ES2378049T3 - Procedimiento y dispositivo de soldadura que combina un haz de l�?ser y el arco eléctrico con electrodo fusible para ensamblar conductos met�?licos puestos uno a continuación de otro para formar canalizaciones met�?licas del tipo de oleoducto. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de soldadura que combina un haz de l�?ser y el arco eléctrico con electrodo fusible para ensamblar conductos met�?licos puestos uno a continuación de otro para formar canalizaciones met�?licas del tipo de oleoducto. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2378049T3 ES2378049T3 ES06764725T ES06764725T ES2378049T3 ES 2378049 T3 ES2378049 T3 ES 2378049T3 ES 06764725 T ES06764725 T ES 06764725T ES 06764725 T ES06764725 T ES 06764725T ES 2378049 T3 ES2378049 T3 ES 2378049T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- laser beam
- welding
- electric arc
- point
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 75
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 17
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 102100040684 Fermitin family homolog 2 Human genes 0.000 description 1
- 101000892677 Homo sapiens Fermitin family homolog 2 Proteins 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
-
- 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
- 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
- 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
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/10—Pipe-lines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
Procedimiento de soldadura, en particular de piezas tubulares tales como conductos metálicos puestos uno a continuación de otro para formar canalizaciones metálicas de tipo oleoducto, en el cual se realiza la pasada de penetración por el exterior, en el cual se crea un baño de fusión único bajo la acción simultánea de al menos un haz de láser (1) transmitido por fibra óptica y de al menos un arco eléctrico bajo protección gaseosa generado a partir de un electrodo fusible (2a) que constituye el material de aportación, caracterizado porque se regula independientemente uno de otro, la posición del punto de focalización del haz de láser (1), el intervalo entre el punto de focalización (1a) del haz de láser (1) y la posición del punto de impacto (2b) del arco eléctrico así como la posición angular de la antorcha de soldadura MIG con respecto al haz de láser, porque se ajusta el punto de focalización del haz de láser en una banda de +/-5 mm por encima o por debajo del fondo del chaflán formado por los dos conductos, variando el intervalo entre el punto de focalización y el punto de impacto del arco eléctrico en la banda de - 5 mm a + 5 mm a una y otra parte del punto de focalización del láser, mientras que la banda angular (!) en la cual varía la antorcha MIG con respecto al haz de láser es de 5º a 45º , porque se regula en tiempo real cada una de las variables en función de informaciones resultantes de la detección y del análisis de las condiciones de aproximación en tiempo real en el transcurso de la pasada de penetración y porque, antes del inicio de la soldadura, se programan para cada una de las variables, punto de focalización del haz de láser, intervalo entre el punto de focalización del haz de láser y el punto de impacto del arco eléctrico y la posición angular de la antorcha MIG, valores de consigna para cada una de las posiciones orbitales del dispositivo de soldadura alrededor de los conductos.
Description
Procedimiento y dispositivo de soldadura que combina un haz de láser y el arco eléctrico con electrodo fusible para ensamblar conductos metálicos puestos uno a continuación de otro para formar canalizaciones metálicas del tipo de oleoducto.
La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo de soldadura, en particular de piezas tubulares tales como conductos metálicos puestos uno a continuación de otro para formar canalizaciones metálicas de tipo oleoducto, destinadas al transporte de gas, de petróleo, de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 3 (véase por ejemplo el documento FR 2 832 337).
Para formar canalizaciones de tipo oleoducto, es importante que la soldadura realizada entre dos conductos presente cualidades requeridas para el transporte de los materiales tales como el petróleo, el gas, no debiendo presentar por tanto la soldadura defectos que corran el riesgo de provocar debilidades.
Para realizar la unión de soldadura de manera fiable, se ha propuesto utilizar un procedimiento de soldadura con láser. Sin embargo, los diferentes procedimientos de soldadura con láser y dispositivos para su puesta en práctica presentan numerosos inconvenientes.
Así, de acuerdo con el documento EP 706 849 la fuente de láser está alejada del dispositivo de focalización y es necesario prever numerosos juegos de espejos para hacer girar el haz o los haces de láser alrededor de la circunferencia que hay que soldar, conduciendo por este hecho a una estructura compleja, que necesita una regulación minuciosa y precisa, poco fiable y que con frecuencia da lugar a un problema de calentamiento de los espejos. Además, el dispositivo de soldadura con láser es situado en el interior de los conductos, lo que implica un equipo específico complejo y caro, de mantenimiento delicado.
En el documento FR 2 812 227, se propone un dispositivo de soldadura con láser cuyo grupo generador de energía eléctrica es llevado por un vehículo externo, colocándose el haz de láser orbitalmente y presentando una potencia muy elevada superior a 4 kW. Un dispositivo de este tipo necesita por tanto una potencia importante, lo que no es económicamente viable.
Se ha podido constatar igualmente que, cuando el láser es utilizado solo para realizar la soldadura, se obtiene una tolerancia muy pequeña sobre las condiciones de aproximación, especialmente cuando se constata la presencia de holgura. Además, siendo pequeña o nula la cantidad de metal de aportación, resulta una dependencia muy grande con respecto a las composiciones de metal de base de los conductos que hay que soldar en lo que concierne a las características mecánicas de la soldadura obtenida. En efecto, no es posible mejorar estas características mecánicas jugando con la composición química del metal de aportación y con la velocidad de llegada de este metal de aportación (tasa de depósito), lo que provoca una disminución de la dureza y un aumento de la tenacidad.
En el documento EP 0 852 984, se ha propuesto un procedimiento de soldadura combinado de arco y láser. En particular, se propone realizar en primer lugar una soldadura con arco en el interior de los conductos seguida de una soldadura con láser en el exterior o bien, en primer lugar una soldadura con láser en el exterior seguida de una soldadura con arco en el interior. Así pues, el procedimiento propuesto necesita la utilización de dos dispositivos de soldadura independientes, uno en el interior y el otro en el exterior, lo que implica un coste muy elevado.
El documento W02005/056230 publicado después de la fecha de prioridad de la presente solicitud y antes de su fecha de registro, describe un procedimiento de soldadura con láser en el cual se asocia una cabeza de soldadura con arco eléctrico MSG a la cabeza de soldadura con láser. Esta cabeza de soldadura con arco eléctrico MSG puede ser orientada para actuar con la cabeza de láser en la zona de soldadura con láser o bien ser orientada de manera que siga a la cabeza de láser. Sin embargo, el dispositivo de puesta en práctica de este procedimiento de soldadura no prevé, durante la fase de penetración, poder regular independientemente uno de otro la posición del punto de focalización del haz de láser, el intervalo entre el punto de focalización del haz de láser y la posición del punto de impacto del arco eléctrico así como la posición angular de la antorcha de soldadura MIG con respecto al haz de láser.
Por el documento FR 2 832 337, se conoce un procedimiento de soldadura con láser híbrido. Se menciona que el haz de láser se focaliza sobre una parte de las piezas constituidas por un baño de metal en fusión y que el arco eléctrico se forma entre el electrodo fusible y las piezas que hay que soldar a nivel del baño de metal en fusión, convergiendo los dos medios de soldadura con láser y MIG hacia un mismo baño de metal en fusión. Sin embargo, el baño de fusión es creado en primer lugar por la fusión de la pieza que hay que soldar de manera clásica por el arco eléctrico. Un procedimiento de este tipo está descrito igualmente en el documento JP 2003205378.
Asimismo, por el documento DE 198 49 117 se conoce un procedimiento de soldadura con láser con dos procedimientos MIG que permite realizar una soldadura sobre juntas muy anchas. Se describe en él la posibilidad de
regular independientemente los dispositivos de soldadura al tiempo que sigue teniendo un esquema de funcionamiento conocido tal como el citado anteriormente.
En el documento DE 103 04 709 se describe un procedimiento de soldadura con láser híbrido realizado con la ayuda de una cabeza de soldadura que lleva un haz de láser y medios de soldadura con arco eléctrico. El haz de láser y el arco eléctrico actúan en la misma zona de soldadura, sin embargo estando colocada la cabeza de soldadura con arco delante del haz de láser en la dirección de pasada, ésta por tanto actúa antes que él creando el baño de fusión sobre el cual éste actúa a continuación.
Por otra parte, ninguno de los procedimientos y dispositivos descritos anteriormente permite actualmente poder regular parámetros tales como la posición de la extremidad del hilo electrodo MIG con respecto al punto de focalización del haz de láser o la posición angular de la antorcha MIG con respecto al haz de láser en el transcurso de un ciclo de soldadura, siendo posible la regulación solamente fuera de la soldadura.
La invención se propone paliar sus inconvenientes, proponiendo un nuevo procedimiento de soldadura en el cual se asocia la potencia de la soldadura con láser para la pasada de penetración a la de la soldadura con arco eléctrico por electrodo fusible, presentando el citado procedimiento una velocidad de soldadura ampliamente mejorada al tiempo que utiliza una baja potencia de láser y presentando una estructura relativamente simple.
A tal efecto, la invención tiene por objeto un procedimiento de soldadura, en particular de piezas tubulares tales como conductos metálicos puestos uno a continuación de otro para formar canalizaciones metálicas de tipo oleoducto tal como se define en la reivindicación 1.
Así, de manera muy ventajosa, el procedimiento de acuerdo con la invención permite mantener una velocidad de soldadura elevada de varios metros por minuto al tiempo que utiliza una potencia de láser relativamente baja, especialmente inferior a 4 kW, gracias a la aportación de potencia del procedimiento con arco eléctrico. Preferentemente, el procedimiento de soldadura con arco eléctrico es del tipo MIG/MAG. Se puede tener entonces ventajosamente un láser de potencia facilitada sobre los conductos que hay que soldar inferior o igual a 6 kW, preferentemente inferior a 4 kW, y una antorcha MIG de potencia superior a 8 kW.
Por otra parte, el coste del dispositivo de soldadura utilizado para poner en práctica el procedimiento de la invención resulta reducido puesto que el kW producido con arco eléctrico es netamente menos caro que el kW producido por el láser. El procedimiento es por tanto económicamente muy ventajoso al tiempo que ofrece una velocidad de soldadura muy rápida especialmente de más de 3 m/min.
Preferentemente, el procedimiento se pone en práctica con una potencia de láser comprendida en la banda de 2 kW a 4 kW, obteniéndose entonces la velocidad de soldadura de aproximadamente 2,5 m/min a 4 m/min. Así pues, el procedimiento es muy fiable, económico y menos voluminoso al tiempo que propone una velocidad de soldadura ventajosa.
El procedimiento de acuerdo con la invención permite ventajosamente eliminar los inconvenientes que pueden estar ligados a las condiciones de aproximación (alineación de los conductos). En efecto, si a nivel del plano de unión entre los conductos, existe una luz, el haz de láser puede pasar a través, el procedimiento MIG que interviene de manera simultánea al láser permite arrancar la fusión lo que no habría podido tener lugar si el láser estuviese solo o si el procedimiento MIG hubiera intervenido de manera desfasada.
Además, cuando existe un defecto de alineación de los conductos, el procedimiento MIG permite alisar el perfil de penetración mientras que el procedimiento con láser utilizado solo habría conducido en este caso a un perfil de penetración en escalera.
La invención se refiere igualmente a un dispositivo de soldadura para la puesta en práctica del procedimiento de acuerdo con la invención tal como se define en la reivindicación 3.
De acuerdo con la invención, en el transcurso de la pasada de penetración realizada bajo la acción combinada del láser y del arco eléctrico, se puede regular independientemente uno de otro la posición del punto de focalización del haz de láser, el intervalo entre el punto de focalización del haz de láser y la posición del punto de impacto del arco eléctrico así como la posición angular de la antorcha de soldadura MIG con respecto al haz de láser. El dispositivo de acuerdo con la invención comprende medios de regulación en altura del haz de láser, medios de desplazamiento de la antorcha MIG para desplazar el punto de impacto del arco eléctrico y medios de desplazamiento angular de la antorcha MIG.
Así, anteriormente, punto, intervalo y posición angular eran definidos previamente a la soldadura de modo que en caso de variación del punto de focalización del haz de láser, se inducía un cambio del intervalo entre el punto de focalización y el punto de impacto del arco eléctrico sin poder remediarlo, lo que no era deseable. Además, en el
transcurso del desplazamiento orbital del dispositivo de soldadura alrededor de los conductos, es interesante modificar la posición angular de la antorcha MIG con respecto al haz de láser para definir la anchura de la junta.
De acuerdo con la invención, el punto de focalización del haz de láser es ajustable en una banda de +/- 5 mm, el intervalo entre el punto de focalización y el punto de impacto del arco eléctrico está en la banda de – 5 mm a + 5 mm a una y otra parte del punto de focalización del láser y la banda angular en la cual varía la antorcha MIG con respecto al haz de láser es de 5º a 45º.
La regulación del punto de focalización del haz de láser, del intervalo entre el punto de focalización y la posición del punto de impacto y/o de la posición angular de la antorcha MIG permite absorber las variaciones que sobrevengan en el transcurso de la pasada de penetración, debido a holguras y/o defectos de alineación que pueden aparecer a nivel del plano de unión y debido a la influencia de la gravedad en función de la posición orbital alrededor de los conductos sobre la consistencia del baño de fusión, para llegar a las condiciones de soldadura óptimas definidas.
Se puede así jugar sobre el poder de penetración global del dispositivo de soldadura y sobre el perfil de unión con el fin de mejorar el conjunto.
De esta manera, de acuerdo con la invención, antes de cada soldadura, se pueden programar para cada una de las variables (punto de focalización del haz de láser, intervalo entre el punto de focalización del haz de láser y el punto de impacto del arco eléctrico y posición angular de la antorcha MIG) valores de consigna para cada una de las posiciones orbitales del dispositivo de soldadura alrededor de los conductos (pudiendo ser dada la posición angular especialmente por un sensor embarcado en la cabeza de soldadura).
A tal efecto, el dispositivo, de acuerdo con la invención, comprende medios de programación de los valores de consigna y medios de reconocimiento de la posición orbital del dispositivo de soldadura tal como un sensor angular embarcado en el dispositivo y medios de mando de los medios de regulación en altura del haz de láser, medios de desplazamiento de la antorcha MIG para desplazar el punto de impacto del arco eléctrico y medios de desplazamiento angular de la antorcha MIG.
De acuerdo con la invención, se regulan en tiempo real cada una de las variables en función de informaciones resultantes de la detección y del análisis de las condiciones de aproximación en tiempo real en el transcurso de la fase de penetración.
De acuerdo con la invención, durante la soldadura orbital es posible concentrar más o menos las potencias de láser y de MIG en un solo punto, lo que permite repartir la densidad de la potencia y hacer variar especialmente el poder de penetración así como el mojado exterior del baño de fusión y esto, con parámetros ligados al haz de láser y al arco eléctrico MIG constante.
A tal efecto, el dispositivo de acuerdo con la invención comprende medios de detección y de análisis de las condiciones de aproximación en tiempo real en el transcurso de la pasada de penetración y medios de mando en tiempo real de los medios de regulación en altura del haz de láser, medios de desplazamiento de la antorcha MIG para desplazar el punto de impacto del arco eléctrico y regular el intervalo entre el punto de focalización del haz de láser y el punto de impacto del arco eléctrico y medios de desplazamiento angular de la antorcha MIG.
Esta capacidad de modificación así como la programación posible en función de la posición orbital o la regulación en tiempo real en función de las condiciones de aproximación detectadas en tiempo real, permiten garantizar una calidad (compacidad) incrementada, especialmente durante la realización de la pasada de penetración así como para las pasadas de recubrimiento posteriores.
Se describirá ahora la invención más en detalle refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:
La figura 1 representa una vista en perspectiva de un dispositivo de soldadura de acuerdo con la invención fuera de la soldadura; La figura 2 representa una vista en corte en el plano de unión de un dispositivo de soldadura de acuerdo con la invención en el transcurso de un ciclo de soldadura; La figura 3 representa una vista en corte de un baño de fusión a nivel de un chaflán durante una soldadura con láser solo y La figura 4 representa una vista en corte similar a la figura 3 pero durante una soldadura de acuerdo con la invención.
Como puede verse en la figura 1, el dispositivo de acuerdo con la invención presenta al menos medios de generación de un haz de láser 1 y al menos una fibra óptica que guía a éste hasta el plano de unión entre dos conductos C1 y C2.
El haz de láser 1 interviene sensiblemente perpendicularmente al talón del chaflán creado entre los conductos C1, C2. El dispositivo comprende, además, una antorcha MIG 2 provista de un electrodo fusible 2a y medios de distribución de un gas de protección. La antorcha MIG 2 está situada desplazada angularmente con respecto al haz de láser 1 según un ángulo ! de modo que el punto de impacto del arco eléctrico 2b se encuentra próximo al punto
5 de focalización 1a del haz de láser 1 para generar un baño de fusión 3 único como se ve en la figura 2.
El intervalo entre el punto de focalización 1a del haz de láser 1 y el arco eléctrico (sensiblemente la extremidad del electrodo fusible 2a) es denominado « Ajuste o compensación ».
10 El dispositivo de acuerdo con la invención comprende medios de regulación en altura del haz de láser 1, medios de desplazamiento de la antorcha MIG 2 para desplazar el punto de impacto del arco eléctrico y medios de desplazamiento angular de la antorcha MIG 2.
El punto de focalización 1a del haz de láser 1 es de acuerdo con la invención ajustable en altura con respecto al 15 fondo de chaflán en una banda de +/- 5 mm.
El intervalo « ajuste o compensación » entre el punto de focalización 1a y el punto de impacto del arco eléctrico 2b se encuentra de acuerdo con la invención en la banda de – 5 mm a + 5 mm a una y otra parte del punto de focalización del láser 1 y la banda angular en la cual varía el ángulo de la antorcha MIG con respecto al haz de láser
20 es de 5º a 45º.
La regulación del punto de focalización del haz de láser, del intervalo entre el punto de focalización y la posición del punto de impacto y/o de la posición angular de la antorcha MIG permite absorber las variaciones que sobrevengan en el transcurso de la pasada de penetración, debido a holguras y/o defectos de alineación que pueden aparecer a
25 nivel del plano de unión y debido a la influencia de la gravedad en función de la posición orbital alrededor de los conductos sobre la consistencia del baño de fusión, para llegar a las condiciones de soldadura óptimas definidas.
Así, como puede verse en la figura 3, cuando se utiliza un dispositivo de láser solo y a nivel del chaflán hay una desalineación, sobreviene un efecto de peldaño o de escalera 4.
30 En la figura 4, se puede ver que para un mismo defecto de alineación, el procedimiento de soldadura de acuerdo con la invención permite gracias a la generación de un baño de fusión único atenuar el efecto de escalera 4’.
La invención no está limitada a los ejemplos representados sino que cubre igualmente todas las variantes que entran35 en el campo de protección definido en las reivindicaciones.
Claims (3)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Procedimiento de soldadura, en particular de piezas tubulares tales como conductos metálicos puestos uno a continuación de otro para formar canalizaciones metálicas de tipo oleoducto, en el cual se realiza la pasada de penetración por el exterior, en el cual se crea un baño de fusión único bajo la acción simultánea de al menos un haz de láser (1) transmitido por fibra óptica y de al menos un arco eléctrico bajo protección gaseosa generado a partir de un electrodo fusible (2a) que constituye el material de aportación, caracterizado porque se regula independientemente uno de otro, la posición del punto de focalización del haz de láser (1), el intervalo entre el punto de focalización (1a) del haz de láser (1) y la posición del punto de impacto (2b) del arco eléctrico así como la posición angular de la antorcha de soldadura MIG con respecto al haz de láser, porque se ajusta el punto de focalización del haz de láser en una banda de +/-5 mm por encima o por debajo del fondo del chaflán formado por los dos conductos, variando el intervalo entre el punto de focalización y el punto de impacto del arco eléctrico en la banda de - 5 mm a + 5 mm a una y otra parte del punto de focalización del láser, mientras que la banda angular (!) en la cual varía la antorcha MIG con respecto al haz de láser es de 5º a 45º, porque se regula en tiempo real cada una de las variables en función de informaciones resultantes de la detección y del análisis de las condiciones de aproximación en tiempo real en el transcurso de la pasada de penetración y porque, antes del inicio de la soldadura, se programan para cada una de las variables, punto de focalización del haz de láser, intervalo entre el punto de focalización del haz de láser y el punto de impacto del arco eléctrico y la posición angular de la antorcha MIG, valores de consigna para cada una de las posiciones orbitales del dispositivo de soldadura alrededor de los conductos.
-
- 2.
- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la pasada de penetración se realiza con una potencia de láser facilitada sobre los conductos que hay que soldar inferior o igual a 6 kW y con una antorcha de soldadura con arco eléctrico tal como una antorcha MIG de potencia superior a 8 kW.
-
- 3.
- Dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, que comprende al menos medios de generación de un haz de láser (1) y al menos una fibra óptica que guía a éste hasta el plano de unión entre dos conductos, interviniendo el haz de láser (1) confundido con el plano de unión (P) creado entre los conductos (C1, C2) así como una antorcha de soldadura (2) con arco eléctrico tal como una antorcha MIG provista de un electrodo fusible (2a) y de medios de distribución de un gas de protección, la antorcha de soldadura (2) con arco eléctrico está situada desplazada angularmente con respecto al haz de láser
(1) de modo que el punto de impacto (2b) del arco eléctrico se encuentra próximo al punto de focalización del haz de láser (1) para formar un baño de fusión único durante la pasada de penetración, caracterizado porque comprende medios de regulación en altura del haz de láser, medios de desplazamiento de la antorcha MIG para desplazar el punto de impacto del arco eléctrico y medios de desplazamiento angular de la antorcha MIG, medios de programación de los valores de consigna, medios de reconocimiento de la posición orbital del dispositivo de soldadura tal como un sensor angular embarcado en el dispositivo, caracterizado porque comprende medios de detección y de análisis de las condiciones de aproximación en tiempo real en el transcurso de la fase de penetración y medios de mando en tiempo real de los medios de regulación en altura del haz de láser.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0505605 | 2005-06-02 | ||
| FR0505605A FR2886562B1 (fr) | 2005-06-02 | 2005-06-02 | Procede de soudage, en particulier de pieces tubulaires telles que des conduits metalliques mis bout a bout pour former des canalisations metalliques du type pipeline |
| PCT/FR2006/001258 WO2006129024A1 (fr) | 2005-06-02 | 2006-06-02 | Procede de soudage combinant un faisceau laser et l ' arc electrique avec electrode fusible pour assembler des conduits metalliques mis bout a bout pour former des canalisations metalliques du type pipeline |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2378049T3 true ES2378049T3 (es) | 2012-04-04 |
Family
ID=35700260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06764725T Active ES2378049T3 (es) | 2005-06-02 | 2006-06-02 | Procedimiento y dispositivo de soldadura que combina un haz de l�?ser y el arco eléctrico con electrodo fusible para ensamblar conductos met�?licos puestos uno a continuación de otro para formar canalizaciones met�?licas del tipo de oleoducto. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100276402A1 (es) |
| EP (1) | EP1907161B1 (es) |
| AT (1) | ATE526106T1 (es) |
| CA (1) | CA2610486C (es) |
| ES (1) | ES2378049T3 (es) |
| FR (1) | FR2886562B1 (es) |
| RU (1) | RU2403135C2 (es) |
| WO (1) | WO2006129024A1 (es) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5523045B2 (ja) * | 2009-10-02 | 2014-06-18 | 日立造船株式会社 | コイルの製造装置及び製造方法 |
| JP5827454B2 (ja) * | 2010-03-08 | 2015-12-02 | 株式会社神戸製鋼所 | レーザー・アーク複合溶接方法及び該溶接方法による溶接部材の製造方法 |
| US9290363B2 (en) | 2011-07-21 | 2016-03-22 | Manitowoc Crane Companies, Llc | Tailor welded panel beam for construction machine and method of manufacturing |
| WO2013113630A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | Aktiebolaget Skf | Assembly with weld joint formed in hybrid welding process and method of forming the weld joint |
| US9808887B2 (en) * | 2012-01-31 | 2017-11-07 | Aktiebolaget Skf | Assembly with weld joint formed in hybrid welding process |
| US20130309000A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-21 | General Electric Comapny | Hybrid laser arc welding process and apparatus |
| US10328513B2 (en) * | 2013-05-31 | 2019-06-25 | General Electric Company | Welding process, welding system, and welded article |
| RU2539256C1 (ru) * | 2013-09-27 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий" ООО "ЦЛТ" | Способ лазерно-дуговой орбитальной сварки |
| US10981248B2 (en) * | 2013-11-22 | 2021-04-20 | General Electric Company | Hybrid welding apparatuses, systems and methods for spatially offset components |
| DE102017107725A1 (de) | 2017-04-10 | 2018-10-11 | Bpw Bergische Achsen Kg | Verfahren zum Herstellen eines Achskörpers einer Fahrzeugachse sowie Achskörper einer Fahrzeugachse |
| GB2569110B (en) | 2017-11-30 | 2021-12-15 | Acergy France SAS | Preheating Method and Apparatus for Welding |
| RU2679858C1 (ru) * | 2018-02-19 | 2019-02-13 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Способ гибридной лазерно-дуговой сварки стальных толстостенных конструкций |
| RU2710090C1 (ru) * | 2018-10-31 | 2019-12-24 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Способ лазерно-дуговой сварки |
| US20210031297A1 (en) * | 2019-08-01 | 2021-02-04 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for multi-task laser welding |
| CN110614438A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-12-27 | 上海工程技术大学 | 一种用于对接间隙的高强钢激光电弧复合焊焊接方法 |
| US20210245281A1 (en) * | 2020-02-07 | 2021-08-12 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Applied force determination and control in joining process |
| JP2021196778A (ja) * | 2020-06-11 | 2021-12-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 生成方法、推定方法、生成装置、および推定装置 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU998046A1 (ru) * | 1981-05-13 | 1983-02-23 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Установка дл измерени радиальных распределений динамического напора электрической дуги |
| US4429211A (en) * | 1982-08-02 | 1984-01-31 | United Technologies Corporation | Laser pipe welding system for nonstationary pipe |
| JPS608916B2 (ja) * | 1982-10-06 | 1985-03-06 | 工業技術院長 | レ−ザとミグを併用した溶接法 |
| US5258600A (en) * | 1992-03-31 | 1993-11-02 | Exxon Production Research Company | Process for welding thermally and/or mechanically treated metal conduits |
| DE4446560C1 (de) * | 1994-12-24 | 1996-08-01 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zum Schweißen von Werkstücken mit Laserstrahlung |
| US5796069A (en) * | 1997-01-10 | 1998-08-18 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Arc and laser welding process for pipeline |
| JP3216570B2 (ja) * | 1997-05-19 | 2001-10-09 | 松下電器産業株式会社 | 光ビーム加熱装置 |
| DE19849117B4 (de) * | 1998-10-24 | 2008-04-10 | Dilthey, Ulrich, Prof. Dr.-Ing. | Schweißverfahren unter Ausführung eines Laserstrahlprozesses zusammen mit zwei MSG-Prozessen und Vorrichtung zur Durchführung |
| FR2809646B1 (fr) * | 2000-05-31 | 2002-09-27 | Air Liquide | Procede et dispositif de soudage hybride laser-arc avec controle du positionnement des prises de masse |
| FR2812227A1 (fr) * | 2000-07-28 | 2002-02-01 | Spie Capag S A | Procede et installation de soudage par laser d'un pipeline |
| FR2813031B1 (fr) * | 2000-08-21 | 2003-01-24 | Air Liquide | Procede et installation de soudage hybride laser-arc utilisant un laser a diodes de puissance |
| CA2322736A1 (en) * | 2000-10-10 | 2002-04-10 | O. J. Pipelines Canada | External pipe welding apparatus |
| FR2832337B1 (fr) * | 2001-11-22 | 2004-01-23 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif et procede de soudage hybride |
| JP2003205378A (ja) * | 2002-01-16 | 2003-07-22 | Daihen Corp | レーザ照射アーク溶接装置 |
| US6693252B2 (en) * | 2002-04-01 | 2004-02-17 | Illinois Tool Works Inc. | Plasma MIG welding with plasma torch and MIG torch |
| FR2839463B1 (fr) * | 2002-05-07 | 2004-11-26 | Air Liquide | Procede de soudage hybride laser-arc en multi-epaisseurs avec attaque sur chants |
| DE10304709B4 (de) * | 2003-02-06 | 2006-08-17 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Laser-Hybridschweißen |
| US7107118B2 (en) * | 2003-06-03 | 2006-09-12 | Applied Thermal Sciences, Inc. | Laser welding control system |
| CN100522453C (zh) * | 2003-12-10 | 2009-08-05 | 菲茨有限责任公司 | 用于管道架设的轨道焊接装置 |
| FR2870766B1 (fr) * | 2004-05-26 | 2007-07-20 | Air Liquide | Procede de soudage laser ou hybride laser-arc avec formation d'un plasma cote envers |
-
2005
- 2005-06-02 FR FR0505605A patent/FR2886562B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-06-02 RU RU2007147687/02A patent/RU2403135C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-06-02 CA CA2610486A patent/CA2610486C/fr not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-02 AT AT06764725T patent/ATE526106T1/de active
- 2006-06-02 EP EP06764725A patent/EP1907161B1/fr not_active Not-in-force
- 2006-06-02 WO PCT/FR2006/001258 patent/WO2006129024A1/fr active Application Filing
- 2006-06-02 ES ES06764725T patent/ES2378049T3/es active Active
- 2006-06-02 US US11/916,281 patent/US20100276402A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1907161A1 (fr) | 2008-04-09 |
| EP1907161B1 (fr) | 2011-09-28 |
| WO2006129024A1 (fr) | 2006-12-07 |
| RU2007147687A (ru) | 2009-07-20 |
| FR2886562A1 (fr) | 2006-12-08 |
| CA2610486A1 (fr) | 2006-12-07 |
| FR2886562B1 (fr) | 2008-12-19 |
| CA2610486C (fr) | 2013-05-28 |
| ATE526106T1 (de) | 2011-10-15 |
| RU2403135C2 (ru) | 2010-11-10 |
| US20100276402A1 (en) | 2010-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2378049T3 (es) | Procedimiento y dispositivo de soldadura que combina un haz de l�?ser y el arco eléctrico con electrodo fusible para ensamblar conductos met�?licos puestos uno a continuación de otro para formar canalizaciones met�?licas del tipo de oleoducto. | |
| KR101906030B1 (ko) | 레이저를 이용하여 용접층을 따라 열가소성 합성 재료들로 이루어진 결합될 두 부분을 용접하기 위한 방법 및 디바이스 | |
| JP6799755B2 (ja) | レーザ溶接方法 | |
| RU2010134489A (ru) | Способ и установка для сварки лазерным лучом по меньшей мере двух компонентов | |
| CN104907696B (zh) | 一种考虑焊接电流值的激光-电弧复合焊接方法 | |
| CN101868321A (zh) | 用于激光加工的装置和方法 | |
| CN107030382A (zh) | 一种镀锌钢板激光叠接焊接方法 | |
| CN109202287A (zh) | 激光焊接方法及激光焊接装置 | |
| JP4395217B2 (ja) | レーザ溶接用複合ヘッド | |
| JP2014205166A (ja) | レーザ溶接方法およびレーザ・アークハイブリッド溶接方法 | |
| CN102528246B (zh) | 一种针对立焊的三丝焊接工艺 | |
| JP5812527B2 (ja) | ホットワイヤレーザ溶接方法と装置 | |
| CN107824972A (zh) | 一种钛‑铝异种金属叠接接头激光焊接方法 | |
| RU2637035C1 (ru) | Способ гибридной лазерно-дуговой сварки продольного шва трубы | |
| US8686316B2 (en) | Automatic welding device of the MIG/MAG type | |
| US8138447B2 (en) | Laser-arc hybrid welding head | |
| HU212740B (en) | Structure and method of longitudinal welding pipe and flat steel | |
| JP4153218B2 (ja) | レーザ併用交流ミグパルスアーク溶接方法 | |
| JP5543160B2 (ja) | 複合溶接装置および複合溶接方法 | |
| JP2014221488A (ja) | 肉盛溶接装置及び肉盛溶接システム | |
| JP5617416B2 (ja) | レーザ溶接方法とレーザ溶接装置 | |
| CN112045310A (zh) | 一种摆动激光诱导熔化极气体保护焊电弧超窄间隙焊接工艺方法 | |
| JP2013193085A (ja) | 溶接システム | |
| JP2003053566A (ja) | 亜鉛メッキ層がある当接部のレーザ溶接方法 | |
| RU2539256C1 (ru) | Способ лазерно-дуговой орбитальной сварки |