CN1890049A - 用于管道架设的轨道焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于移动使用的轨道焊接装置，其用于通过至少一个焊缝(4)沿周向接头(3)接合第一管端(1)和第二管端(2)，具体是用于生产待放置在地上的管道(5)。本发明的装置包括：引导环(6)，其可朝向第一管端(1)和周向接头(3)定位；以及轨道托架(7)，其可通过推进装置(8)沿引导环(6)机动移位。在轨道托架(7)上，以这样的方式安装有用于将激光束(10)射向激光焊接区(13)内的激光焊接头(12)，即，使其能够朝向周向接头(3)定位，从而能够通过移动轨道托架(7)沿周向接头(3)生成焊缝(4)。由具体是位于移动输送车辆(35)上并远离轨道托架(7)的高能纤维激光束源(9)产生的激光束(10)被经过管束(50)的光导件(11)引导到轨道托架(7)上，接着供应给焊接头(12)。本发明的显著有利之处在于，在本领域中通过自动操作仅借助单次焊接过程在较短时间内就可使两个管端接合。

Description

用于管道架设的轨道焊接装置
技术领域
本发明涉及一种轨道焊接装置，其用于通过周向焊缝接合管道，具体用于在移动使用期间管道的轨道焊接。
背景技术
用于沿管周向焊接管的装置已经公知了很长时间，这种装置被称为轨道焊接装置。在从50mm到超过1500mm的直径范围内以及在从2.5mm到超过25mm的壁厚范围内，移动轨道焊接方法已经基本取代了以前使用的套筒接合和螺纹接合技术。尽管大多数工业焊接单元都是在与外界影响隔绝的工业车间中静止状态下操作，或者至少是在静止产品上进行焊接作业，然而，在线路架设场所(例如，用于管道架设)的情况下，生产装置沿待完成的产品移动，从而暴露在环境变换和各种天气的全部影响下。通常，仅可用到非常有限的基础设施，因此完全有必要免除固定的电力、水和/或气体供应，而这些供应在静态工业焊接单元的情况下是不成问题的，从而必须依靠移动发电机、移动换热器以及可输送的流体和气体罐，这些装置例如在至少一辆输送车辆上沿管道输送。必须在管轴线必须水平的情况下在待制备的管沟旁或在管沟本身中有规律地进行管焊接作业。由不同天气状况造成的架设场所状况、不利的人机工程先决条件、以及对适应不同环境的要求，都对焊接结果的质量具有显著影响。由于这些情况，出现了各种焊接技术和焊接方法，它们可主要分成手动、半机械化或完全机械化方法或者它们的组合。如材料、尺寸、预期用途以及成本效益这样的标准对于焊接方法的选择是决定性的。
纯手动方法例如为：使用杆式电极的向下立焊式金属电弧焊；采用向上立焊技术以大间隙桥接能力和较薄的各个焊接层为特征的电弧焊；以及采用向下立焊技术的电弧焊。后者允许相对高的焊接速度，然而对于以静止方式进行的焊接作业来说，需要利用合适的对中装置使管端准确定位，需要均匀气隙、边缘错位很小以及避免各个层过高的冷却速度。训练充分的向下立焊工、合适的对中设备、良好的焊条、以及产生线性直流的合适焊接电源对于向下垂直焊接技术的经济使用是必不可少的。
在工资几乎不是重要因素的低工资国家，通常仍然采用技术过时的焊接机通过向下立焊方法手动焊接管道，从而焊缝的质量尤其取决于焊工的技能和日常状态，尽管如此，大量自动化或半自动化焊接方法与此同时也有了进展。在管道架设中被广泛使用且相对经济的方法是MAG轨道焊接技术。缩略词MAG代表金属活性气体焊接，这从现有技术中可知，其中电弧在基本持续输送的熔融焊丝电极和保护气体层内的工件之间燃烧，所述保护气体层包括例如：CO2或包含CO2、惰性气体(例如：氩气)并且可能还有O2的混合气体。根据管道的铺设速度、管直径、管壁厚、地形特征、环境温度、可用的基础设施以及熟练工的技能，在现有技术中已建立大致四种不同变型，描述如下。
第一种变型是最经济但也是最慢的变型，因此其尤其适用于短管道架设的场合，在第一种变型中，管不用预处理而通过气动内对中以1.5mm至3mm的气隙对中并固定。首先，利用纤维素或碱性焊条或利用用1.0mm金属粉焊丝的MAG焊接装置从上到下手动焊接根部。在完成根部后，将保持带在接头附近绕管锁紧，所有中间层和覆盖层通过两个均带有MAG焊炬的MAG轨道焊接头用管状焊丝从下至上焊接在所述接头处。在所述焊接过程中使用包括CO2和氩气的保护气体。第一焊工从6点钟位置开始，通过停留时间交替地在左侧和右侧焊接所有填充层及覆盖层直到12点钟位置。在一段时间后，第二焊工同样从6点钟位置开始一直焊接到1点钟位置，以获得焊缝重叠。这种变型可用于隧道架设中的暖气管及隧道架设中的水管的区域铺设，还可用于尺寸相对较大的气体贮存器，例如：直径为2500mm，但壁厚尤其在15mm到30mm之间的气体贮存器。熔敷效率为每小时3.1kg。与熔敷效率为每小时1.7kg的使用纤维素焊条的向下立焊相比，这种变型比其快两倍。
已建立的第二种变型大致比第一种变型快，但是需要更多的投资成本。为了能够根据这种变型进行焊接，需要具有液压单元的刨床对管端进行加工。所有管都必须在架设场所通过起重机分别抬起，从而可将它们引入到刨床中，以配备适合特殊焊缝坡口加工(preparation)的管端。接头形状与具有小开度角的根部大约2mm的郁金香相似，由于接缝的容积小，因而所需的填充材料少。为了从外部在质量上控制根部焊接，有必要使用具有铜滑块的气动内对中装置。铜滑块的功能是支撑液态焊接金属以实现百分之百的根部，其中两个管的内边缘被彼此焊接并且确保在根部处的滴穿(drop-through)不超过1mm。在加工完管端后，通过具有铜滑块的气动内对中装置对管进行对中。预先将保持带安装在其中一个管端上，在该保持带上引导两个MAG轨道焊接头，这些MAG轨道焊接头从12点钟位置到6点钟位置对根部进行焊接。管端对中而不留气隙，从而使得从12点钟位置开始，第一MAG轨道焊接头以大功率熔融根部，并且通过铜滑块支撑液态焊接金属。当第一MAG轨道焊接头到达2点钟位置时，第二MAG轨道焊接头同样从12点钟位置开始。为避免在根部中产生缺陷，用于换相器或整流器的电源恒定，从而使得在接通第二MAG轨道焊接头期间焊接参数不发生变化。这具体是通过水轮发电机驱动来确保的，它设在沿管道移动的输送车辆上并且在几毫米内起反应以维持电弧稳定。如果适当，可针对各种焊接位置(水平、垂直向下以及过顶)对焊接电源进行编程，从而使得根据MAG轨道焊接头的位置，在任何情况下都能实现功率调整和焊丝供给速度调整。所述调整可完全自动、半自动或手动实现。两个MAG轨道焊接头根据相同标准从上到下焊接接缝。在完成第二层后，MAG轨道焊接头从保持带移开并输送到下一接头。随后一对MAG轨道焊接头同样从上至下以无振荡方式焊接多层填充层。根据管的壁厚，可使用最多5个这种沿管道间隔开的焊接站，总共需要使用(在某些情况下是同时地)10个MAG轨道焊接头。通过实心焊丝实现焊接，并根据焊接层使用不同的气体组分。可取的是在移动输送车辆上安装自动气体混合单元，或者使用来自其中混合物以随时可用形式释放的缸的气体。这种采用固体焊丝的变型的熔敷效率通常达到每小时5.1kg，这代表着焊接速度和日常性能的显著提高。焊缝质量从良好到优良。据称最大返修率为3％到5％。
对于第三变型，需要内MAG轨道焊接头以从内部焊接根部。四个MAG焊炬从12点钟位置开始到6点钟位置对管的一半的根部重叠焊接，四个MAG焊炬从上至下焊接管的另一半。在1200mm的管上的根部焊接大约需要3分钟。为实现该高焊接速度，投资成本相应较高。如在使用实心焊丝的第二变型中那样从上至下进行填料和覆盖层的焊接。根据操作者的技能程度，进行手动、半自动控制，或者在电源可编程的情况下进行自动控制。这种方法中的熔敷能力通常为每小时5.9kg，从而与前述方法相比这种轨道焊接方法是最快的然而也是花费最高的。
第四变型设想在各种情况下为一个MAG轨道焊接头配备两个绕管的周向略微偏置的MAG焊炬并配备两条或四条焊丝。若用两个MAG焊炬进行焊接，则焊接速度提高约100％，或者若用两个MAG焊炬和四条焊丝进行焊接，则焊接速度提高约400％。该技术尤其适用于直径大于1,000mm壁厚至少为20mm的管。相应地调整焊缝坡口加工。总之，为了能够操作如以上所述在保持带上被引导并在各种情况下都具有四条焊丝的两个MAG轨道焊接头，需要八个焊接电源，它们例如布置在运输车辆上。这些电源彼此连通并同步产生脉冲。这可例如通过专门的复式换相器实现。为了能够使用这种具有总共四个焊炬的MAG轨道焊接头，需要受过过多方面训练的操作者。必须考虑相应的架设场所标准，以通过该方法获得期望的日常性能。投资成本相当大，但是可获得很高的熔敷效率和焊接速度。
为了实现MAG轨道焊接的所有四种变型的最佳焊接结果，焊接过程在各种情况下都在合适的焊接蓬下进行。焊接蓬设计成在焊接过程期间没有空气通风可进入蓬内。而且，这样确保焊接蓬的门，从而使得在焊接作业期间未经许可的人不能从外面进入。在极热的情况下，对焊接蓬装空调从而避免通风。焊缝质量很大程度上取决于焊接蓬的设计。上述所有四种MAG轨道焊接变型在技术上都是成熟的，但是为了产生一流焊缝需要满足所有边界条件。
MAG轨道焊接由于高返修率、由天气影响引起的停工时间以及由操作者引起的焊缝质量下降而受到限制。MAG轨道焊接头的操作者不仅在焊接技术方面而且在电子设备方面都必须高度胜任。在各种焊接位置完全自动影响焊接过程的焊接参数的不利之处在于：外部变化(尤其是可在焊接期间不受控制地形成的飞溅)或者大气影响需要焊工立即介入自动化过程并控制焊接过程以使错误最小化。使用内MAG轨道焊接头对根部进行焊接很快但是花费很高。而且，根部层通常伴随有很多焊接缺陷。在根部的开始处，可能一开始就形成气孔，这些气孔在通过随后的焊炬完成焊接时形成在上焊层内。在焊接后必须将这些气孔机械地去除。因此焊工必须利用手动焊接装置从内部重新焊接根部。只有在这之后才可从外部进行进一步的焊接过程。因此，高投资成本以及对受到良好训练的大量人员的需求阻碍了这种方法取得突破。当在焊接头上使用两根或四根焊丝时，这些问题变得更严重。
由于为了完成焊缝，除根部和覆盖层外必须焊接大量填料层(其中一些需要使用不同的MAG轨道焊接头)，因此为了实现管道的高铺设速度，通常使用多个焊接站(在某些情况下超过五个焊接站)，通过所述焊接站在各种情况下产生一条焊缝或多条焊缝。由于因此在多个管接头上同时执行作业，因此必须设置多个装备完全的焊接站，这在各种情况下不仅需要多个MAG轨道焊接头，而且在各种情况下还需要：尤其是呈焊接蓬形式的护罩、输送相应焊接电源的输送车辆、保护气体气罐、发电机、可选焊丝和其它供给装置、以及多个管起重机。这不仅导致相当大的投资成本，而且还引起较大的维护问题，并且由于各焊接站必须由适当的合格人员操作，还引起较高的人员成本。
由于管道的移动MAG轨道焊接的现有技术中的这些问题，在世界范围内都已对可替换的管道架设的接合方法进行了长时间研究。
已在静态使用中证明其价值的一种焊接方法是激光束焊接。目前，在激光束焊接中使用高能CO2气体激光器、高能Nd:YAG固态激光器、高能圆盘激光器以及高能二极管激光器。高能激光器应理解成是指具有至少1kW光束功率的激光束源。
CO2激光器发射的激光波长为10.6μm，在材料加工中光束功率从几百瓦到超过40kW，效率约为10％。在这种CO2激光器的情况下由于因发射激光的波长而不能通过柔性波导管进行光束引导，因此其光束引导必须通过相对复杂的光学反射镜系统实现。
由Nd:YAG激光器发射的激光波长为1.064μm，工业可用的用于材料加工的灯泵浦系统在连续波操作中的光束功率约为10W到超过6kW。通过使用二极管阵列取代弧光灯进行激发，灯泵浦系统的效率可提高3％至约10％，但是投资成本相当高。与CO2激光束相比，由Nd:YAG激光器产生的光束可通过波导管具体是纤维光缆引导，这使得可相当灵活地布置光束源及处理Nd:YAG激光束。
固态激光器领域中的更近进展是圆盘激光器。这种激光器的光可以与Nd:YAG激光器的光同样的方式通过光纤引导。在这种激光器的情况下尤其有利的是约为20％的高效率。然而，其光束功率目前局限在4kW。
二极管激光器的波长取决于所用半导体材料的掺杂，在0.78到0.94μm之间，在工业可用的光纤耦合模式中光束功率达到4kW，或者在直接发射模式中达到6kW，效率为35至50％。
然而，在激光束焊接的情况下所使用的这四种激光束源至今还不能成功地用于管(尤其是管道)的移动轨道焊接中。
由于由CO2激光器发射的光束只能通过反射镜偏转，从而光束引导非常困难，因此CO2激光器至今在实际中仅用在了静态操作中或者用在船上的离岸区段中，在静态激光束源的情况下，待接合的管相对于静态激光束转动，或者整个激光束源通过稳定装置绕直立静止柱枢转。例如在US4,591,294中示出了这样的装置，其中描述了具有两个CO2激光器的轨道焊接装置，这些激光器设置在可转动的平台上并且在各种情况下可绕将从船上进入海中的垂直管道区段枢转通过180°，从而使得可产生周向焊缝。在陆地上水平铺设长管道的情况下，通过静态激光束取消了管道的转动。由于高能CO2激光器的重量和尺寸大，不能实现以在野外条件下要求的精度通过移动装置使整个CO2激光器绕水平管枢转。激光束绕静态管的引导优选超过180°，从而使光束总是基本垂直打在管的外表面上会非常复杂，这是由于必须使用具有多重接头的反射镜系统。在俄罗斯公开的申请RU 2 229 367 C2中公开了一种反射镜系统，借助该反射镜系统，可通过五个反射镜引导在管外部平行于管轴线引导的激光束，这些反射镜围绕两个管端的周向接头布置在多管柱且多重可调激光引导管系统中。US 4,533,814示出了一种类似的系统，其中，可通过钢引导管系统围绕直径相对较小的管引导垂直射向管轴线的激光束，该钢引导管系统包括三个接头和多个反射镜。在US 4,429,211中描述了另一反射镜系统，其中，激光束通过局部未遮挡的可调反射镜偏转到一工作头上，该工作头绕周向接头运行，并依次使该光束射向周向接头。已知反射镜系统的共同之处在于：由于需要很大空间、重量大、投资成本高、以及对于污染的高敏感度、反射镜的失调或损坏，因此这些反射镜系统不适于在野外条件下移动使用。通过与管轴线同轴的CO2激光束进行内部周向焊接是可行的，然而至今，在不使用附加外部周向焊接的情况下，通过管道的内部周向焊接仅获得了不太令人满意的结果。CO2激光器的另一问题在于其低效率以及相关的高能量和冷却要求。由于在野外使用中通常必须通过移动发电机产生动力，因此对于高能CO2激光器的充足电力供应就成了问题。此外，由于放出大量的热，因此必需使用大型冷却系统，这额外增加了CO2激光器的移动使用的复杂性。由于CO2激光器对振动的敏感度相对较高，因此移动使用几乎不可能。
由于所发射的激光束适用于通过柔性波导管进行光束引导，因此Nd:YAG激光器应该可适用于围绕大直径管引导光束，然而这种激光束源同CO2激光器一样被证明不适于移动的野外应用。由于与其它工业激光器相比，Nd:YAG激光器效率差，因而对于在管道的移动轨道焊接中使用，该激光器需要的动力供应和空间以及其它附加部件(尤其是冷却器)存在着仍未解决的问题。Nd:YAG激光器对于振动也具有相对高的敏感度。而且，由于与CO2激光器相比激光束功率较低，即使在Nd:YAG激光器的静态使用中至今也未得到完全满意的焊接结果，这是因为在大型管尤其是管道焊接中可实现的最大焊接速度很低并且不能实现单道焊接。
圆盘激光器的光束功率目前限制在不超过4kW，考虑到圆盘激光器的光束属性，这被认为对于厚壁管的轨道焊接是不够的。尽管其约20％的高效率以及相关的相对较低的电力需求，但是由于其设计难以调整并且其对振动的敏感度高，因此圆盘激光器目前决不适于作为在野外条件下不可避免地受到振动的移动激光源。
由于所需的能量和空间以及设计和重量，高能CO2激光器、高能Nd:YAG激光器和高能圆盘激光器完全作为移动系统操作具有很大局限，与它们相比，二极管激光器是具有良好效率的相对灵活、紧凑而轻便的激光束源。然而，由于其固有的较低光束密度和光束功率，二极管激光器通常不允许在常规条件下进行深焊，从而将只能通过多道焊技术对厚壁管进行焊接。
US 5,796,068和US 5,796,069描述了一种用于管道架设的激光外周向焊接装置。该装置包括：至少一个固定在管道的一管上的外环形导轨；焊接托架，其在所述导轨上被引导并可绕所述管运动；激光束源，其安装在所述焊接托架上，并用于产生激光束，该激光束可选地通过偏转装置射向由待连接从而彼此抵接的管端形成的接头上；以及供给单元，其同样安装在所述焊接托架上，并用于该焊接托架绕所述管的轨道运动，从而使得所述光束沿相互抵接的管端接头引导，以通过外周向焊缝接合所述端部。由于激光束源直接设置在焊接车辆上并且必须绕整个管运动，因此在适用于此目的的光束源的选择上产生相当多的限制。就大小和重量而言适合的固态或气体激光器具有的光束功率太低，以至于不能实现至少与电弧焊中的焊接速度相当的焊接速度。二极管激光器在某种环境下就其大小而言直接安装在输送托架上是适合的，但是由于其固有的低光束密度，它不允许在不使用多道焊技术的情况下对厚壁管进行深焊。
此外，US 5,796,068和US 5,796,069描述了一种组合的激光内周向焊接和内对中装置。该装置呈可通过管内部的驱动器沿管轴线运动的车辆的形式，因而可定位在由待接合从而彼此抵接的管端形成的接头区域内。借助于结合的内对中单元，可使两个管以已知方式准确相互对准，所述内对中单元具有两个气动夹紧装置，它们在各种情况下径向作用在管的内表面上。在随后的步骤中，沿所述接头引导由安装在管车辆上的激光束源发射的至少一束激光束，从而通过内周向焊缝接合两个管端。此外，描述了一种方法，其中首先通过电弧从内部对焊接层进行焊接，接着通过激光器从外部对焊接层进行焊接。
WO 92/03249公开了一种装置，其使用可引入管内的探针沿管的内圆周进行管的激光焊接。布置在探针内部的是这样一些构件，通过这些构件，在探针内部传送的保护气体流的一部分在到达出口孔之前被分支出去，用于具体由远处的Nd:YAG激光器供应并通过波导管聚焦和偏转的激光束，接着通过向着出口孔指向的流动元件而被输送到探针的外表面。结果，降低了焊接金属在出口孔区域和探针内部的熔敷。
US 5,601,735提供了一种用于制造气密的细长管状接地缸罩的激光焊接装置，该缸罩用于充注绝缘气体SF6，并且包含许多短的缸部分，它们通过外周向焊缝彼此连接并用于电气元件(例如，电力开关或负载中继开关)。所述激光焊接装置包括通过两条保持带布置在周向接头周围的环形框架，所述保持带牢固围住在各种情况下靠近缸端的待连接的两个缸部分。由于通过所述环形框架彼此连接的两条保持带之间的距离可通过大量纵向调节螺钉调节，并且两条保持带可通过沿圆周分布的多个径向紧固螺钉相对于所述缸部分轴向对准，因此可使所述两个缸部分相对于彼此对准。在所述环形框架内部设有环形轨道，沿该环形轨道引导可通过电动机绕周向接头运动的激光焊接工具，所述电动机安装在环形框架上并与设置在激光焊接工具上的齿圈接合。所述激光焊接工具包括：聚焦光学系统，用于将激光束聚焦到周向接头上；检测器，用于检测周向接头的位置；以及两个驱动器，用于使聚焦光学系统与周向接头沿径向和轴向精密对准。所述激光束通过位于环形框架附近的激光束源产生并经由纤维光缆通到聚焦光学系统。所述纤维光缆通过围绕两个管的螺旋轨道缠绕在环形框架内部，使得在激光焊接工具绕管的整个圆周运动期间，防止光缆延长或其它损坏。尽管使用玻璃纤维，但是CO2激光器仍可作为可能的激光束源。US 5,601,735中所述的焊接装置设计成用于接合直径小、壁厚小且重量较轻的相对较短的柱形部分，所述焊接装置在静态应用中使用，如在电力开关或负载中继开关的普通类型的接地罩通常都是处于静态使用中。由于这种产品的制造通常都以静态方式进行，因而没有出现已知装置以普通方式的移动操作问题，为此没有描述适当的措施。通过所述仅为低激光能设计的焊接装置，不能使用用于以高焊接速度焊接达到大于1500mm的较大直径而壁厚达到约25mm的长管(例如管道)的焊接方法。借助于激光功率超过1kW的高能CO2激光束源不可能通过如US 5,601,735所述的光缆引导CO2激光束源的激光束。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种装置，其用于通过仅具有一个层或尽可能少的层的周向焊缝进行管道的轨道焊接，具体用于在野外条件下的移动使用中在地面上水平放置的管道的轨道焊接，通过该装置可实现比MAG轨道焊接中的更高的焊接速度、更高的工艺可靠性以及高焊缝质量。
所述目的通过实现独立权利要求的特征部分得以实现。在从属专利权利要求中描述了以可替换或有利方式进一步完善本发明的特征。
根据本发明的轨道焊接装置适用于移动使用，用于通过至少一个焊缝沿周向接头接合第一管端和第二管端，具体用于制造待水平铺设在地上的管道，而且还用于非水平管道定位的静态使用或在海上的离岸使用。通过根据本发明的轨道焊接装置可在短时间内仅使用一个轨道接合这样的管，它们包括可熔化焊接的材料，尤其是金属材料，优选为钢材(例如，X70、X80、X90、X100或高合金不锈钢)，并且它们的直径为50mm到大于4000mm，壁厚为2.5mm到大于25mm。尽管可将该装置用于较小的管，然而在优选应用中，待接合的管部分的直径超过500mm，具体是超过800mm，尤其是超过1000mm，壁厚超过5mm，尤其是超过10mm，并且长度基本大于该管的直径。由于适于移动和独立使用，根据本发明的该装置还可用于在仅有简陋基础设施或没有固定的电力、水或气体供应形式的基础设施可用的环境中，制造待水平铺设在地上的管道。
所述轨道焊接装置包括可相对于第一管的管端(以下称作第一管端)和周向接头定位的引导环。所述周向接头限定为第一管端和第二管道的等截面的管端(以下称作第二管端)的端面之间的间隙或零间隙，或限定为管接头；第一管和第二管彼此对准，从而使得周向接头具有基本恒定的间隙宽度，该宽度为不超过1mm，优选小于0.3mm，更优选为工艺零间隙，并且这两个管基本无错位地相对于彼此对中。这两个管优选具有圆形截面，但是可替换地具有椭圆形或其它截面，并且这两个管具体为直的、弯曲的或成角度的。在各种实施例中，从现有技术可知用于从内部和/或外部对中管并用于形成周向接头的限定间隙宽度的装置。尤其借助于已知的端面加工装置对所述管端进行加工，从而使得周向接头呈平头对接焊、Y形焊、V形焊或U形焊的形式。可替换地，所述边缘被激光切割。所述引导环优选以距第一管端的外表面或内表面的恒定距离与周向接头平行地对齐。例如通过沿引导环的圆周布置的多个夹紧螺钉实现所述对齐，通过这些螺钉可准确调整引导环与管表面的距离。
所述引导环用于引导布置在所述环上的轨道托架，该轨道托架在轨道上可移位地被沿第一管端的整个外圆周或内圆周或至少沿该圆周的一部分而被引导。轨道托架通过供给装置在电机动力下沿引导环运动。
在所述轨道托架上设有用于引导和形成激光束的激光焊接头。可使激光焊接头对准周向接头，从而，如果适当地供应惰性或活性工艺气体或者其混合物，则通过由该激光焊接头将激光束聚焦到周向接头上或聚焦到紧邻周向接头的位置上，可在激光束的热影响区(以下称为激光焊接区)内使得两轴端的材料熔化，并且如果适当地供应以焊丝形式的填充材料，则通过使轨道托架沿引导环运动，可沿周向接头形成焊缝。如果适当，可设置用于支撑焊池或合成的装置，具体是设在相对侧上的铜滑块或者设在根部侧上的用于供给合成气体的供给装置。
根据本发明，通过至少一个移动高能光纤激光束源产生激光束，该激光束源设置成远离激光焊接头，具体地，可纵向地相对于管轴线在管外部运动的输送车辆上具有振动阻尼。通过波导管优选为柔性纤维光缆将由纤维激光器产生的激光束从该高能纤维激光束源引导到激光焊接头。可使用长度为30m到超过200m的波导管，从而使得输送车辆可和高能纤维激光束源定位在离激光焊接头的较远距离处。
在本发明的情况下，高能纤维激光束源应理解为是指这样的固态激光束源，根据使用领域以及由纤维形成的激光激活介质，其光束功率为超过1kW，具体是超过3kW，优选超过5kW，特别优选超过7kW。由具体是钇铝石榴石组成的所述纤维通常掺杂镱或其它稀有土金属。玻璃纤维的端部和/或侧面例如通过二极管光学泵浦。普通高能纤维激光束源的波长为约1.07μm，可得到的光束功率理论上达到大于100kW，其效率大于20％。这样，高能纤维激光束源的效率基本高于Nd:YAG激光器或CO2激光器的效率。可得到的最大光束功率目前基本高于Nd:YAG激光器或二极管激光器的光束功率。光束密度超过二级管激光器的光束密度，所以可进行深焊。与CO2激光器、Nd:YAG激光器和圆盘激光器相比，高能纤维激光束源对于振动相对不敏感。与CO2激光器相比，由高能纤维激光束源产生的激光束可经由柔性光缆穿过达到200米的距离。高能纤维激光束源允许在所谓的cw(等幅波)操作中产生连续激光辐射，并允许产生具有达到大于20kHz的脉冲频率及任意脉冲形状的脉冲激光辐射。具体地，由于高能纤维激光束源的以下方面：相比于Nd:YAG激光器的出色效率(这需要相对较低的发电机功率和相对较小的冷却系统)；可得到的高光束功率和突出的光束质量(与二极管激光器相比，这允许深焊)；相比于Nd:YAG激光器和CO2激光器对于波导管光束引导的适应性、对振动的低敏感性以及较小的尺寸，可实现在运输车辆上的移动使用和独立使用。
如试验所表明，通过本发明的轨道焊接装置，以每分钟2.2或1.2米的焊接速度，以目前商业可得到的10kW的光束功率、光束参数乘积为12mm·mrad并且聚焦范围内的光束直径约为0.3mm，可接合壁厚为12mm或16mm、由X70钢制成的管，这些管具有呈V缝形的周向接头，该V缝通过激光束切割制备，具有仅约为1°的很小的开度角，由此产生的质量合格(on-spec)焊缝仅具有单层焊接层。这样，在野外条件下的移动使用中，对于接合具有1000mm的正常直径的两个普通管道部分来说，可得到小于三分钟的焊接速度。
本发明的主要优点在于，可只通过一个轨道以及优选在较短时间内的单次焊接过程接合两管端。由于可通过单个焊接站完全接合两个管部分，因而消除了使用在沿管道的多个接合位置操作的多个不同焊接站以及焊接不同焊接层的必要性，这在通过MAG轨道焊接在野外条件下水平铺设管道中，由于经济原因而存在至今。消除了多个焊接站的输送及相关的成本。与在至今已知方法的情况中相比，需要大致很少的人员。焊缝质量和工艺可靠性超过了至今已知的MAG轨道焊接装置的焊缝质量和工艺可靠性。当然，为了进一步提高制造速度，可使用多个激光焊接头，它们可在周向接头上操作或用在不同的焊接站中。多个激光焊接头使用单个高能纤维激光束源，或者单个激光焊接头使用多个高能纤维激光束源。还可将根据本发明的轨道焊接装置与已知轨道焊接装置(例如，从现有技术已知的MAG轨道焊接装置)的元件相结合。
在本发明的进一步研究中，将具体可在电机动力下相对于轨道托架对齐的MSG电弧焊接头间接或直接设置在该轨道托架上。MSG电弧焊接头通常应理解为是指金属保护气体焊接头，其中电弧在通过焊丝输送而被持续引导的电极丝和工件之间燃烧并被保护气体层所包围。MSG电弧焊接头例如在激光焊接头上直接或间接安装在轨道托架上，并且具体是可相对于该轨道托架沿多个方向调整。可这样设置MSG电弧焊接头，使得激光束和MSG电弧一起在激光焊接区内作用，或者激光束和MSG电弧在单独的加工区内作用。
附图说明
以下参照具体作业示例仅以示例的方式更加详细地描述根据本发明的装置，并论述了本发明的其它优点，这些示例在附图中示意性而未按比例示出。具体地：
图1以立体概要图表示轨道焊接装置的第一实施例，其包括：轨道托架、用于接合第一管端和第二管端的激光焊接头、以及输送车辆；
图2表示具有激光焊接头的轨道托架的横向于管轴线的详细视图；
图3表示具有激光焊接头、焊丝喷嘴和工艺气体喷嘴的轨道托架沿平行于管轴线的A-A的详细视图；
图4以立体概要图表示轨道焊接装置的第二实施例，其包括：轨道托架、激光焊接头、MSG电弧焊接头以及输送车辆；以及
图5表示具有激光焊接头和MSG电弧焊接头的轨道托架平行于管轴线的详细视图。
具体实施方式
在图1、图2和图3中以不同视图和不同程度的细节示出了本发明的第一实施例。图1以管道架设场所的立体概要图示出整个轨道焊接装置。待水平铺设在地上的管道5的第一管端1和第二管端2通过已知的内对中装置(未示出)、至少一个管起重机(未示出)和管支撑件45对准并对中，从而使得周向接头3在第一管端1和第二管端2之间具有小于0.3mm的限定间隙宽度，并且不存在边缘错位。呈具有导轨的保持带形式的引导环6设置在第一管端1上，平行于周向接头3并与第一管端1的外表面14相隔固定距离。在引导环6上设置轨道托架7，其在电机动力下可移动地沿引导环6绕第一管端1(如箭头51所示)被引导。在轨道托架7上安装有激光焊接头12，其可与周向接头3对准，从而使得通过使由激光焊接头12聚焦的激光束10射向激光焊接区13内并在电机动力下使轨道托架7在轨道上移动，而沿周向接头3生成焊缝4(在这种情况下为外焊缝4)。管支撑件45的高度选择成使得轨道托架7可以绕第一管端运行360°。激光束10由容纳有振动阻尼的高能纤维激光束源9产生，该高能纤维激光束源在输送车辆35上，远离轨道托架7。产生的激光束10通过柔性波导管11(参见图2)而被引导，所述柔性波导管在管束50内从高能纤维激光束源9通向激光焊接头12，所述管束50通过输送车辆35的起重机46被引导到轨道托架7上。管束50通过起重机46运送(如箭头52所示)，从而使轨道托架7可无阻碍地运动。起重机46还可用于安装引导环6和轨道托架，以及用于保持使焊点与环境隔离(反之亦然)的隔离装置(未示出)，这首先是为了保护操作者免受激光束的有害反射，其次是为了使气流、湿气和杂质远离焊点。此外，在输送车辆上设有发电机36和冷却系统37，所述发电机36至少产生用于操作高能纤维激光束源9所需的电力，所述冷却系统37至少用于冷却该高能纤维激光束源9。图1的其它附图标记将在其它附图的描述中在下文描述。此外，在以下附图的描述中将参照在前附图中的附图标记。
图2以横向于管轴线的简化详细视图表示根据图1的轨道托架7，该轨道托架7可移动地安装在引导环6上。在轨道托架7上设有供给装置8，其与引导环6接合，从而使得轨道托架7可通过电动机以预定输送速度绕第一管端和周向接头3进行轨道运动，所述周向接头3由开度角很小的V形对接接头形成。为了能够检测轨道托架7相对于基准位置的轨道位置α，在轨道托架7上安装有例如电子角度编码器形式的轨道位置传感器18。激光焊接头12通过调节装置16安装在轨道托架7上，借助调节装置16通过相对于轨道托架7调节整个激光焊接头12，可相对于周向接头3定位激光束10。如箭头53所示，调节装置16(例如为伺服电机)允许垂直于管调节激光焊接头12，从而使得例如可调节焦点位置，并且允许平行于管轴线进行调节，以使激光束10与周向接头3准确对准。可替换地，当然能够将调节装置16设计成可以以其它自由度调节激光焊接头12，或者可通过光学方法额外或专门对激光束10进行调节，所述光学方法为例如借助激光焊接头的聚焦或偏转单元。在管束50中通向轨道托架7的波导管11将由高能纤维激光束源9发射的激光束10引导到激光焊接头12，该激光焊接头12将激光束10聚焦到周向接头3或靠近周向焊接头3的位置上，从而使第一管端1和第二管端2在激光束10的热影响区(激光焊接区13)内的材料熔化并形成焊缝4。由于激光焊接头12受到高的热负载，在管束50内容纳有具有顺流和回流的冷却/加热循环器47，它将设在输送托架上的冷却系统37的冷却流体或加热流体供给激光焊接头12的所有待冷却或加热的部件或者设在轨道托架7上的其它部件。管束50中的呈缆线形式的通讯线路49将尤其是电流供给至供给单元8，并允许间接或直接设在轨道托架7上的所有传感器和致动器与设在输送车辆35上并控制和监测整个焊接过程的控制计算机44进行通讯。为了保护激光焊接头12免受飞溅物或其它杂质影响，从输送车辆35经由管束50中的压缩空气管线48向激光焊接头12输送压缩空气，从而可为具体是设在激光焊接头12的聚焦光学系统前部的防护屏供应稳定的压缩空气流。
图3以根据图2的平行于管轴线的A-A详细视图示出激光焊接头12。用于在激光焊接区13的区域内供应工艺气体的工艺气体喷嘴20在激光焊接头12上间接安装在轨道托架7上。通过工艺气体储存器22对工艺气体喷嘴20进行供应，该工艺气体储存器22远离轨道托架7设在输送车辆35上，并借助经由管束50通向轨道托架7的工艺气体管线21与工艺气体喷嘴20相连。具体适合的工艺气体为惰性和活性气体，优选例如以合适混合比混合的氩气、氦气、N2、CO2或O2。用于将焊丝24供应到激光焊接区内的焊丝喷嘴23也在激光焊接头12的另一侧间接安装在轨道托架7上。通过供应焊丝24以及随后引入填充材料，可以提高周向接头3的间隙桥接能力。焊丝24经由通过管束50到达轨道托架7的焊丝供给管线25从容纳在输送车辆35上的焊丝供给单元26供给。为了加热焊丝24，在焊丝喷嘴23的紧前部设置用于例如电感加热焊丝24的焊丝加热单元27。可替换地，可以优选为供给未加热的冷焊丝而不是热焊丝。在工作示例中示出，焊丝24是被牵引的。可替换地，还可实现贯穿的或横向的焊丝供给。除分开的工艺气体喷嘴20外，还可与激光束同轴或借助焊丝喷嘴23实现工艺气体的供应。可替换地，工艺气体喷嘴20和焊丝喷嘴23直接安装在轨道托架7上，并且可以以至少一个自由度相对于轨道托架7对齐。
在图4中以立体概要图示出了整个轨道焊接装置的第二实施例，而在图5中以平行于轨道托架上的管轴线的详细视图示出第二实施例。以下，对图4和图5一起进行描述，仅论述与第一实施例相比的不同之处，并且因此参照以上说明的附图标记进行描述。使用现有技术已知的金属保护气体电弧焊接头28，取代从焊丝供给单元26经由焊丝供给管线25通过焊丝喷嘴23供给的焊丝24、以及从工艺气体储存器22经由工艺气体管线21通到工艺气体喷嘴20的工艺气体的供应。通过将MSG电弧焊接头28安装在激光焊接头12上而将其间接地设置在轨道托架7上。如通过箭头54所示，MSG电弧焊接头28可在电机动力下相对于激光焊接头12并因此相对于轨道托架7以多个自由度对准。为了对MSG电弧焊接头28进行供应，在输送车辆35上设置可自由编程的MSG电源32、MSG工艺气体储存器33以及MSG焊丝供给单元34，它们通过MSG电力管线29、MSG工艺气体管线30以及MSG焊丝供给管线31与MSG电弧焊接头28相连，分别用于形成MSG电弧、供应MSG工艺气体以及供应MSG焊丝。管线28、29、30通过管束50通向轨道托架7。此外，地线55使第一管端1及第二管端2与MSG电源32相连。MSG电弧焊接头28定位成使得激光束10和MSG电弧在激光焊接区13配合。然而，可替换地，可以将MSG电弧焊接头28定位成使激光束10和MSG电弧在分开的加工区域中作用，激光束10优选在MSG电弧之前。可替换地，也可将激光束10定位成在MSG电弧之后。通过激光焊接和MSG电弧焊接的组合可进一步提高焊接速度，改善了加工稳定性、通过MSG焊丝供应来引入填充材料、并实现了较低的温度梯度从而降低硬化趋势。而且，实现了较大的间隙桥接能力。当希望显著提高焊接速度，或者因为冶金原因、与间隙填充有关的原因或由于特定标准而需要使用较大量的填充材料时，激光焊接与MSG电弧焊接的组合尤其有利。
通过控制计算机44实现整个焊接过程的控制和监测，该控制计算机44具有通过通讯线路49与轨道托架7的传感器和致动器、设置在轨道托架7上的部件以及设在输送车辆35上的单元进行通讯的通讯链路。为了提高加工可靠性和焊接速度，在控制计算机44中集成有多个控制、调整、监测以及记录装置，这将在以下描述。这些装置例如为有线电路(cabledcircuit)或适当编程的控制/调整装置的形式。
控制计算机44具有第一工艺参数控制器19，其以这样的方式形成并通过控制计算机44与轨道位置传感器18、高能纤维激光束源9、MSG电源32以及供给装置8相连，从而使得激光辐射参数、MSG电弧参数以及轨道托架7的前进速度可作为轨道托架7的轨道位置α的函数自动修改。因此可以在例如向下立焊或向上立焊的情况下使用不同的焊接参数。
图5示出了焊缝跟踪传感器15，其安装在激光焊接头12上，并在由激光束10的定位限定的已形成或希望的激光焊接区前方行进，通过该焊缝跟踪传感器可检测周向接头3相对于希望的激光焊接区13的位置。焊缝跟踪传感器15例如为通过三角测量检测周向接头3的位置的光学传感器形式。焊缝跟踪传感器15的与所述位置相关的信号被输送到与调节装置16相连的控制计算机44。控制计算机44具有位置控制器17，其以这样的方式形成并通过控制计算机44与焊缝跟踪传感器15及调节装置16相连，从而使得激光束10且具体是MSG电弧焊接头28的方位可作为检测到的周向接头3位置的函数自动调整。因此，激光束10相对于周向接头3自动定位，从而即使当引导环6没有平行于周向接头3准确安装或者周向接头3不直时，也可避免激光束10和MSG电弧的错位。
此外，在激光焊接头12上设置工艺传感器40，从而使得来自激光焊接区13的电磁辐射，具体是热辐射、光辐射或等离子辐射可通过该工艺传感器40进行检测。集成在控制计算机44中的第二工艺参数控制器41以这样的方式形成并通过该控制计算机与工艺传感器40、高能纤维激光束源9、MSG电源32、供给装置8以及调节装置16相连，从而使得激光辐射参数、MSG电弧参数、轨道托架7的前进速度以及激光束10的方位可作为检测到的辐射的函数自动修改。
可通过光学焊缝质量传感器38对生成的焊缝4进行光学记录，该焊缝质量传感器38同样安装在激光焊接头12上，位于激光焊接区13之后，并且例如为光学传感器形式。记录装置39设置在控制计算机44上，其通过控制计算机44与焊缝质量传感器38相连，用于存储并光学再现生成的焊缝4的记录，从而使得在进行完焊接过程后可以再次再现记录下的焊接过程。由于可以通过轨道位置α的附加检测和记录快速发现焊缝4中缺陷的位置，因而这对确定焊缝4中的任何缺陷尤其有利。
在进一步改进中，图像处理装置42也集成在控制计算机44中，并且以这样的方式在那里形成并通过控制计算机44与记录装置39相连，从而使得可对生成的焊缝4的记录进行电子评价，并可输出与焊缝4的质量相关的评价信号。这样，在焊缝4中存在缺陷的情况下，可输出或记录错误信息。如果合适，则在输出错误信息后停止焊接过程并输出警告信号，以允许快速消除错误，从而使停工时间较短。
第三工艺参数控制器43同样集成在控制计算机44中，其以这样的方式形成并通过控制计算机44与图像处理装置42、高能纤维激光束源9、MSG电源32、供给装置8以及调节装置16相连，从而使得激光辐射参数、MSG电弧参数、轨道托架7的前进速度以及激光束10的方位可作为所述评价信号的函数自动修改。借助于该控制器通过修改工艺参数可自动消除焊缝4的质量不足或者焊缝缺陷。
可替换地，由于三个工艺参数控制器19、41、43相互独立，因而可以使用它们中的任何一个或两个，而不是使用全部这三个工艺参数控制器19、41、43。
为提高工艺可靠性而使用其它传感器和控制器当然是可行的。上述各种装置仅代表一种可行的非限制性实施例。因此，例如所述传感器也可间接或直接设置在轨道托架7的其它元件上，而不是设置在激光焊接头12上。可以使用例如直接设在轨道托架7上的多个独立控制器或调整单元而不是控制计算机44。

Claims (18)

1、一种用于移动使用的轨道焊接装置，其用于通过至少一个焊缝(4)沿周向接头(3)接合第一管端(1)和第二管端(2)，具体是用于制造待铺设在地上的管道(5)，该轨道焊接装置至少包括：
引导环(6)，其可相对于所述第一管端(1)和所述周向接头(3)定位；
轨道托架(7)，其至少沿所述引导环(6)的一部分被可移动地引导；
供给装置(8)，所述轨道托架(7)可通过该供给装置在电机动力下沿所述引导环(6)运动；
焊接头，其设置在所述轨道托架(7)上，并可与所述周向接头(3)对准，从而，通过移动该轨道托架(7)可使得沿所述周向接头(3)的至少一部分生成焊缝(4)；
连接管线；以及
焊接装置，具体是移动焊接装置，其远离所述轨道托架(7)，并通过所述连接管线与所述焊接头相连，并且间接或直接地提供生成焊缝(4)所需的电力；
其特征在于：
所述焊接装置为高能纤维激光束源(9)的形式，通过该高能纤维激光束源可产生激光束(10)；
所述连接管线为波导管(11)的形式，用于将激光束(10)引导到所述轨道托架(7)；并且
所述焊接头为激光焊接头(12)的形式，用于使激光束(10)射向激光焊接区(13)，并用于随后生成焊缝(4)。
2、根据权利要求1所述的轨道焊接装置，其特征在于：
所述引导环(6)设计成能够设置在所述第一管端(1)的外表面(14)上；并且
可产生的所述焊缝为外焊缝(4)的形式。
3、根据权利要求1或2所述的轨道焊接装置，其特征在于，至少包括：
工艺气体喷嘴(20)，其间接或直接地设置在所述轨道托架(7)上，并用于将工艺气体供应到所述激光焊接区(13)的区域；
工艺气体管线(21)；以及
工艺气体储存器(22)，具体是移动工艺气体储存器，其远离所述轨道托架(7)并通过所述工艺气体管线(21)与所述工艺气体喷嘴(20)相连，用于供应工艺气体。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的轨道焊接装置，其特征在于，至少包括：
焊丝喷嘴(23)，其间接或直接地设置在所述轨道托架(7)上，并用于将焊丝(24)供应到所述激光焊接区(13)内；
焊丝供给管线(25)；以及
焊丝供给单元(26)，具体是移动的焊丝供给单元，其远离所述轨道托架(7)并通过所述焊丝供给管线(25)与所述焊丝喷嘴(23)相连，用于供应焊丝。
5、根据权利要求4所述的轨道焊接装置，其特征在于，在所述焊丝喷嘴(23)的上游设置有焊丝加热单元(27)，用于加热所述焊丝(24)。
6、根据权利要求1或2所述的轨道焊接装置，其特征在于，至少包括：
MSG电弧焊接头(28)，其间接或直接设在所述轨道托架(7)上，并且能够在电机动力下具体是相对于该轨道托架(7)对准；
MSG电力管线(29)；
MSG工艺气体管线(30)；
MSG焊丝供给管线(31)；
MSG电源(32)，具体是移动并可自由编程的MSG电源，其远离所述轨道托架(7)，并通过所述MSG电力管线(29)与所述MSG电弧焊接头(28)相连，用于形成MSG电弧；
MSG工艺气体存储器(33)，具体是移动MSG工艺气体存储器，其远离所述轨道托架(7)，并通过所述MSG工艺气体管线(30)与所述MSG电弧焊接头(28)相连，用于供应MSG工艺气体；以及
MSG焊丝供给单元(34)，具体是移动MSG焊丝供给单元，其远离所述轨道托架(7)，并通过所述MSG焊丝供给管线(31)与所述MSG电弧焊接头(28)相连，用于供应MSG焊丝。
7、根据权利要求6所述的轨道焊接装置，其特征在于，所述MSG电弧焊接头(28)间接或直接布置在所述轨道托架(7)上，从而使得激光束(10)和MSG电弧在所述激光焊接区(13)内配合。
8、根据权利要求6所述的轨道焊接装置，其特征在于，所述MSG电弧焊接头(28)间接或直接布置在所述轨道托架(7)上，从而使得激光束(10)和MSG电弧在分开的加工区内作用。
9、根据权利要求1至8中任一项所述的轨道焊接装置，其特征在于，包括：
用于检测所述轨道托架(7)的轨道位置(α)的轨道位置传感器(18)；以及
第一工艺参数控制器(19)，其以这样的方式形成并连接到所述轨道位置传感器(18)上，且至少连接到所述高能纤维激光束源(9)上、具体是连接到所述MSG电源(32)和供给装置(8)上，从而使得激光辐射参数、具体是MSG电弧参数和所述轨道托架(7)的前进速度可作为该轨道托架(7)的轨道位置(α)的函数自动修改。
10、根据权利要求1至9中任一项所述的轨道焊接装置，其特征在于，包括：
焊缝跟踪传感器(15)，其以这样的方式间接或直接设置在所述轨道托架(7)上，尤其是设置成位于希望的激光焊接区(13)的前方，从而使得可检测到所述周向接头(3)相对于该希望的激光焊接区(13)的位置；
调节装置(16)，通过该调节装置可使激光束(10)、具体是所述焊丝喷嘴(23)或所述MSG电弧焊接头(28)相对于所述周向接头(3)定位；以及
位置控制器(17)，其以这样的方式形成并与所述焊缝跟踪传感器(15)和所述调节装置(16)相连，从而使得激光束(10)的方位、具体是所述焊丝喷嘴(23)或所述MSG电弧焊接头(28)的方位可作为检测到的所述周向接头(3)位置的函数自动修改。
11、根据权利要求1至10中任一项所述的轨道焊接装置，其特征在于，包括：
工艺传感器(40)，其以这样的方式间接或直接设置在所述轨道托架(7)上，具体是设置在所述激光焊接头(12)上，从而使得可检测来自所述激光焊接区(13)的电磁辐射，具体是热辐射、光辐射或等离子辐射；以及
第二工艺参数控制器(41)，其以这样的方式形成并连接到所述工艺传感器(40)上，且至少连接到所述高能纤维激光束源(9)上，具体连接到所述MSG电源(32)、供给装置(8)和调节装置(16)上，从而使得激光辐射参数，具体是MSG电弧参数、所述轨道托架(7)的前进速度以及激光束(10)的方位可作为检测到的辐射的函数自动修改。
12、根据权利要求1至11中任一项所述的轨道焊接装置，其特征在于，包括：
光学焊缝质量传感器(38)，其间接或直接设在所述轨道托架(7)上，跟踪所述激光焊接区(13)，并用于对生成的焊缝(4)进行光学记录；以及
记录装置(39)，其与所述焊缝质量传感器(38)相连，用于存储并光学再现生成的焊缝(4)的记录。
13、根据权利要求12所述的轨道焊接装置，其特征在于，包括图像处理装置(42)，其以这样的方式形成并与所述记录装置(39)相连，从而使得可对生成的焊缝(4)的记录进行电子评价，并可输出与焊缝(4)的质量有关的评价信号。
14、根据权利要求13所述的轨道焊接装置，其特征在于，包括第三工艺参数控制器(43)，其以这样的方式形成并至少连接到所述图像处理装置(42)和高能纤维激光束源(9)上，且具体连接到所述MSG电源(32)、供给装置(8)以及调节装置(16)上，从而使得激光辐射参数，具体是MSG电弧参数、所述轨道托架(7)的前进速度和激光束(10)的方位可作为所述评价信号的函数自动修改。
15、根据权利要求1至14中任一项所述的轨道焊接装置，其特征在于，包括输送车辆(35)，其可在电机动力的作用下在第一管(1)和第一管(2)的外部纵向运动，并且其上至少包括：
所述高能纤维激光束源(9)；
发电机(36)，至少用于产生操作所述高能纤维激光束源(9)所需的电力；以及
冷却系统(37)，其至少与所述高能纤维激光束源(9)协同；
并且在所述输送车辆(35)上具体设置：
所述工艺气体储存器(22)；
所述焊丝供给单元(26)；
所述MSG电源(32)；
所述MSG工艺气体储存器(33)以及
所述MSG焊丝供给单元(34)；
从而使得所述轨道焊接装置可以以基本独立的移动方式操作。
16、根据权利要求15所述的轨道焊接装置的输送车辆(35)，其特征在于，在该输送车辆(35)上设置：
高能纤维激光束源(9)；
发电机(36)，至少用于产生操作所述高能纤维激光束源(9)所需的电力；以及
冷却系统(37)，其至少与所述高能纤维激光束源(9)协同。
17、根据权利要求16所述的输送车辆(35)，其特征在于，在该输送车辆(35)上设置：
工艺气体储存器(22)；以及
焊丝供给单元(26)。
18、根据权利要求16所述的输送车辆(35)，其特征在于，在该输送车辆(35)上设置：
MSG电源(32)；
MSG工艺气体储存器(33)；以及
MSG焊丝供给单元(34)。
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