не учитывает неравномерность зазора между свариваемыми деталями, который может образоваться при сборке заготовок с необработанными механическим способом кромками. Кроме того, низкая скорость сварки в указанном прототипе, которая составляет около 26 м/час для деталей толщиной 10 мм, приводит к образованию остаточных сварочных деформаций в шве как в продольном, так и в поперечном направлении. По этой причине при сварке протяженных конструкций для обеспечения требований геометрии может потребоваться их последующая правка.
Задачей настоящего изобретения является создание способа сварки таврового соединения с гарантированным качеством, не зависящим от неравномерности зазора между свариваемыми деталями.
Технический результат изобретения - повышение качества тавровых соединений, которое обеспечивается за счет перекрытия зон проплавления угловых швов и, как следствие, приводит к снижению сварочных напряжений и деформаций, повышению прочности готовых изделий, а также повышению производительности сварки.
Этот технический результат достигается в заявленном способе сварки таврового соединения, включающем сварку угловых швов одновременно с двух сторон таврового соединения без разделки свариваемых кромок с расположением тавра в горизонтальной плоскости, для чего с каждой стороны стыка соединения устанавливают по одной дуговой горелке, сместив их относительно друг друга в направлении движения сварочных дуг, причем величину смещения между горелками выбирают из условия обеспечения равного провара угловых швов, и после возбуждения дуг перемещают горелки вдоль стыка в одном направлении с одинаковой скоростью. Кроме того, в отличие от прототипа с каждой стороны стыка рядом с дуговой горелкой устанавливают оптическую лазерную головку, перемещая ее вместе с горелкой, и от образованных сварочных модулей направляют в сварочные ванны сфокусированный лазерный пучок одновременно с тепловым воздействием горелок, а в случае появления в процессе сварки зазора между свариваемыми деталями соединения производят автоматическое смещение каждого теплового источника по вертикальной оси на величину зазора и корректировку скорости подачи присадочной проволоки, подаваемой в каждую сварочную ванну, при этом величину зазора определяют в режиме реального времени с помощью датчиков слежения за стыком, установленных спереди каждого лазерно-дугового модуля на расстоянии не менее 150 мм. Кроме этого, в отличие от прототипа мощность тепловых источников на каждом сварочном модуле одинаковая.
Для пояснения предлагаемого технического решения прилагается рисунок (фиг. 1), на котором показано схема осуществления процесса сварки. Полку тавра 1 располагают в горизонтальной плоскости, а стенку 2 устанавливают на нее перпендикулярно полке. Сварочные модули размещают с двух сторон таврового соединения деталей со смещением на 50-5-100 мм относительно друг друга в направлении движения модулей. При этом каждый сварочный модуль состоит из оптической лазерной головки 3 и 4, необходимой для коллимации и фокусировки лазерного излучения, передающегося к ней по оптическому волокну от лазерного источника, и дуговой сварочной горелки 5 и 6, обеспечивающей горение дуги и подачу в зону сварки защитного газа. Ось каждой оптической головки 3 и 4 располагают под углом около 20 градусов к горизонтальной плоскости, а ось каждой дуговой горелки 5 и 6 под углом около 45 градусов. Мощность лазерного излучения и сила тока дугового источника на каждом сварочном модуле устанавливается одинаковой, в зависимости от технологического режима свариваемых деталей. Датчик слежения 7 и 8 за стыком располагают на расстоянии не менее 150 мм впереди каждого сварочного модуля. Корректировка скорости подачи присадочной проволоки и положения теплового источника по вертикальной оси производится системой управления в автоматическом режиме при изменении зазора между свариваемыми деталями, определяемого датчиком слежения за стыком 7 и 8.
Заявляемый способ позволяет более чем в 4 раза увеличить скорость сварки таврового соединения по сравнению с прототипом - до 108 м/час, снизив тем самым сварочные деформации, и обеспечив перекрытие зон проплавления угловых швов. Корректировка скорости подачи присадочной проволоки на каждом сварочном модуле в процессе сварки позволяет формировать качественное сварное соединение со стабильными геометрическими параметрами шва по всей его длине.
Способ опробован на сварке тавровых балок из стали Е36 длиной 1 м, с полкой шириной 120 мм и толщиной 10 мм, и стенкой шириной 150 мм и толщиной 8 мм. Сварку проводили с использованием волоконного лазера ЛС-16 с оптическим переключателем на два выхода и рабочими волокнами 300 мкм, при мощности излучения 5 кВт на каждом из лазерно-дуговых модулей и двух дуговых сварочных источников питания Jackie InnoMIG 350, со средним значением сварочного тока Iсв=290 А и напряжения Ucв=25,9 В.
В качестве присадочного материала использовалась сплошная проволока Св-08Г2С диаметром 1,2 мм, скорость подачи проволоки составляла Vпп=13 м/мин. Сварка проводилась на скорости 108 м/час, в качестве защитного газа использовалась смесь 8% СO2 + 92% Аr, с расходом 26,5 л/мин.
Исследование макроструктуры полученного шлифа показало наличие качественного сварного шва с проваром углового соединения с двух сторон, с перекрытием около 1,5 мм.
Claims (1)
- Способ сварки таврового соединения деталей, включающий расположение полки тавра в горизонтальной плоскости, а стенки перпендикулярно полке с получением таврового соединения без разделки кромок, сварку угловых швов одновременно с двух сторон таврового соединения, при этом с каждой стороны стыка соединения устанавливают по одной дуговой горелке со смещением их относительно друг друга в направлении движения сварочных дуг, причем величину смещения между горелками выбирают из условия обеспечения равного провара угловых швов, возбуждают дугу и осуществляют сварку с перемещением дуговых горелок вдоль стыка в одном направлении с одинаковой скоростью, отличающийся тем, что с каждой стороны стыка рядом с дуговой горелкой устанавливают оптическую лазерную головку с образованием сварочных модулей, при этом оптические головки и дуговые горелки располагают под углом к горизонтальной плоскости, причем ось оптической головки располагают под углом меньшим, чем угол расположения дуговой горелки, при этом в процессе сварки перемещают лазерную головку вместе с дуговой горелкой и от образованных сварочных модулей направляют в сварочные ванны сфокусированный лазерный пучок одновременно с тепловым воздействием горелок, причем в процессе сварки осуществляют слежение за образованием в стыке зазора и соответственно осуществляют корректировку параметров сварки, автоматическое смещение каждого теплового источника по вертикальной оси на величину зазора и корректировку скорости подачи присадочной проволоки в каждую сварочную ванну, при этом величину зазора определяют в режиме реального времени с помощью датчиков слежения за стыком, которые устанавливают спереди каждого сварочного модуля на расстоянии не менее 150 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018130019A RU2697545C1 (ru) | 2018-08-17 | 2018-08-17 | Способ лазерно-дуговой сварки угловых швов тавровых соединений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018130019A RU2697545C1 (ru) | 2018-08-17 | 2018-08-17 | Способ лазерно-дуговой сварки угловых швов тавровых соединений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2697545C1 true RU2697545C1 (ru) | 2019-08-15 |
Family
ID=67640365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018130019A RU2697545C1 (ru) | 2018-08-17 | 2018-08-17 | Способ лазерно-дуговой сварки угловых швов тавровых соединений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2697545C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110814520A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-21 | 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 | 实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人*** |
CN113770534A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 上海杭和智能科技有限公司 | 双激光束双侧激光-mig复合焊接方法及*** |
DE102020210988A1 (de) | 2020-08-31 | 2022-03-03 | Fronius International Gmbh | Laser-Hybrid-Schweißverfahren und Laser-Hybrid-Schweißgerät zur Verschweißung von Werkstücken |
RU2812921C1 (ru) * | 2023-04-14 | 2024-02-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) | Способ лазерной сварки тавровых соединений изделий из алюминиевых сплавов |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5841098A (en) * | 1996-09-27 | 1998-11-24 | Daimler-Benz Aerospace Airbus Gmbh | Method and apparatus for laser welding sectional members onto large-format aluminum structural components |
JP2000102888A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Topy Ind Ltd | T継手のレーザ溶接方法 |
RU2268130C2 (ru) * | 2001-08-29 | 2006-01-20 | Вольво Аэро Корпорейшн | Способ изготовления полой лопатки компонента статора или ротора |
RU2331778C2 (ru) * | 2002-08-14 | 2008-08-20 | Вольво Аэро Корпорейшн | Способ изготовления компонента статора или ротора |
RU2356713C2 (ru) * | 2004-06-16 | 2009-05-27 | Эл Эс Кэйбл Лтд | Способ непрерывной сварки встык при использовании плазмы и лазера и способ изготовления металлической трубы при использовании этого способа |
WO2011138667A1 (en) * | 2010-05-07 | 2011-11-10 | Lincoln Global, Inc. | Welding system and method using arc welding machines and laser beam source |
US8093531B2 (en) * | 2004-05-28 | 2012-01-10 | Airbus Deutschland Gmbh | Method of energy beam welding aluminum to titanium |
WO2013001934A1 (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-03 | 株式会社日立製作所 | T型継手のレーザ溶接とアーク溶接の複合溶接方法 |
CN103170743A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-06-26 | 上海飞机制造有限公司 | T型接头的补焊方法 |
CN104690425A (zh) * | 2013-12-04 | 2015-06-10 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种钛合金壁板与筋条t型接头双光束激光同步焊接方法 |
US20150217404A1 (en) * | 2006-07-14 | 2015-08-06 | Lincoln Global, Inc. | Dual Fillet Welding Methods And Systems |
RU2593244C1 (ru) * | 2015-03-20 | 2016-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Средневолжский Сертификационно-Диагностический Центр "Дельта" | Способ двусторонней дуговой сварки тавровых соединений |
-
2018
- 2018-08-17 RU RU2018130019A patent/RU2697545C1/ru active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5841098A (en) * | 1996-09-27 | 1998-11-24 | Daimler-Benz Aerospace Airbus Gmbh | Method and apparatus for laser welding sectional members onto large-format aluminum structural components |
JP2000102888A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Topy Ind Ltd | T継手のレーザ溶接方法 |
RU2268130C2 (ru) * | 2001-08-29 | 2006-01-20 | Вольво Аэро Корпорейшн | Способ изготовления полой лопатки компонента статора или ротора |
RU2331778C2 (ru) * | 2002-08-14 | 2008-08-20 | Вольво Аэро Корпорейшн | Способ изготовления компонента статора или ротора |
US8093531B2 (en) * | 2004-05-28 | 2012-01-10 | Airbus Deutschland Gmbh | Method of energy beam welding aluminum to titanium |
RU2356713C2 (ru) * | 2004-06-16 | 2009-05-27 | Эл Эс Кэйбл Лтд | Способ непрерывной сварки встык при использовании плазмы и лазера и способ изготовления металлической трубы при использовании этого способа |
US20150217404A1 (en) * | 2006-07-14 | 2015-08-06 | Lincoln Global, Inc. | Dual Fillet Welding Methods And Systems |
WO2011138667A1 (en) * | 2010-05-07 | 2011-11-10 | Lincoln Global, Inc. | Welding system and method using arc welding machines and laser beam source |
WO2013001934A1 (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-03 | 株式会社日立製作所 | T型継手のレーザ溶接とアーク溶接の複合溶接方法 |
CN103170743A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-06-26 | 上海飞机制造有限公司 | T型接头的补焊方法 |
CN104690425A (zh) * | 2013-12-04 | 2015-06-10 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种钛合金壁板与筋条t型接头双光束激光同步焊接方法 |
RU2593244C1 (ru) * | 2015-03-20 | 2016-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Средневолжский Сертификационно-Диагностический Центр "Дельта" | Способ двусторонней дуговой сварки тавровых соединений |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110814520A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-21 | 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 | 实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人*** |
DE102020210988A1 (de) | 2020-08-31 | 2022-03-03 | Fronius International Gmbh | Laser-Hybrid-Schweißverfahren und Laser-Hybrid-Schweißgerät zur Verschweißung von Werkstücken |
CN113770534A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 上海杭和智能科技有限公司 | 双激光束双侧激光-mig复合焊接方法及*** |
RU2812921C1 (ru) * | 2023-04-14 | 2024-02-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) | Способ лазерной сварки тавровых соединений изделий из алюминиевых сплавов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2697545C1 (ru) | Способ лазерно-дуговой сварки угловых швов тавровых соединений | |
RU2403135C2 (ru) | Способ сварки, совмещающий в себе использование лазерного пучка и электрической дуги с плавящимся электродом, для сборки укладываемых встык металлических труб с целью формирования металлических трубопроводов | |
US8729424B2 (en) | Hybrid welding with multiple heat sources | |
US20140034622A1 (en) | Method and system for narrow grove welding using laser and hot-wire system | |
US20120024828A1 (en) | Method of hybrid welding and hybrid welding apparatus | |
RU2572671C1 (ru) | Способ лазерно-дуговой сварки плавящимся электродом стыковых соединений из алюминиевых сплавов | |
CN107530810B (zh) | 水平角焊方法、水平角焊***以及存储介质 | |
EP2695694B1 (en) | Method of welding of elements for the power industry, particulary of sealed wall panels of power boilers using MIG/MAG and laser welding | |
DK2954969T3 (en) | MULTI-ELECTRODE ELECTROGAS ELECTROGAS WELDING PROCEDURE FOR THICK STEEL PLATES AND MULTI-ELECTRODE ELECTROGAS PERFERENCE ARC WELDING PROCEDURE FOR STEEL | |
RU2440221C1 (ru) | Способ лазерно-дуговой сварки плавящимся электродом алюминия и алюминиевых сплавов | |
US20130136940A1 (en) | Welding system, welding process, and welded article | |
RU2637035C1 (ru) | Способ гибридной лазерно-дуговой сварки продольного шва трубы | |
CN109226968A (zh) | 一种板材双面窄间隙扫描振镜激光-mag复合焊接的方法 | |
JP5318543B2 (ja) | レーザ・アーク複合溶接法 | |
RU2578303C1 (ru) | Способ лазерно-дуговой сварки вертикальных стыков толстолистовых стальных конструкций | |
RU2679858C1 (ru) | Способ гибридной лазерно-дуговой сварки стальных толстостенных конструкций | |
CN110899974B (zh) | 一种中厚板装甲钢激光摆动焊接方法 | |
RU2497644C2 (ru) | Способ многодуговой сварки листовых сварных заготовок | |
RU2653396C1 (ru) | Способ изготовления тавровой балки лазерным лучом | |
CN210281087U (zh) | 复合焊接装置及复合焊接*** | |
Näsström et al. | Hot-wire laser welding of deep and wide gaps | |
RU2668625C1 (ru) | Способ лазерно-дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитного газа стыкового соединения сформованной трубной заготовки | |
RU2743131C1 (ru) | Способ подготовки кромок под орбитальную лазерную сварку неповоротных стыковых кольцевых соединений | |
RU2593244C1 (ru) | Способ двусторонней дуговой сварки тавровых соединений | |
RU2433024C1 (ru) | Способ электронно-лучевой сварки немагнитных металлов и сплавов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200424 Effective date: 20200424 |