[go: up one dir, main page]

RU2627066C2 - Устройство для соединения концов стальных труб орбитальной сваркой - Google Patents

Устройство для соединения концов стальных труб орбитальной сваркой Download PDF

Info

Publication number
RU2627066C2
RU2627066C2 RU2014144954A RU2014144954A RU2627066C2 RU 2627066 C2 RU2627066 C2 RU 2627066C2 RU 2014144954 A RU2014144954 A RU 2014144954A RU 2014144954 A RU2014144954 A RU 2014144954A RU 2627066 C2 RU2627066 C2 RU 2627066C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
weld
pipes
guide
tools
Prior art date
Application number
RU2014144954A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014144954A (ru
Inventor
Ханс-Юрген Кокс
Йорн Винкельс
Штеффен Кайтель
Ян Нойберт
Себастьян РУДЕ
Original Assignee
Зальцгиттер Маннесманн Лайн Пайп Гмбх
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 Зальцгиттер Маннесманн Лайн Пайп Гмбх filed Critical Зальцгиттер Маннесманн Лайн Пайп Гмбх
Publication of RU2014144954A publication Critical patent/RU2014144954A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2627066C2 publication Critical patent/RU2627066C2/ru

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
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/028—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams
    • B23K9/0282—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding tube sections
    • B23K9/0286—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding tube sections with an electrode moving around the fixed tube during the welding operation
    • 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
    • B23K31/12—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 investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
    • B23K31/125—Weld quality monitoring
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
    • B23K26/103—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece
    • 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
    • B23K31/027—Making tubes with 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
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
    • B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means
    • 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
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06—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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • 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
    • B23K26/28—Seam welding of curved planar seams
    • B23K26/282—Seam welding of curved planar seams of tube sections
    • 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
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work
    • B23K37/053—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work aligning cylindrical work; Clamping devices therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/267—Welds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству для соединения орбитальной сваркой концов уже выверенных и снабженных прихватками труб, в частности из стали, имеющему образованную концами труб разделку кромок под сварку. Устройство состоит из устанавливаемых с обеих сторон на соответствующих концах труб в зоне места сварки и прочно зажимаемых направляющих оснований. Направляющие основания имеют по центру круглую выемку с радиальным отверстием для пропускания и размещения по центру свариваемых труб. Зажимные элементы для зажима направляющих оснований с концами труб прочно присоединены к соответствующим, обращенным от разделки внешним сторонам направляющих оснований. Рама для размещения сварочных и контрольных инструментов с возможностью орбитального перемещения вокруг разделки установлена с возможностью вращения на обращенных к разделке внутренних сторонах направляющих оснований и поворота, по меньшей мере, на 360° вокруг концов труб. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для соединения концов стальных труб орбитальной сваркой в соответствии с ограничительной частью п. 1 формулы.
В частности, изобретение относится к сварке труб, которые могут иметь толщину стенки 2-20 мм и диаметр 60-1600 мм и которые разными способами сварки, например лазерной, лазерно-дуговой по гибридной технологии или дуговой, соединяются между собой в трубопроводы. Под трубами ниже понимаются как круглые трубы, так и полые профили разного сечения.
Уровень техники
Орбитальная сварка труб известна, например, из публикации DE 10334446 A1. В ней раскрыто орбитальное сварочное устройство для соединения двух концов труб, причем оно устанавливается на первый конец трубы и, тем самым, зажимается, а второй конец трубы приводится в положение сварки перед первым концом. С помощью двух смещенных на 180° сварочных головок, которые, в свою очередь, установлены с возможностью поворота вокруг оси, можно выполнить круговой на 360° сварной шов. При этом недостатком является то, что необходимы две сварочные головки, чтобы сварить трубу по всей окружности.
Из публикации WO 2005/056230 A1 известно другое орбитальное сварочное устройство, в котором используется комбинация сварки металла в защитном газе и лазерной сварки. Эта так называемая гибридная сварка отличается тем, что дуга и лазерный луч расположены на определенном расстоянии друг от друга и может достигаться бόльшая по сравнению с процессом чисто лазерной сварки возможность перекрытия зазоров. Устройство включает в себя направляющее кольцо, выверяемое по концу первой трубы. Выверка осуществляется посредством большого числа расположенных вдоль окружности направляющего кольца зажимных винтов, с помощью которых точно устанавливается расстояние от него до поверхности труб. Направляющее кольцо служит для ведения перемещаемой на ней орбитальной тележки, на которой помимо сварочной головки могут размещаться другие компоненты для контроля процесса и сварного шва. С помощью описанного устройства техникой орбитальной сварки трубы свариваются в трубопроводы.
Недостатком этого устройства является сложная конструкция с замкнутыми вокруг трубы направляющими кольцами и сложные выверка и центрирование концов труб. Именно центрирование в случае труб большого диаметра является очень сложным делом и требует дополнительных центрирующих приспособлений в устройстве с соответственно большими удерживающими усилиями, чтобы во время сварки получить геометрически стабильную разделку кромок под сварку. Из-за этого устройство очень тяжелое и может гибко использоваться только с большими затратами труда.
К тому же сложным является ход сварочного процесса, при котором концы труб приходится вставлять в устройство и центрировать, а затем сваренную трубу - извлекать по длине из него.
В уровне техники в настоящее время не существует промышленно применимой орбитальной направляющей системы, которая оптимально отвечала бы требованиям в отношении качества и рентабельности орбитальной сварки.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание устройства для соединения концов стальных труб орбитальной сваркой, которое позволило бы устранить описанные недостатки, т.е. было бы недорогим в изготовлении, а также использовать его гибко и с небольшими затратами времени.
Эта задача решается признаками п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются объектом зависимых пунктов.
Решение согласно изобретению включает в себя устройство для соединения орбитальной сваркой концов уже выверенных и снабженных прихватками труб, в частности из стали, имеющее образованную концами труб разделку кромок под сварку и орбитально перемещаемые вокруг разделки инструменты для сварки и контроля сварного шва, которое отличается тем, что оно состоит из устанавливаемых с обеих сторон на соответствующих концах труб в зоне места сварки и прочно зажимаемых направляющих оснований, причем последние имеют по центру круглую выемку с радиальным отверстием для размещения в ней по центру свариваемых труб, с прочно присоединенными на соответствующих, обращенных от разделки сторонах направляющих оснований зажимными элементами для зажима направляющих оснований с концами труб и с рамой для размещения сварочных и контрольных инструментов, расположенной с возможностью вращения на обращенных к разделке внутренних сторонах между направляющими основаниями и с возможностью поворота по центру, по меньшей мере, на 360° вокруг концов труб.
Для сварки устройство простым образом устанавливается с направляющими основаниями на концах труб на радиальном расстоянии между ними симметрично разделке и зажимается с концами труб с помощью прочно присоединенных к направляющим основаниям зажимных элементов. Для этого диаметр круглой выемки в направляющих основаниях больше диаметра размещаемых концов труб. За счет этого устройство предпочтительно использовать также для сварки труб разного диаметра. При этом свариваемая труба находится в круглой выемке направляющих оснований, а радиальное расстояние между направляющим основанием и трубой устанавливается так, что расположенная между направляющими основаниями с возможностью вращения поворотная рама с посадочными приспособлениями для сварочных и контрольных инструментов движется по центру вокруг продольной оси свариваемой трубы.
Предложенное устройство позволяет устранить недостатки известных орбитальных сварочных устройств, с одной стороны, за счет очень простой и, тем самым, недорогой конструкции, а с другой стороны, за счет того что оно используется предпочтительно для уже выверенных, т.е. центрированных и снабженных прихватками, труб.
Благодаря устранению связи между центрированием и прихватыванием концов труб и собственно орбитальным сварочным устройством конструкция становится заметно более простой и гибкой, т.е. может использоваться без привязки к месту.
С помощью предложенного устройства можно к тому же только одной сварочной головкой сваривать периферийный шов на 360°.
Для соединения труб применяется предпочтительно лазерная сварка. Для этого генерированный источником лазерного излучения исходный луч направляется по волоконному световоду к закрепленной на тележке оптике. Последняя формирует лазерный луч и направляет его на стык между обеими трубами. Для этой цели используется предпочтительно согнутая оптика, причем коллимация лазерного луча составляет 150 мм, а фокусирование - 200 мм. Кроме того, на оптике дополнительно размещается так называемый датчик LWM (Laser-Welding-Monitor), который служит для регистрации следующих величин:
- испускаемое плазменное свечение,
- отраженное лазерное излучение,
- отраженная мощность лазера на светоделителе.
Причина использования согнутой оптики заключается в уменьшении рабочего диапазона за счет волоконного световода. Последний имеет большой радиус изгиба и сильно увеличил бы необходимый для вращения рабочий диапазон. Согнутая оптика позволяет обеспечивать прокладку и присоединение волоконного световода в направлении продольной оси труб. Движение поперечной подачи оптики осуществляется предпочтительно двум осям поперечной подачи, и для точного позиционирования процесса в направлениях Y (вдоль оси труб) и Z (в радиальном направлении к поверхности труб) они выполнены предпочтительно в виде шариковых винтовых передач.
Для регистрации свариваемого стыка, в частности смещения кромок и зазора, в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения генерированный линейным лазером линейный штрих поперек стыка регистрируется камерой. Записанные таким образом значения используются для программирования шва. Лазерная линия регистрируется программным обеспечением камеры и через расчет положения влияет на регулирование по высоте и боковое регулирование оптики. Вслед за процессом сварки камера используется для топографии шва. При этом обращается внимание на усиления шва и на открытые наружу дефекты сварки. Камера и линейный лазер, как и оптика, размещены по центру между обоими поворотными хомутами на тележке и направляются с вращательным движением вокруг трубы.
Для оценки внутренних дефектов сварки вслед за сварочной головкой вокруг трубы направляются две ультразвуковые контрольные головки. При этом каждая из них расположена с каждой стороны сварного шва. Сами контрольные головки расположены в форме цилиндра с возможностью вращения и функционируют предпочтительно без средств сопряжения. Они размещены на настраиваемом посредством осей расстоянии до стыка и удерживаются в контакте с трубой за счет натяжения пружины. Однако для разных диаметров труб возможна также настройка по высоте посредством осей. Как оптика и камера, ультразвуковые контрольные головки размещены по центру между обоими внутренними основаниями и перемещаются вокруг трубы вместе с ними.
Обслуживание установки осуществляется посредством внешнего устройства управления, с помощью которого можно управлять лазерной установкой и аппаратурой. Оно регистрирует и обрабатывает также все данные камеры ультразвуковых контрольных головок и датчика LWM оптики. С помощью программного обеспечения устанавливается и запускается ход программы.
В дополнение к необходимым для собственно процесса сварки инструментам можно посредством тележек можно направлять другие инструменты или компоненты, необходимые для процесса сварки, поддерживающие его или требующиеся для последующих технологических этапов. Это может быть, например, система слежения за швом или измерительные средства для неразрушающего контроля качества сварного шва за счет измерения шва или обнаружения дефектов. Посредством перемещения системы перед процессом сварки можно регистрировать разделку кромок и регулировать положение последующего процесса сварки.
Кроме того, посредством, например, оптических систем возможен контроль качества сварного шва.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 изображена конструкция предложенного устройства. Оно состоит из двух направляющих оснований 2 в форме кругового кольца, снабженных радиальным отверстием для их установки на соединяемых трубах 1, 1'. Внутренний диаметр кругового кольца больше диаметра свариваемых труб 1, 1', чтобы за счет радиального люфта можно было точно настроить центрическое вращение сварочных и контрольных инструментов. Для закрепления устройства на концах труб 1, 1' на обращенных от разделки внешних сторонах направляющих оснований 2 размещены зажимные элементы 3, с помощью которых оба направляющих основания 2 зажимаются с соответствующим концом трубы.
На обращенных к разделке внутренних сторонах направляющих оснований 2 с возможностью вращения установлены также снабженные радиальным отверстием поворотные хомуты 4, 4' в форме кругового кольца, так что они могут совершать круговое движение вдоль направляющих оснований 2 вокруг труб 1, 1'. Поворотные хомуты 4, 4' посредством посадочных приспособлений 5, 5' для инструментов жестко соединены между собой в поворотную раму, причем на посадочных приспособлениях 5, 5' могут быть смонтированы все соединительные и контрольные компоненты.
На фиг. 2 в схематичном разрезе изображено кольцевое ведение поворотных хомутов или поворотной рамы. Направляющее основание 2 установлено на трубе 1 и зажато с ней зажимным элементом 3. За счет радиального люфта между наружным диаметром трубы 1 и внутренним диаметром направляющего основания 2 может осуществляться точная центрическая настройка устройства по отношению к продольной оси трубы 1. Чтобы обеспечить круговое движение поворотных хомутов 4, 4', они установлены с возможностью орбитального поворота предпочтительно посредством расположенных между ними и направляющими основаниями 2 направляющих шин 6 в форме кругового кольца. Последние размещены на поворотных хомутах 4, 4' и направляются посредством расположенных на своих наружной и внутренней поверхностях направляющих роликов 7, которые, в свою очередь, соединены с направляющими основаниями 2.
Для вращательного движения поворотной рамы с обеих сторон между поворотными хомутами 4, 4' и направляющими основаниями 2 размещены зубчатый венец и приводной двигатель (не показаны). Оба зубчатых венца закреплены на поворотных хомутах 4, 4' и совершают с ними вращательное движение. Двигатели соединены с направляющими основаниями 2 и передают вращательное движение через шестерни на зубчатые венцы.
Между двигателем и шестерней в другом предпочтительном варианте размещен передаточный механизм, состоящий из планетарной передачи и червячного колеса. Он заботится о максимально непрерывных начале и окончании вращательного движения.
На фиг. 3 в схематичном виде изображено установленное на концах труб по их продольной оси устройство со смонтированными сварочными и контрольными инструментами на расположенных между поворотными хомутами 4, 4' посадочных приспособлениях 5, 5'. Для наглядности видны только задний поворотный хомут 4 и закрепленные на нем посредством посадочных приспособлений 5, 5' (не показаны) сварочные и контрольные инструменты.
На поворотном хомуте 4 расположено перемещающееся по различным осям лазерное сварочное устройство 8, состоящее из сварочной головки 9 и устройств перемещения для радиальной настройки 10 по высоте и для позиционирования в продольном направлении 11 соединяемых труб 1, 1', с помощью которых лазерный луч 12 можно выверить точно по их разделке.
Для программирования требуемой геометрии шва и, тем самым, для управления лазером (например, позиционированием, мощностью) геометрия свариваемого стыка, в частности смещение кромок и зазор, регистрируется камерой 14 посредством генерированного линейным лазером 13 линейного штриха (не показан) поперек разделки.
Записанные таким образом значения используются для программирования шва. Лазерная линия регистрируется программным обеспечением камеры и через расчет положения влияет на регулирование по высоте и боковое регулирование оптики сварочной головки 9. Линейный лазер 13 и камера 14 снабжены для точного позиционирования устройством перемещения 15 для настройки по высоте и углу.
Для оценки дефектов сварного шва непосредственно после сварки на дополнительном посадочном приспособлении для инструментов (не показано) расположены две ультразвуковые контрольные головки 16 так, что они контролируют сварной шов с обеих сторон. Ультразвуковые контрольные головки 16 расположены и посредством дополнительных устройств перемещения 17, 18 могут настраиваться радиально по высоте и в продольном направлении труб по отношению к контролируемому сварному шву. Ультразвуковые контрольные головки 16 подходят преимущественно для контроля без средств сопряжения.
Перечень ссылочных позиций
1, 1' - трубы
2 - направляющие основания
3 - зажимные элементы
4, 4' - поворотные хомуты
5 - посадочное приспособление для сварочной головки
5' - посадочное приспособление для контрольных инструментов
6 - направляющие шины
7 - направляющие ролики
8 - лазерное сварочное устройство
9 - сварочная головка
10 - устройство перемещения для радиальной настройки по высоте
11 - устройство перемещения для позиционирования в продольном направлении труб
12 - лазерный луч
13 - линейный лазер
14 - камера
15 - настройка по высоте и по углу
16 - ультразвуковые контрольные головки
17 - устройство перемещения для радиальной настройки по высоте
18 - устройство перемещения для позиционирования в продольном направлении труб

Claims (10)

1. Устройство для соединения орбитальной сваркой концов выверенных и снабженных прихватками труб (1, 1'), в частности из стали, с разделкой кромок под сварку, содержащее орбитально перемещаемые вокруг разделки инструменты для сварки и контроля сварного шва, отличающееся тем, что оно состоит из устанавливаемых с обеих сторон на соответствующих концах труб в зоне места сварки и прочно зажимаемых направляющих оснований (2), которые имеют по центру круглую выемку с радиальным отверстием для пропускания и размещения по центру свариваемых труб (1, 1'), зажимных элементов (3) для зажима направляющих оснований (2) с концами труб, прочно присоединенных к соответствующим, обращенным от разделки внешним сторонам направляющих оснований (2), и рамы для размещения инструментов для сварки и контроля сварного шва, расположенной с возможностью вращения на обращенных к разделке внутренних сторонах направляющих оснований (2) и с возможностью поворота по центру, по меньшей мере, на 360° вокруг концов труб.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рама состоит из поворотных хомутов (4, 4') и соединяющих их посадочных приспособлений (5, 5') для инструментов для сварки и контроля сварного шва.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что между направляющими основаниями (2) и поворотными хомутами (4, 4') расположены направляющие шины (6) в форме кругового кольца, на которых с возможностью орбитального поворота вокруг трубы (1, 1') установлены поворотные хомуты (4, 4').
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что поворотные хомуты (4, 4') установлены на направляющих шинах (6) посредством направляющих роликов (7).
5. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что в качестве инструментов для сварки на посадочных приспособлениях (5, 5') смонтированы лазерные головки, головки для сварки в защитном газе и/или гибридные сварочные головки.
6. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что в качестве инструмента для контроля сварного шва установлена система для неразрушающего контроля сварного шва.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что система для неразрушающего контроля сварного шва выполнена в виде ультразвукового контрольного устройства.
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что ультразвуковое контрольное устройство содержит, по меньшей мере, две ультразвуковые контрольные головки (16), устанавливаемые на концах труб с обеих сторон сварного шва.
9. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что помимо сварочных и контрольных инструментов на посадочных приспособлениях расположены дополнительные инструменты.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что дополнительные инструменты представляют собой устройство подогрева, одну или несколько дополнительных сварочных головок, систему регистрации геометрии шва и/или систему слежения за швом.
RU2014144954A 2012-04-10 2013-03-26 Устройство для соединения концов стальных труб орбитальной сваркой RU2627066C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012007563.4 2012-04-10
DE102012007563A DE102012007563B3 (de) 2012-04-10 2012-04-10 Vorrichtung zum Verbinden der Enden von Rohren aus Stahl mittels Orbitalschweißen
PCT/DE2013/000179 WO2013152752A1 (de) 2012-04-10 2013-03-26 Vorrichtung zum verbinden der enden von rohren aus stahl mittels orbitaischweissen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014144954A RU2014144954A (ru) 2016-05-27
RU2627066C2 true RU2627066C2 (ru) 2017-08-03

Family

ID=48288164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014144954A RU2627066C2 (ru) 2012-04-10 2013-03-26 Устройство для соединения концов стальных труб орбитальной сваркой

Country Status (14)

Country Link
US (1) US10099319B2 (ru)
EP (1) EP2836334B1 (ru)
CN (1) CN104364047B (ru)
AP (1) AP2014008027A0 (ru)
BR (1) BR112014024890B1 (ru)
CO (1) CO7091170A2 (ru)
DE (1) DE102012007563B3 (ru)
ES (1) ES2823526T3 (ru)
HU (1) HUE051136T2 (ru)
MX (1) MX355766B (ru)
PL (1) PL2836334T3 (ru)
PT (1) PT2836334T (ru)
RU (1) RU2627066C2 (ru)
WO (1) WO2013152752A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763068C2 (ru) * 2020-05-15 2021-12-27 Ольга Павловна Морозова Способ управления устойчивостью сварочной ванны

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20130248A1 (it) * 2013-03-26 2014-09-27 Illinois Tool Works Dispositivo per saldatura orbitale a posizionamento rapido
EP2963380B8 (de) 2014-07-04 2020-02-26 Georg Fischer Rohrleitungssysteme AG Berührungsloses Überprüfen einer Stumpfschweissung
PL409404A1 (pl) 2014-09-08 2016-03-14 Newtech Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób zgrzewania rur
PL409405A1 (pl) 2014-09-08 2016-03-14 Newtech Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób zgrzewania rur ze stali nierdzewnej w fazie twardej
PL409403A1 (pl) 2014-09-08 2016-03-14 Newtech Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób zgrzewania dyfuzyjnego na wolnym powietrzu różnych metali
CN104985310B (zh) * 2015-07-07 2017-06-06 扬州鑫凯诚机器人系统有限公司 焊接工作站用焊接夹头
CN106624491B (zh) * 2015-11-27 2018-08-24 马钢集团设计研究院有限责任公司 一种螺栓调节的焊接预热装置
US10500665B2 (en) * 2016-03-04 2019-12-10 Bhi Energy I Specialty Services Llc Orbital welder with integrated track and gear drive
JP6699333B2 (ja) * 2016-05-09 2020-05-27 日本製鉄株式会社 配管検査装置
CN106624388B (zh) * 2017-02-04 2018-04-10 苏州汉奇数控设备有限公司 一种管件的激光打孔装置
FR3065273B1 (fr) * 2017-04-12 2019-06-21 Technip France Procede de fixation d'un element d'ancrage sur un element d'armure d'une conduite flexible, conduite et methode de montage associees
DE102017123340A1 (de) * 2017-10-09 2019-04-11 Fischer Edelstahlrohre Gmbh Vorrichtung zum Bearbeiten eines länglichen Werkstücks mittels eines um das Werkstück umlaufenden Laserstrahls
CN107627008A (zh) * 2017-11-14 2018-01-26 洛阳理工学院 一种管道焊接装置
EP3501803A1 (de) 2017-12-21 2019-06-26 Leister Technologies AG Handlaserwerkzeug
CN107900577B (zh) * 2017-12-28 2024-04-09 昆山华恒焊接股份有限公司 一种管管焊接机头
GB201815121D0 (en) * 2018-09-17 2018-10-31 Crown Packaging Technology Inc Welding of can bodies
KR102185790B1 (ko) * 2019-02-22 2020-12-02 한양이엔지 주식회사 융착 파이프의 융착 비드 검사 장치
CN110271005B (zh) * 2019-07-16 2022-03-22 中冶赛迪工程技术股份有限公司 中厚板机器人焊接轨迹的规划方法、设备及介质
CN110653492A (zh) * 2019-10-07 2020-01-07 南理工泰兴智能制造研究院有限公司 双工位环形管件周向激光焊接机及方法
CN110722282B (zh) * 2019-11-15 2021-08-03 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于复杂环境的管道自动焊接装置及方法
CN111390405A (zh) * 2020-04-28 2020-07-10 安徽汉超智能装备科技有限公司 一种低发热激光切割机
CN111457232B (zh) * 2020-05-10 2020-10-23 宁波明峰检验检测研究院股份有限公司 一种焊接管接头的无损探伤装置
CN111618507B (zh) * 2020-06-10 2023-02-07 天津华翔汽车金属部件有限公司 一种焊接夹具杠杆检测多功能应用机构
CN112475534B (zh) * 2020-11-13 2022-10-28 上海卉泽不锈钢制品有限公司 一种钢管智能焊接设备
CN112497108B (zh) * 2020-11-30 2022-06-28 胜利油田德利实业有限责任公司 缓冲型玻璃钢管定位机构
CN113618282B (zh) * 2021-10-09 2021-12-17 徐州玉伟机械设备有限公司 一种仿人手自适应周期联动匀速点焊焊接加工装置
CN113977152A (zh) * 2021-10-11 2022-01-28 上海市安装工程集团有限公司 管道对口焊接一体化装置及其使用方法
CN114178753B (zh) * 2021-12-21 2023-08-18 海宁红狮宝盛科技有限公司 一种用于航空部件的焊接装置
CN114535756B (zh) * 2022-04-25 2022-07-22 河北宏泰专用汽车有限公司 一种视觉引导的智能焊缝识别与跟踪设备
CN114669903B (zh) * 2022-04-28 2023-09-19 孚斯威科技(嘉善)股份有限公司 一种钢管自动补焊机
US12181418B2 (en) 2022-10-27 2024-12-31 Saudi Arabian Oil Company System and method for in-situ probing of a conduit
CN115890124B (zh) * 2022-11-30 2024-07-30 国家石油天然气管网集团有限公司 管道自调夹持装置和焊接机器人
CN116175038A (zh) * 2023-04-24 2023-05-30 四川岷河管道建设工程有限公司 一种管材自动焊接检测一体化装置
CN116329832B (zh) * 2023-05-29 2023-12-01 浙江佳球阀门有限公司 一种基于人工智能调控的管材焊接装置
CN116890196B (zh) * 2023-07-12 2023-12-15 安徽工业大学 一种基于机器视觉的铁路货车底架装夹与翻转系统
CN116944681B (zh) * 2023-09-19 2023-11-21 迪森(常州)能源装备有限公司 一种压力容器环缝的自动化耐压焊接装置及方法
CN117600743B (zh) * 2023-12-08 2024-05-28 宁波东大恒丰汽车零部件有限公司 一种汽车稳定杆加工用焊接设备及其焊接方法
CN118204606B (zh) * 2024-04-30 2025-01-10 龙建科工(黑龙江)有限公司 一种钢结构对接焊接调整装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3668359A (en) * 1971-01-29 1972-06-06 John O Emmerson Clamping and welding assembly
US4051342A (en) * 1976-02-09 1977-09-27 Potomac Applied Mechanics, Inc. Continuous welder
RU2070494C1 (ru) * 1994-08-10 1996-12-20 Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" Установка для лазерной сварки трубопроводов
RU2194901C2 (ru) * 2001-02-21 2002-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Устройство для подсоединения коммуникаций
RU2355539C2 (ru) * 2003-12-10 2009-05-20 Фиц Гмбх Орбитальное сварочное устройство для строительства трубопроводов

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3306116A (en) * 1961-04-18 1967-02-28 Union Carbide Canada Ltd Welding torch oscillator unit
US3207881A (en) * 1963-03-19 1965-09-21 American Mach & Foundry Arc welding apparatus and method
AU6506074A (en) 1974-01-31 1975-07-31 D N D Corporation Self centering pipe working machine
FR2385486A1 (fr) * 1977-03-31 1978-10-27 Petroles Cie Francaise Methode et machine de soudage automatique de tubes chanfreines
US4243868A (en) * 1979-05-02 1981-01-06 General Atomic Company Orbital arc-welding apparatus of split construction
JPS58202991A (ja) * 1982-05-21 1983-11-26 Kawasaki Steel Corp Ｕｏ鋼管の内面シーム溶接方法
US4577796A (en) * 1984-10-10 1986-03-25 Kaiser Steel Corporation Method and apparatus for tracking seam welds on pipes and the like
US4804813A (en) * 1985-12-10 1989-02-14 Klaus Tesch Welding device for a cylindrical tube
GB2195570A (en) 1986-10-06 1988-04-13 British Nuclear Fuels Plc Welding
CN2384733Y (zh) * 1999-08-15 2000-06-28 温州南方国欣设备制造有限公司 铝塑复合管铝箔对焊夹具
DE10140018C1 (de) 2001-08-15 2002-12-05 Mannesmann Roehren Werke Ag Vorrichtung zum Innenentgraten längsnahtgeschweißter Rohre, sowie Verfahren zum Einstellen einer derartigen Vorrichtung
DE10331000B3 (de) 2003-07-03 2004-10-14 Mannesmannröhren-Werke Ag Verfahren und Einrichtung zur Herstellung geschweißter Großrohre in Form von Schraubennahtrohren
DE10334446A1 (de) * 2003-07-29 2005-02-17 Orbitalservice Gmbh Orbital-Schweißvorrichtung
US20070210047A1 (en) * 2004-05-10 2007-09-13 Child Kent R System and method for automatically clamping a tube in an orbital welder
DE102008029724B4 (de) 2007-06-26 2010-09-30 V&M Deutschland Gmbh Verfahren zum Verbinden dickwandiger metallischer Werstücke mittels Schweißen
CN201543987U (zh) * 2009-11-05 2010-08-11 宁波恒昌工业有限公司 一种自来水管的焊接辅助装置
DE102010011217A1 (de) 2010-03-11 2011-09-15 Salzgitter Mannesmann Line Pipe Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Profilgeometrie von sphärisch gekrümmten, insbesondere zylindrischen Körpern

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3668359A (en) * 1971-01-29 1972-06-06 John O Emmerson Clamping and welding assembly
US4051342A (en) * 1976-02-09 1977-09-27 Potomac Applied Mechanics, Inc. Continuous welder
RU2070494C1 (ru) * 1994-08-10 1996-12-20 Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" Установка для лазерной сварки трубопроводов
RU2194901C2 (ru) * 2001-02-21 2002-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Устройство для подсоединения коммуникаций
RU2355539C2 (ru) * 2003-12-10 2009-05-20 Фиц Гмбх Орбитальное сварочное устройство для строительства трубопроводов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763068C2 (ru) * 2020-05-15 2021-12-27 Ольга Павловна Морозова Способ управления устойчивостью сварочной ванны

Also Published As

Publication number Publication date
EP2836334B1 (de) 2020-07-29
BR112014024890B1 (pt) 2018-08-14
CN104364047A (zh) 2015-02-18
PL2836334T3 (pl) 2021-04-06
RU2014144954A (ru) 2016-05-27
ES2823526T3 (es) 2021-05-07
CN104364047B (zh) 2016-08-24
MX2014012217A (es) 2014-11-25
CO7091170A2 (es) 2014-10-21
PT2836334T (pt) 2020-09-07
AP2014008027A0 (en) 2014-10-31
US10099319B2 (en) 2018-10-16
MX355766B (es) 2018-04-30
DE102012007563B3 (de) 2013-05-29
WO2013152752A1 (de) 2013-10-17
US20150060436A1 (en) 2015-03-05
WO2013152752A8 (de) 2014-09-25
EP2836334A1 (de) 2015-02-18
HUE051136T2 (hu) 2021-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2627066C2 (ru) Устройство для соединения концов стальных труб орбитальной сваркой
AU2012203693B2 (en) Orbital welding apparatus
RU2692540C2 (ru) Внутренняя сварочная машина с лазерной измерительной системой для трубопроводов
MX2011010491A (es) Metodo y dispositivo para conexion de extremos de tubos de acero por medio de soldadura orbital usando tecnologia hibrida.
KR20140141332A (ko) 원주 및 플랜지 자동용접장치
CN110214058A (zh) 纵向管道装焊机
CN113909766B (zh) 一种相贯线焊缝焊接设备及方法
RU2696984C1 (ru) Устройство для орбитальной обработки неповоротных стыков и торцов труб
MX2009002372A (es) Dispositivo guia.
JPS6064252A (ja) 検査マニピュレ−タ
US20080023453A1 (en) Methods and apparatus for delivering laser energy for joining parts
KR20140141329A (ko) 레이저 비전센서를 적용한 용접선 자동 추적시스템을 구비한 포터블 자동용접장치
CN102756198A (zh) 大口径弯头纵缝自动焊接装置
JP6138213B2 (ja) 多数の溶接箇所を有する被溶接物の溶接装置及びその使用方法
KR101028386B1 (ko) 회전식 용접장치
JP3348350B2 (ja) レーザー溶接施工法および装置
SE439267B (sv) Anordning for att styra ett arbetsstycke under ett fixt verktyg
JPH06115545A (ja) 長尺管状容器、及びその製作に用いられるレーザ溶接装置
OA17111A (en) Device for connecting the ends of pipes made of steel by means of an orbital welding process.
RU2678552C1 (ru) Устройство для сварки неповоротных стыков труб
JPH08229691A (ja) レーザ溶接装置
Keitel et al. Hybrid laser-GMA girth welding technologies for transmission pipelines
JP2012219911A (ja) レーザ照射装置、配管位置調整装置、配管位置調整方法およびパイプラインの製造方法
JPH07155972A (ja) 管の突合わせレーザ溶接方法および管外面の突合わせレーザ溶接装置
JPH08327443A (ja) レーザビーム強度分布計測装置