FI68184C - Anordning foer hopsvetsning av en roerdel till en roerledning med laserstraolar - Google Patents

Description

.κ:—I .....KUULUTUSjULKAISU ,gag a ^ 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT 6 818 4 C (45) Patentti myönnetty IS 08 1985 Patent nedöelat (51) Kv.lk//lnt.CI.* B 23 K 26/00 SUOMI FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansöknlnj 751056 (22) Hikemlspilvä — Ansöknlngjdag 09.04.75 (H) (23) Alkupilvi — Giltighetsdag 09.04.75 (41) Tullut Julkiseksi — Blivlt offentlig 12.10 75

Patentti· ja rekisterihallitus /^\ Nähtäväkslpanon ja kuul.julkaisun pvm.— -jQ Qij Or

Patent· och registerstyrelsen ' 1 Anaökan utlagd och utl.skriften publicerad 5 5 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 11 .04.74 13.03.75, Itaiia-ltaiien(IT) 21279 A/74, 21222 A/75 Toteennäytetty-Styrkt (71) Saipem S.p.A., Corso Venezia 16, Milano, I tai ia-1 tai ien (IT) (72) Ottavio Bove, San Donato Milanese, Galeazzo Grossi, Spino D'Adda, I tai ia-1talien(IT), David William Kirkley, Kingston Upon Thames, Surby,

Eng1 anti-Engl and(GB) (74) Antti Impola (54) Laite putkenosan yhteenhitsaamiseksi putkijohtoon lasersäteillä -

Anordning för hopsvetsning av en rördel tili en rörledning med laserstrllar

Keksinnön kohteena on laite putkenosan yhteenhitsaamiseksi putkijohtoon lasersäteillä. Laitteen avulla suuren halkaisijan omaavat putkenosat voidaan peräkkäin hitsata yhteen putkijohdon muodostamiseksi.

Putkijohto voi olla tarkoitettu vedenalaiseen käyttöön tai öljyn tai jonkin muun nesteen kuljettamiseksi maitse. Edellisessä tapauksessa hitseuslaite asennetaan laskuproomuun tai muuhun tämänkaltaiseen alukseen, ja jälkimmäisessä tapauksessa se voidaan asentaa maitse pyörien varassa liikkuvalle korokkeelle.

Keksinnön mukainen hitsauslaite soveltuu erikoisesti asennettavaksi putkenlaskualuksiin, koska sen ansiosta voidaan huomattavasti lyhentää sitä aikaa, joka kuluu putkijohdon laskemiseksi vesistön pohjaan, ja koska lisäksi tullaan toimeen putkenlaskualuksen entistä lyhemmällä kannella sen ansiosta, että tarvitaan vain yksi ainoa hitsausasema, tai voidaan vaihtoehtoisesti hitsata yhteen nykyistä pitempiä putkenpätkiä.

Kuten tunnettua on ennalta valmistetut putkenosat hitsattava yhteen mahdollisimman tarkasti ja putkenosia mahdollisimman vähän vääristämättä,jotta työjakson taloudellisuuden parantamiseksi estettäisiin näiden hitsattujen osien turmeltuminen ja vähennettäisiin viimeistelytöiden määrää. Varsinkin siinä tapauksessa, että hitsattu putkijohto on laskettava aluksesta vesistön pohjaan, on hitsaus suori- 2 68184

Jtettava mahdollisimman nopeasti JoutoaJan lyhentämiseksi minimiinsä Ja huonojen sääolosuhteiden aiheuttamien viivästymisten lyhentämiseksi.

Hiiliteräksestä valmistettujen putkijohtojen hitsaukseen käytetään nykyään yleisesti valokaari- tai sulatushitsausmenetelmiä, Jolloin tarvitaan saumantäyttömateriaalia. Kaikilla näillä menetelmillä on tästä syystä Joko toiminnallisia tai taloudellisia haittoja. Lähemmin selitettynä valokaari- Ja sulatushitsaukset saattavat lämmön levi-ämään sulatuspisteestä putkenosien hiiliteräksen läpi Joka suuntaan, mikä aiheuttaa lämmönmenetyksiä, putkenosien vääristymistä Ja materiaalin mikrorakenteen muuttumista. Nämä muuttumiset Johtuvat pakosta käyttää saumantäyttömateriaalia, Jonka lämmönJohtokyky aina tulee eroamaan hitsattavan työkappaleen lämmönjohtokyvystä. Saumantäyttömateri-aalin käyttöön perustuvassa hitsauksessa on lisäksi aina käytettävä useita hitsausvaiheita, mikä pidentää täydellisen hitsaussuoritukseen kuluvaa aikaa.Varsinkin siinä tapauksessa, että putkijohto lasketaan vesistön pohjaan aluksesta Ja että peräkkäiset putkenosat hitsataan kiinni tähän putkijohtoon, pakottaa hitsauksen suorittaminen useina työvaiheina käyttämään useita hitsausasemia, Joissa Jokaisessa Jokin näistä vaiheista suoritetaan. Tämän seurauksena voidaan puolestaan käyttää ainoastaan lyhyitä putkenosia, koska hitsaukseen käytettävissä olevalla aluksenkannella pakosta on rajallinen pituutensa.

Keksintö pyrkii edellä lueteltujen haittojen poistamiseen Ja sellaisen hitsauslaitteen aikaansaamiseen, Jonka avulla voidaan muodostaa tasainen hitsaussauma Ja samalla huomattavasti lyhentää hiili-teräksestä valmistettujen putkenosien yhteenhitsaamiseen kuluvaa aikaa, varsinkin siinä tapauksessa, että on kyse vesistön pohjaen aluksen avulla laskettavasta putkijohdosta.

Nämä edut saavutetaan käyttämällä hitsausvälineenä lasersädettä sellaisesta lähteestä, Jonka teho on riittävän suuri korkean pehmenemispisteen Ja huomattavan suuren paksuuden omaavia hiiliteräs-putkia varten.

Keksinnön ansiosta saadaan näin ollen oheisten patenttivaatimusten mukainen hitsauslaite.

Käyttämällä hitsausvälineenä lasersädettä tullaan toimeen ilman täyttömateriaalia Ja vastakkain asetetut putkenpäät voidaan hitsata yhteen yhdessä ainoassa työvaiheessa, Joten tullaan toimeen yhdellä ainoalla hitsausasemalla näiden putkenosien yhdistämiseksi. Lisä ksi hitsaustyön taloudellisuus paranee, koska tarvittava lämpömäärä ei enää leviä hitsattavassa materiaalissa, vaan keskittyy hitsattavien 68184 putkenpäiden sangen pienelle alueelle, joten ei esiinny käytännöllisesti katsoen mitään putkien vääristymistä.

Lasersäteen käyttäminen putkien yhteenhitsaamisessa on sinänsä tunnettua (esim. Metal Progress, November 1970, sivut b1/62). Tunnetun menetelmän mukaan täytyy putkia kuitenkin kiertää. Tämä ei käy päinsä putkijohdon ollessa kysymyksessä.

Kiinteästä laitteesta tulevan lasersäteen .käyttö,. jonka säteen kulkua muutetaan liikkuvalla peilillä ja ohjataan liikkumattomaan työkappaleeseen rengasmaisen reunan aikaansaamiseksi, on tunnettu DE-hakemusjulkaisusta 19 00 335. Työkappale on tällöin kuitenkin suora levy, jonka etäisyys lasersäteestä on vähäinen.

Lasersäteen suuntaaminen putken sisään ja taitto putken säteen suuntaan on tunnettu artikkelista aikakauslehdestä Welding Journal /Februar 1971, sivut 104/105. Heijastin on tällöin kiinteä. Lasersäde ei myöskään aikaansaa hitsaussaumaa, vaan sen avulla liitetään termoelementti putken sisäseinämälle.

Käyttämällä liikkuvia peilejä lasersäteen kulkuradalla voidaan sädettä ohjata ja säde suunnata hitsattavaan saumaan ja samalla pysyttää suhteellisen raskas ja kookas lasersäde kiinteästi paikallaan sopivassa asennossa sijaitsevana. Keksinnön mukaisen laitteen avulla voidaan suuren halkaisijan omaavia putkijohtoja koota entistä nopeammin, yksinkertaisemmin, tarkemmin ja taloudellisemminkin kuin tunnettuja laitteita käyttäen ja samalla voidaan tehdä laadultaan parempia ja tasaisempia hitsauksia kuin ennestään tunnettuja laitteita käyttäen.

Keksinnön ansiosta voidaan myös putken osa hitsata putkijohtoon sekä sekä sisäpuolelta että sen ulkopuolelta. Ensin mainitussa tapauksessa lasersäde suunataan suoraviivaisesti pitkin putken osan akselia, mutta suunnataan viimeksi mainitussa tapauksessa pitkin kulmikasta rataa siten, että säde kulkee putken osan ylitse ja saavuttaa ulkopuolelta toisiaan vasten olevat putkenpäät.

Keksintö selitetään seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten perusteella, jotka esittävät keksinnön mukisen laitteen eri suoritusmuotoja ja käyttötapoja. Nämä piirustukset kuvaavat vain eräitä suoritusesimerkkejä, jotka eivät millään tavoin rajoita keksintöä.

Kuvio 1 esittää kaavioi1isesti keksinnön mukaisella hitsaus-laitteella varustettua putkenlaskualusta.

Kuvio 2 esittää sivulta katsottuna keksinnön mukaisen hitsaus-laitteen erästä suoritusmuotoa.

68184

Kuvio 3 esittää poikkileikkauksena keksinnön mukaisen hitsaus-laitteen erästä toista suoritusmuotoa.

Kuvio 4 esittää kuvion 3 viivan IV-IV kohdalta tehtyä leikkausta .

Kuvio 5 esittää poikkileikkauksena keksinnön mukaisen hitsaus-laitteen erästä kolmatta suoritusmuotoa.

Kuvio 6 esittää kuvion ö viivan VI-VI kohdalta tehtyä leikkausta .

Kuvio 7 esittää kaaviollisosti keksinnön mukaisen hitsauslait-teen vielä erästä toista suoritusmuotoa.

Kuvio 8 esittää osittain leikkauksena ja osittain päältä katsottuna sisäpuolista kiristintä molempia hitsattavia putkenpäitä varten.

Kuvio 9 esittää kuvion 8 viivan IX-IX kohdalla tehtyä leikkausta .

Kuvio 10 esittää sivulta katsottuna molempien hitsattavien put-kenpäiden kiinnipitämiseen tarkoitetun ulkopuolisen kiristimen erästä suoritusmuotoa.

Kuvio 11 esittää kuvion 10 viivan XI-XI kohdalta tehtyä leikkausta .

Kuvio 12 esittää keksinnön mukaisen hitsauslaitteen vielä erästä suoritusmuotoa.

Kuvio 13 esittää poikkileikkauksena keksinnön mukaisen hitsaus-laiteen vielä erästä toista suoritusmuotoa.

Kuvio 14 esittää kuvion 13 viivan XIV-XIV kohdalta tehtyä leikkausta.

Käytettäessä keksinnön mukaista hitsauslaitetta vesistön pohjaan laskettavan putkijohdon hitsaamiseksi suoritetaan hitsaus aluksella eli laskuproomulla 2. Tämä on alus, jossa ei ole omia liikkeelle panevia laitteita, vaan joka on varustettu suhteellisen monella vintturilla 4, jotka kukin on yhdistetty ankkuriinsa (ei näytetty). Ankkuri lasketaan proomun eteen ja taakse pitkin putkijohdon tarkoitettua sijaintirataa. Proomua liikutetaan pitkin tätä rataa putkea laskettaessa vetämällä niistä ketjuista, jotka menevät proomun edessä oleviin ankkureihin, ja löysäämällä niitä ketjuja, jotka menevät proomun takana oleviin ankkureihin. En ketjujen jännitykset säädetään siten, että proomun sijainti saadaan joka hetkenä täsmällisesti säädetyksi ja että tämä sijainti tunnetaan tarkasti. Piirustuksesta 5 68184 on selvyyden vuoksi jätetty pois vinttureiden käyttömoottorit ja näiden ohjauslaitteet sekä ankkuriketjujen lukituslaitteet.

Proomusta 2 ulkonee taaksepäin ja alaspäin pidennys eli las-kupuomi 6. Tämä on sovitettu kannattamaan proomusta lähtevää putkijohtoa 8 siten, että putkijohto saadaan liikkumaan pitkin halutun muotoista rataa. Tämän tarkoituksena on estää putkijohdon vahingoittuminen sen seurauksena, että se tulisi taivutetuksi liian pienellä kaarevuussäteellä. Laskupuomista ulottuvat kannattimet 10 on sovitettu liikkuviksi putkijohtoon 10 nähden mm, että tämän johdon tultua lasketuksi proomun perästä hitsauksen aikana tulee putkijohdon paino kannatetuksi useissa välin päässä toisistaan olevissa kohdissa niin, että vältetään paikallisten liiallisten rasitusten kohdistamista putkijohtoon.

Keksinnön mukainen hitsauslaite on pääasiallisesti tarkoitettu asennettavaksi proomuun korokkeelle i2, joka on asennettu kiskojen 14 varaan niin, että tämä koroke pääsee liikkumaan pitkin proomua.

Tämän tarkoituksena on estää vesistön aiheuttamien liikkeiden välittyminen hitsauslaitteeseen, joten proomun nämä liikkeet eivät pääse haitallisesti vaikuttamaan hitsauslaitteen säätöön. Tätä varten hit-sauslaitteen kriittiset osat on kiinnitetty korokkeeseen, joka puolestaan on kiristetty kiinni putkijohdon aluksenpuoleiseen päähän, joten hitsauslaite on kiinteä putkijohdon mutta ei proomun 2 suhteen.

Korokkeen 12 varaan on sijoitettu laserlaite 16, teline 18, hitsausaseman laitteisto 20, kiristin 22 ja röntgenkoje 24 halkeamisen ilmaisemiseksi. Hitsauslaitteeseen liittyy tavallisesti, vaikkakaan ei välttämättä korkkeelle 12 asennettuna, laitteisto putkijohdon päällystämiseksi hitsauksen jälkeen bitumilla ja/tai muilla suoja-materiaaleilla.

Laserlaitteen 16 ulostulotehon on oltava riittävän suun sula-tushitsaamaan riittävän syvälle sellaista materiaalia kuin hiiliterästä. Tähän tarkoitukseen käytetään erikoisen sopivasti sellaista laserlaitetta, jonka koossapysyvä säteily sijaitsee spektrin mfra-puna-alueella ja jossa värähtelevänä väliaineena käytetään hiilidioksidia. Toimintaansa varten laserlaitteeseen 16 on syötettävä sähkötehoa, eri kaasuja (hiilidioksidi mukaanluettuna) ja jäähdytysvettä.

Piirustuksen selvyyden vuoksi on näiden kulutustarvikkeiden lähteet ja välineet, joilla ne syötetään laserlaitteeseen, jätetty piirtämättä. Kannatin 18 on sovitettu kannattamaan putkenosan 28 6 68184 sitä päätä, josta aikaisemmin hitsattujen ja sarjaan sovitettujen putkenosien muodostaman putkijohdon 8 ulkopää tulee muodostumaan. Kannattimen rakenne on yksityiskohtaisemmin näytetty muissa kuvioissa, ja se selitetään seuraavassa lähemmin.

Hitsausaseman laitteistossa 20 on välineet putkenosan 28 sisä-pään kannattamiseksi siten, että se on sama-akselmen putkijohdon 8 viereisen pään kanssa. Tämäkin laitteisto selitetään seuraavassa lähemmin muiden kuvioiden yhteydessä.

Korokkeen 12 mukana liikkuva kiristin 22 on sovitettu lujasti kiristettäväksi hitsatun putkijohdon ulkopintaan niin, että tämä koroke 12 pakosta joutuu seuraamaan putkijohdon liikkeitä pitkin tämän akselia alukseen nähden. Aluksen ja putkijohdon sivusuuntainen liike ei vaikuta keksinnön mukaisen hitsauslaitteen asianmukaiseen toimintaan, joten tällaiset liikkeet voidaan sailia. Koska putkijohdon kiin-nikiristetty pää joutuu aluksen liikkuessa sivusuunnassa liikkumaan putkijohdon akselin suhteen, on koroke 12 itse asiassa kiinteä putki-johdon päähän nähden. Tämä varmistaa sen, että hitsauslaitteen tultua pystytetyksi eivät aluksen 2 vesistöstä johtuvat normaalit liikkeet vaikuta tämän laitteen toimintaan.

Korokkeen 12 yhteyteen on sovitettu röntgenlaitteisto 24 niin, että hitsauksessa mahdollisesti muodostuva halkeama tai muu virhe-kohta pysyy aluksen 2 liikkeestä huolimatta kiinteänä röntgenlaitteis-toon nähden ja täten on helpommin havaittavissa kuin siinä tapauksessa, että tämän laitteiston ja putkijohdon väliset suhteelliset liikkeet olisivat mahdollisia.

Kuvion 2 näyttämä laite on tarkoitettu käytettäväksi sisä- tai ulkopuolisten hitsausten muodostamiseen siten, että saadaan hitsatuksi yhteen putkenosan 28 ja putkijohdon 8 vastakkain olevat päät. Tätä varten kannattimessa 18 on teline 30, joka on asennettu korokkeen 12 kiskojen 32 varaan. Nämä kiskot ovat pääasiallisesti yhdensuuntaiset putkijohdon 8 akselin kanssa. Telineen 30 asentoa korokkeeseen 12 ja täten myös putkijohtoon nähden säädetään kaksitoimisella hydraulisella väkivivulia 3^, joka on yhdistetty ohjauslaitteeseen 36. Piirustuksista on selvyyden vuoksi jätetty pois väkivivun 34 paineflu-idumilähde.

Kannattimen 30 varassa on kiertyvä varsi 38 ja kiinteä keski-öimislaite 40. Varren 38 ulkopäässä on etupinnoistaan hopeoitu peili 42 ja sen sisäpäässä, jossa se laikkaa putkijohdon 8 akselin, etupinnastaan hopeoitu peili 44. Peilin 44 asentoa säädetään hydraulisella 7 68184 väkivivulla 46, joka on osoitettu ainoastaan kaaviollisesti. Tämä väkivipu 46 kykenee siirtämään peiliä 44 siten, että peilin toisessa raja-asennossa sen mikään osa ei ole laserlaitteesta 16 tulevan säteen 48 radalla, kun taas peilin toisessa raja-asennossa (joka on näytetty) peili leikkaa koko lasersäteen 48. Vartta 3Ö voidaan kiertää kannattimen 30 sisäpuolella olevan moottorin avulla mm, että peilit 42 ja 44 pääsevät kiertymään 360° ja samalla pysyttämään suhteellisen suuntauksensa. Suuntaus on sellainen, että peilistä 42 heijastunut säde on normaalisti yhdensuuntainen peiliin 44 lankeavan säteen 48 kanssa, mutta tämä ei ole oleellista.

Kannattimen 30 keskiöimislaitteena 40 on ontto elin, jossa on ulkopuolinen katkokartiomainen pinta, jonka minimihalkaisija on pienempi kuin putkikelan 28 sisähalkaisija ja jonka maksimihalkaisija on suurempi kuin tämän kelan sisähalkaisija. Tämä varmistaa sen, että keskiöimislaite 40 voidaan sovittaa osan 28 vastaavaan päähän. Väkivipua 34 asianomaiseen suuntaan liikutettaessa keskiöimislaite nostaa osan 28 ulkopäätä kunnes tämän osan akseli on sama-akselmen putkijohdon 8 kanssa. Väkivipu kohdistaa myös huomattavan voiman osan akselin saunassa osan toisen pään pakottamiseksi puskukosketukseen putkijohdon 8 aluksella olevan pään kanssa.

Kiertävästä varresta 38 ulkonee putki 80, joka menee onton kat-kokartiomaisen elimen 40 läpi sama-akselisena osan 28 kanssa. Putken 50 toisessa päässä on etupinnastaan hopeoitu peili 52, joka on sijoitettu siten, että siitä heijastunut lasersäde 48 lankeaa vastakkain olevien putkenpäiden väliseen saumaan 54. Tämän mahdollistamiseksi putkessa 50 on ei näytetty aukko siten, että säteily pääsee kulkemaan putken 50 läpi saumaan 54.

Hitsausasemassa oleva laitteisto 20 on telineen IS kaltainen siinä suhteessa, että siinä on kannatin 56, jonka varassa on kiertyvä varsi 58, joka puolestaan kannattaa etupinnastaan hopeoitua peiliä 60. Tämä peili 60 on asennettu siten, että peilistä 48 heijastunut säteily lankeaa siihen. Heijastuttuaan peilistä 60 säteily kohtaa linssi-laitteen 62. Tämä laite on kotelomainen, ja sen yksi seinämä on tehty sellaisesta materiaalista tai sisältää sellaista materiaalia olevan kappaleen, joka kykenee taittamaan lasersäteen siten, että se keskiöityy saumaan 54 tai tämän alueelle.

Keksinnön erään suositun suoritusmuodon mukaan linssilaittee-seen 62 syötetään sopivaa kaasua, kuten argonia, joka lähtee tästä 8 68184 laitteesta 62 hitsausvyöhykkeeseen suunnattuna virtana, jolloin tämä inertti kaasu suojaa hitsauslaitetta ympäristön ilmalta kunnes sulate on jäähtynyt riittävästi niin, että se ei enää hapetu. Samanlainen linssi- ja suojakaasulaite 62 sijoitetaan sopivasti myös putkijohdon ja osan sisään ja kiinnitetään putkeen 50, mutta tämä on jälleen selvyyden vuoksi jätetty pois piirustuksesta. Tapauksissa, joissa putkijohdon sisäpuolella käytetään tällaista linssi- ja suojakaasu-laitetta 62, syötetään suojakaasua siihen putken 50 ja kannattimien 18 kautta.

Sellaisten välineiden avulla, joita ei lähemmin selitetä tässä hakemuksessa, koska ne eivät varsinaisesti kuulu tämän keksinnön piiriin, pyöritetään vartta 58 kantimessa 56 olevalla robotilla tarkasti tahdissa varren 38 kanssa. Täten saadaan peilistä 42 heijastunut lasersäde aina lankeamaan peiliin ja tästä hitsattavaan saumaan 54.

Kännin 30 on ontto tai muulla tavoin siten muotoiltu, että lasersäde 48 lankeaa suoraan joko peiliin 44 tai peiliin 52.

Nähdään täten, että kuvion 2 näyttämää hitsauslaitetta voidaan käyttää yhtä hyvin sekä sisäpuolisten että ulkopuolisten sulatus-hitsausten suorittamiseen. Molemmissa tapauksissa tarvitaan välineitä hitsauslaitteen säätämiseksi siten, että lasersäde 48 saadaan tarkennetuksi saumaan 54 tai tämän alueelle.

Sisäpuolisten hitsausten suorittamiseksi on kanninta hiukan liikutettava putkineen 50 keskiöimislaitteeseen 40 nähden. Tällä tavoin voidaan laitteesta 40 riippumatta putkea 50 liikuttaa aksi-aalisesti kunnes säde on takertunut täsmällisesti sisäpuolelta saumaan 54. Ulkopuolista hitsausta varten voidaan varsi 58 tehdä säädettäväksi kiertoakseliinsa nähden siten, että peilin 60 asentoa voidaan muuttaa ulkopuoliseen saumaan 54 nähden.

Kuvion 2 näyttämässä laitteistossa ja sen kaikissa muissa suoritusmuodoissa on laserlähteestä 16 tuleva lasersäde tarkentamaton, toisin sanoen sen teho jakautuu suhteellisen laajalle alueelle.

Tässä tapauksessa säde tarkennetaan hitsattavaan saumaan 54 esim. laitteeseen 62 kuuluvan taittavan linssin avulla. Keksinnön ajatuksen mukaan voidaan myös käyttää jo alkuaan tarkennettua lasersädettä niin, että tämä voidaan välittää hyvin pienen poikkileikkauksen omaavana yhdensuuntaissäteenä, jonka tehontiheys näin ollen on sangen suun. Tässä tapauksessa tullaan toimeen ilman taittavaa linssiä, mutta voi silti olla välttämätöntä tai edullista käyttää linssi- ja suojakaasu-laitetta 62 suojakaasuvirran kohdistamiseksi sulaan hitsaussaumaan.

9 68184

Kuvioiden 3 ja 4 näyttämä hitsauslaite on suunniteltu toimimaan samalla tavoin kuin kuvion 2 näyttämä laite, mutta sitä voidaan käyttää ainoastaan ulkopuoliseen hitsaukseen.

Näissä kuvioissa samoin kuin muissakin kuvioissa on samat laitteet eri kuvioissa merkitty samoin viiteraerkem.

Sauman 54 alueella putkenosa 28 saatetaan putkijohdon 8 kiin-nikiristetyn pään kanssa samalle linjalle sisäpuolisen kytkinlaitteen 64 avulla, jona voi olla pneumaattinen pussi, joka pitää molemmat osat sama-akselisesti suunnattuina. Vastakkain joutuvia päitä keskinäisessä kosketuksessa sauman 54 kohdalla pitävät aksiaalivoi-mat saadaan yhdistetystä laser- ja kannatinlaitteesta 6b. Laitteen 66 toiseen päähän on asennettu putkimaisen varren toinen pää, ja tämän varren toista päätä kannattaa kännin 71, joka toimii samalla tavoin kuin laite 20. Putkimainen varsi 69 kannattaa peilejä 44, 42 ja 60, joiden avulla säde heijastetaan sen alkuperäiseltä osan 28 akselin kanssa sama-akseliselta radalta ja saatetaan lankeamaan pääasiallisesti säteittäisesti saumaan 54 tämän ulkopuolelta. Lasersäde 48 saavuttaa putkimaisen varren 69 sisätilan laitteen 66 osana olevan onton akselin 77 läpi. Tälle akselille 77 on sovitettu varressa 69 kiinni oleva hammaspyörä 78, joka lomistuu hammaspyörään 80, joka akselin 82 avulla on kytketty toiseen hammaspyörään 84, joka puolestaan lomistuu suureen hammaspyörään 86, joka on kiinnitetty varren 69 toiseen päähän, ja jota kännin 71 kannattaa kiertyvästi. Tämän sovituksen tehtävänä on saataa varsi 69 liikkumaan yksikkönä putken-osan 28 ympäri ilman, että se taipuu tai vääristyy kuten voisi tapahtua siinä tapauksessa, että sitä käytettäisiin vain sen toisesta päästä.

Peili 60 on sovitettu kelkan 88 varaan, joka pääsee liikkumaan yhdensuuntaisena putkijohdon 8 akselin kanssa pitkin varren 69 sisätilaa. Tällä tavoin voidaan aksiaalisesti säätää sen kohdan sijaintia, jossa peilin 60 heijastama säde lankeaa saumaan 54 varren 69 seinämässä olevan aukon läpi.

Putkenosa 28 nostetaan asentoon, jossa sen akseli sijaitsee putkijohdon 8 akselin linjalla, hydraulisten väkivipujen 27 avulla, jotka tämän jälkeen poistetaan, koska osaa tässä asennossa kannattaa katkokartiomainen keskiöimislaite 40 ja mainittu sisäpuolinen kins-tyslaite 64.

10 681 84

Kuvion M esittämä leikkaus näyttää, miten putkimainen varsi 69 pääsee täydellisesti kulkemaan putkenosan 28 ympäri siten, että saadaan muodostumaan ulkopuolinen hitsisauma yhden tai useamman ympyrämäisen kierroksen aikana.

Kuvioiden 5 ja 6 näyttämä hitsauslaite on suunniteltu ainoastaan sisäpuolisten hitsausten suorittamiseen.

Ainoastaan sisäpuolisten hitsausten suorittamiseksi kannatetaan hitsattavaa putkenosaa 28 jollain sopivalla tavalla, esim. piirustuksen näyttämien putkien 90 avulla, tai säädettävien kannattimien, esim. hydraulisten väkivipujen avulla. Putkenosa 28 kiinnitetään väliaikaisesti putkijohdon 8 vastaavaan päähän ulkopuolisen kiristimen 92 avulla.

Tällä tavalla pidetään molemmat putkenosat yhdessä ja sama-ak-selisina toisiinsa nähden, minkä jälkeen myös saadaan muodostumaan sulku, joka pitää sulan hitsisauman pohjan paikallaan kunnes sauma jähmettyy. Tämä viimeksi mainittu tehtävä on normaalisti välttämätön, koska sulan hitsisauman säteittäissyvyyden on oltava yhtä kuin yhteenhitsattavien putkien säteittäispaksuus, jotta toisiaan vasten olevat päät varmasti saataisiin täydellisesti sulamaan yhteen. Jotta saumaan ei jäisi mitään sulamattomia osia, olisi normaalisti varovaisuussyistä varmistettava, että sulan hitsisauman syvyys on suurempi kuin putken säteittäispaksuus, mikäli olisi käytettävissä lisämateriaalia tämän sauman laajentamiseksi säteittäissuunnassa. Tällaisen materiaalin puuttuessa kiristin 92 kuumenee ja tomu patoavana kenkänä .

Liikkuvasta laserlähteestä 16 ulkonee pyörivä putki 50, jonka toisessa päässä on peili 52, joka on sijoitettu sellaiseen kulmaan, että se suuntaa säteittäisesti lankevan. koossapysyvän säteilyn vastakkain olevien putkenpäiden väliseen saumaan 54. Putken o0 toisesta päästä ulkonee sarja niukkakitkaisia kantimia 94, jotka on sovitettu painautumaan putkenosan 28 sisäpintaan ja mekaanisesti kannattamaan putken 50 sisäpäätä, kun tätä putkea 50 pyöritetään. Tämän ansiosta lasersäde 48 ulottuu pitkin putkenosan 28 akselia.

Lasersäde pääsee liikkumaan aksiaalisesti putkijohdossa siten, että putki 50 voidaan työntää putkijohtoon sen jälkeen, kun tämä on sijoitettu paikalleen ja kiinnitetty putkijohtoon 8. Tätä varten laserlähde 16 on asennettu korokkeen 12 varassa olevien ei näytettyjen raiteiden varaan. Laserlähteen 16 asentoa voidaan tarkasti säätää siten, että lasersäde sen heijastuttua peilistä 52 lan- 11 68184 keaa tarkasti saumaan 54 tarpeellisen suLatushitsauksen suorittamiseksi .

Putkea 50 voidaan samalla tavoin kuin muiden kuvioiden näyttämissä hitsauslaitteissa pyörittää täydellisesti 360° niin, että su-latushitsaus voidaan suorittaa yhden tai useamman täydellisen ympyrämäisen pyörähdyksen aikana.

Kuvioiden 13 ja 14 näyttämä hitsauslaite on samanlainen kuin kuvioiden 5 ja 5 näyttämä. Tässä laitteessa putki 50 kuitenkin on pysyvästi kiinnitetty liikkuvaan laserlähteeseen 16, ja peiliä 52 kannattaa tämän putken vapaassa päässä kelkka 124, joka pääsee liikkumaan yhdensuuntaisena putkenosan 28 akselin kanssa pitkin lohenpyrs-tönmuotoista johdetta 126 (kuvio 14), joka on tehty renkaaseen 128, jota puolestaan voidaan sähkömoottorin avulla pyörittää putkenosan akselin ympäri, koska tämä rengas on pyönvästi kannatettu putken 50 sisäpuolella. Tällä tavoin saadaan kelkkaa 124 akselmsuunnassa siirrettäessä aksiaalisesti säädetyksi se kohta, jossa peilin 52 heijastama lasersäde kohtaa sauman 54, kun taas sulatushitsaus suoritetaan pyörittämällä rengasta 128 ja näin ollen peiliä 52 360°.

Kuvion 7 näyttämä hitsauslaite on muunnettu kuvion 2 näyttämästä laitteesta. Tämä muunnettu laite on pääasiallisesti tarkoitettu sisäpuolisten ja ulkopuolisten hitsausten suorittamiseksi joko samanaikaisesti tai vuoron perään. Tätä varten siinä käytetään kahta laserlähdettä, nimittäin kiinteää laserlähdettä 16 ja liikkuvaa laser-lähdettä 96, joka on kiinnitetty hitsausasemassa olevan kannattimen 20 pyörivään varteen 58. Sähkön, jäähdytysveden ja kaasun syötte· liikkuvaa (eli pyörivää) laserlähdettä 96 varten tapahtuu kantiraen 20 avulla, mutta syöttötapaa ei tässä yhteydessä lähemmin selitetä, koska se ei kuulu tämän keksinnön piiriin.

Kuten jo mainittiin, pääsee keskiöimislaite 40 liikkumaan aksiaalisesti putkeen 50 nähden, joka on kiinni kantirnessa 30. Tämän ansiosta keskiöimislaite 40 painautuu putkenosan 28 vapaaseen päähän ja kannattaa tätä, kun taas putken 50 ja näin ollen peilin 52 pitkit-täisasentoa voidaan säätää hitsattavaan saumaan 54 nähden väkivivun 34 avulla.

Piirustuksesta nähdään, että vartta 58 pyöritettäessä suorittaa laserlähteen 26 säteily ulkopuolisen hitsauksen, kun tas laser-lähteen 16 säde suorittaa sisäpuolisen hitsauksen peilin 52 pyöriessä. Nämä molemmat hitsaukset voidaan tehdä joko samanaikaisesti tai 12 681 84 peräkkäin. Siinäkin tapauksessa, että molemmat hitsaukset suoritetaan samanaikaisesti, voidaan sisäpuoliset ja ulkopuoliset hitsaussulat-teet saataa sijaitsemaan keskenään en kulma-asennoissa sopivasti säätämällä varren 58 ja putken 5Q suhteellista kulma-asentoa. Nämä suhteelliset kulmasiirtymät voivat olla vakiot tai vaihtelevat. Toisin sanoen voi erikoisesti siinä tapauksessa, että liikkuvan laserluh-teen 96 säteilemä teho on huomattavasti pienempi kuin laserlähteen 16 säteilemä teho, olla välttämätöntä saattaa varsi 58 pyörimään hitsattavan sauman ympäri hitaammin kuin putki 50 pyörii. On kuitenkin välttämätöntä valmistaa, että molempien lasersäteiden kehittämät hitsi-sulatteet joko kohtaavat toisensa tai limittyvät päällekkäin, jotta putkien vastakkain joutuviin päätepintoihm ei jäisi mitään sulamattomia osia. Tämä tarkoittaa, että varren 5ö ja putken 60 pyörimisnopeudet ovat suhteessa vastaavan laserlähteen säteilemään tehoon ja näin ollen lasersäteen tunkeutumissyvyyteen hitsaussaumassa.

Kuviot 5 ja 9 esittävät en suunnista katsottuna sen sisäpuolisen kiristimen erästä mahdollista suoritusmuotoa, jolla kiristimellä putkenosan 28 ja putkijohdon 8 vastakkain olevat päät pidetään toisiinsa painautuneina sisäpuolisen hitsauksen suorittamisen aikana. Yleisesti viitenumerolla 98 merkityssä kiristimessä on kaksi rengasta 100, joiden ulkohalkaisija on pienempi kuin yhteenhitsattavien putkien sisähalkaisija. Sama-aksellsena renkaiden kanssa on putken 50 putkimainen pidennys 102. Tämän pidennyksen ulkopinnan kummankin renkaan 100 sisäpinnan välissä on sarja kulmaan sijoitettuja hydraulisia väkivipuja 104. Näiden väkivipujen männät 106 menevät renkaissa 100 olevien aukkojen läpi ja ulkonevat riittävästi näiden sisäpinnoista siten, että ne kykeknevät painautumaan vastaavan putkenosan 28 tai putkijohdon 8 sisäpintaan. Piirustuksista on selvyyden vuoksi jätetty pois hydraulisen fluidimin syöttöjohdot ja väkivipujen ohjauslaitteet. Keksinnön mukaan näitä väkivipuja voidaan ohjata jokaista erikseen tai yhdessä.

Vaikka putkenosa 28 oletetaan tehtaasta toimitettuna ja kuljetuksen ja varastoinnin jälkeen ympyrämäiseksi, voivat osat vääristyä siten, että niiden päiden poikkileikkaukset ovat elliptiset tai muulla tavoin poikkeavat tarkasta ympyränmuodosta. Tämä voi koskea jokaisen putkenosan jompaakumpaa päätä tai molempia päitä. Kuvioiden 8 ja 9 näyttämän kiristimen 9Ö avulla nämä vääristymät voidaan korjata ennen hitsausta. Tämä tehdään sopivasti ohjaamalla väkivipuja 104, jotka ovat riittävän voimakkaita putkijohdon tai putkenosan 13 681 84 vastaavan pään pakottamiseksi tarkasti ympyrämäiseen muotoon ennen hit-sausvaihetta ja tämän aikana.

Voi myös esiintyä, että valmistustoleranssien takia putkenosi-en sisähalkaisijät eroavat toisistaan. Tässä tapauksessa voidaan kiristintä 98 käyttää pienemmän sisähalkaisijän omaavan putkenosan laajentamiseksi säteittäisesti, kunnes molempien osien mitat ovat yhtä suuret. Tämä tehdään saattamalla vastaava väkivipuryhmä toimimaan yhdessä. On huomattava, että kiristintä 98 voidaan ohjata suorittamaan molemmat korjaustoimenpiteet samanaikaisesti siten, että molemmat putkenpäät muuttuvat tarkasti ympyrämäisiksi ja samansäteisiksi. Ohjauslaitteet, joiden avulla näitä hydraulisia väkivipuja 104 ohjataan edellä mainittujen tulosten saavuttamiseksi, eivät kuitenkaan kuulu tämän keksinnön piiriin, joten niitä ei sen lähemmin selitetä.

Kuvion 8 yhteydessä lähemmin selitettävänä tunnusmerkkinä on vielä mainittava välineet, joiden avulla linssi- ja suojakaasulaite 62 sijoitetaan putkessa 50 yhteenhitsattavien putkenosien sisäpuolella olevien pidennysten 108 avulla.

Kuviot 10 ja 11 esittävät kuvioiden 8 ja 9 vastakohtana ulkopuolista kiristintä 108. Tässäkin on kaksi rengasta 100, mutta nyt on näiden renkaiden sisähalkaisija suurempi kuin putkenosien 28 ulkohal-kaisija. Kummankin renkaan varaan on sovitettu kulmassa välin päässä toisistaan sijaitsevien hydraulisten väkivipujen 104 sarja. Näiden väki-vipujen männät 106 ulottuvat renkaiden 100 läpi ja painautuvat putkenosan 28 ja putkijohdon 8 ulkopintoihin. Renkaiden välissä on kaulus 110, joka on liitetty renkaisiin laakereilla 112. Tämä kaulus 110 varmistaa sen, että renkailla 100 on yhteinen akseli niin, että ulkopuolista kiristintä 108 voidaan käyttää putkenosan 28 ja putkijohdon 8 suuntaamiseksi samalla linjalle. Kauluksesta 110 ulkonee pyörivä varsi 58, joka jo on selitetty kuvioiden 2 ja 7 yhteydessä. Kaulus 110 kannattaa esim. ylkonemien 114 välityksellä ympyrämäistä hammas-rengasta 116, johon lomistuu kannattimeen 20 asennetun moottorin pyö-rittämä ei näytetty hammaspyörä. Tällä tavoin vartta 58 voidaan pyörittää 360 putkijohdon pään ympäri, ilman että ulkopuolisen kiristimen 108 mikään elin katkaisee lasersäteen 48 tai millään tavoin häiritsee hitsauslaitteen asianomaista toimintaa.

Hydraulisia väkivipuja 104 voidaan samalla tavoin kuin sisäpuolisen kiristimen 98 yhteydessä käyttää joko erikseen tai yhdessä putkenosan 28 tai putkijohdon 8 tarkasti ympyrämäisen poikkileikkauksen 681 84 14 palauttamiseksi tai säteittäissuuntaisen puristusvoiman kohdistamiseksi toiseen putkenosaan tai molempiin näihin osiin niiden tekemiseksi samankokoisiksi, tai molempien korjausten suorittamiseksi.

Kuvioiden 10 ja 11 näyttämää ulkopuolista kiristintä voidaan tietenkin käyttää esim. kuvion 7 näyttämän pyörivän laserlähteen 96 yhteydessä.

Kuvion 12 näyttämässä hitsauslaitteessa käytetään kiinteää ia-serlähdettä 16 ainoastaan ulkopuolisen hitsaussauman tekemiseen. Muiden selitettyjen hitsauslaitteiden vastakohtana on tämän laserlähteen 16 säde sovitettu sijaitsemaan yhteenhitsattavien vastakkain olevien päätepintojen välisen sauman 54 tasossa. Laserlähteen 16 säde 48 on sovitettu menemään koteloon 11Ö, joka ympäröi yhteenhitsattavia put-kenosia 8 ja 28. Tässä kotelossa 118 on neljä luistia 120, jotka kaikki on sijoitettu lasersäteen 48 kulkuradan toiselle puolelle. Jokainen luisti kannattaa liikkuvaa peiliä 122. Näitä peilejä voidaan piirustuksessa ei näytettyjen laitteiden avulla liikuttaa halutulla nopeudella pitkin luistiaan, jolloin peli ia samalla käännetään. Kulma, johon peili asettuu joka kohdassa pitkin luistiaan, riippuu sisään-lankeavat lasersäteen 48 suunnasta siten, että tämä lasersäde vastaavasta peilistä heijatuttuaan lankeaa pääasiallisesti säteittäisesti työkappaleeseen 28.

On huomattava, että koska peili 122 varaa määrätyn tilavuuden, eivät peilit voi piirtää rataa, joka ulottuu täydellisesti yli 160° kulman. Tästä syystä mikään luisteistä 118 ei kykene muodostamaan yli täyden 90° kulman ulottuvan ulkopuolista hitsisaumaa lankeamalla täysin säteittäisesti hitsattavaan saumaan. Tästä syystä on jokaisen peilin käännyttävä sen pitkin vastaavaa luistia 118 tapahtuvan liikkeen loppuvaiheessa mm paljon, että heijastunut säde ei lankea täysin säteittäisesti työkappaleeseen. Peilien kääntöliikkeen suuruus säädetään sellaiseksi, että ne en putkisauraan osat, jotka muodostuvat peileistä heijastuvan säteen vaikutuksesta, jatkuvina liittyvät toisiinsa .

Liikkeensä loppupäässä poispäin lasersäteestä 16 pitkin vastaavaa luistia 118 jokainen peili kääntyy nopeasti sellaisen kulman, että heijastunut säde lankeaa peiliin, joka liittyy seuraavaan luis-tiin.

Tämän jälkeen ensimmäinen peili jää kiinteästi tähän asentoon hitsausvaiheen loppuajaksi. Jokaista neljää peiliä 122 liikutetaan vuoron perään sekä pituussuuntaisesti että kulmassa kunnes saavutetaan piste, jossa neljäs peili heijastaa lasersäteen pisteeseen, jossa lb 68184 ensimmäinen peili aloitti hitsauksensa.

Vaikka keksintö edellä on selitetty sovellettuna laitteeseen, jolla suoritetaan täydellinen sulatushitsaus yhden ainoan lasersäteen avulla, voidaan keksinnön mukaista laserhitsausta täydentää tavanomaisella hitsauksella. Niinpä putkenosien vastakkain olevat päät voitaisiin pisteittäin hitsata yhteen ennen laserhitsausta. Lisäksi tai vaihtoehtoisesti putkenosat voitaisiin hitsata sisäpuolelta ainoastaan lasersäteellä, kun taas ulkopuolinen hitsaus voitaisiin tehdä soveltamalla tavanomaista hitsaustekniikkaa, kuten käsinohjattua tai puoliautomaattista hitsausta. Viimeksi mainitussa tapauksessa voitaisiin käyttää MIG- tai TIG-hitsausta, tai hitsaus voitaisiin suorittaa suojaamattomalla (avoimella) valokaarella. Koska tavanomaisen hitsaustekniikan lisääminen ei millään tavoin muuta oheisten piirustusten yhteydessä selitettyä laitetta, ei tätä tekniikka seuraavassa selitetä sen lähemmin.

Puhtaan sulatushitsauksen lisäksi voitaisiin myös käyttää hit-saussauman täytemateriaalia. Laserhitsausta suoritettaessa tämä todennäköisesti ei ole tarpeen, mutta mahdollisesti Käytetyssä lisähit-sauksessa voitaisiin myös käyttää täytemateriaalia. Siinä tapauksessa, että lasersäteen avulla suoritettu hitsausta voitaisiin parantaa lisäämällä sopivaa täytemateriaalia, voitaisiin selitettyä hitsaus-laitetta muuntaa siten, että hitsausvyöhykkeeseen voidaan syöttää tällaista sopivanmuotoista täytemateriaalia. Täytemateriaali syötetään tällöin sopivasti lankana, jota sähkömoottori syöttää sen pituussuunnassa, jolloin lanka voidaan ohjata sen käyttöpaikkaan, esim. putken tai muun ohjauslaitteen avulla. Koska laitteen tällainen muunnos ei kuitenkaan vaikuta keksinnön soveltamiseen, ei tällaista täytemateriaalin syöttölaitetta ole näytetty piirustuksissa eikä sitä myöskään selitetä yksityiskohtaisemmin tässä yhteydessä.

Keksintö on edellä selitetty hiilidioksidi- laserlähteeseen perustuvana, koska tämä on nykyään kaupan saatavien laserlähteiden ainoa muoto, jolla luullaan olevan tarpeellinen jatkova antoteho.

Hiilidioksidi-laserlähteen kehittämän säteilyn eräänä haittana on, että säteily sijaitsee optisen spektrin infrapuna-alueella .eikä täten ole näkyvä. Tämä vaikeuttaa hitsaustoiminnan tarkentamista lasersäteeseen vaikuttavan järjestelmän optiikan avulla. Keksinnön erään tunnusmerkin mukaan voidaan tätä laserlähdettä tai hitsauslaitteen mitä tahansa muuta laseriähdettä täydentää apulaserlähteellä, joka on sovitettu kehittämään optisen spektrin näkyvälle elueelle lankeavaa koossapysyvää sä- 16 681 84 teilyä. Tämä apulaserlähde on sovitettu kohdistamaan säteensä pitkin hiilidioksidi-lasersädettä niin, että laite voidaan ai uksi tarkentaa käyttämällä ainoastaan tätä apulaserlähdettä ja katsomalla hitsausvyöhykettä millä tahansa sopivalla laitteella siten, että voidaan todeta, milloin optinen järjestelmä on asianmukaisesti tarkennettu. Tämän jälkeen apulaserlähde sammutetaan ja huiidioksidi-laserlähde käynnistetään hitsausta varten.

Lasersäteen tarkka suuntaaminen sauman 54 suhteen voidaan varmistaa hitsauksen aikana käyttämällä saumanseurantalaitetta. Tämä voi olla mekaanista rakennetta, jossa käyetään piste- tai sen kaltaista kojetta sauman seuraamiseksi ja sen kohdan valvomiseksi, jossa lasersaäde on tarkennettu saumaan. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää optista järjestelmää sauman tarkastamiseksi hitsaus-laitteen avulla niin, että tämä sulate saatetaan liikkumaan täsmällisesti pitkin saumaa. Tällaiset saumanseurantalaitteet ovat ennestään tunnetut, ja koska niiden soveltaminen laserhitsaukseen ei edellytä mitään keksinnöllisyyden soveltamista, ei niitä lähemmin selitetä tässä yhteydessä.

Kuten kuviossa 1 on näytetty, suoritetaan putkenosan hitsaa-minen putkijohtoon yleensä sopivimmm putkenosien ollessa vaakasuorassa asennossa. Koska putkijohto vesistön pohjaan laskettaessa myös on pääasiallisesti vaakasuora, edellyttää tämä, että putkijohdon hitsauksen jälkeen on siirryttävä aluksesta vesistön pohjaan pitkin S-muotoisesti kaarevaa rataa. Putkijohdon tämä pakosta tapahtuva taipuminen peräkkäin kahteen vastakkaiseen suuntaan rasittaa putkea ja erikoisesti hitsattuja saumoja.

Keksinnön erään toisen tunnusmerkin mukaan voidaan tämä vaikeus poistaa nostamalla kuvion 1 näyttämä koroke 12 vmoasentoon vaakasuoraan nähden. Tämä vinokulma voi olla sellainen, että putki saadaan kootuksi yhtenä ainoana käyränä, mikä vähentää putkeen vaikuttavia rasituksia, kun putki siirtyy laskualuksesta vesistön pohjaan. Tapa, jolla koroketta nostetaan ja jolla se pysytetään halutussa kulmassa ja asennossa putkijohtoon nähden, riippumatta aluksen liikkeistä normaalien vesillä vaikuttavien voimien vaikutuksesta, ei kuulu tämän keksinnön piirun eikä täten selitetä sen lähemmin. Tässä yhteydessä ei myöskään lähemmin selitetä niitä muutoksia, jotka on tehtävä hitsauslaitteen en osien kiinnittämiseksi korokkeeseen 12 ja tarpeellisen sähkö-, kaasu- ja jäähdytysvesisyö- i 17 681 84 tön liittämiseksi, koska nämä ongelmat lankeavat normaalin teknisen tuntemuksen piiriin.

Keksinnön ansiosta saadaan täten laitteisto, jonka avulla putkenosia voidaan nopeasti ja täsmällisesti hitsata kiinni putki-johtoon. Keksinnön ansiosta voidaan täten nopeasti muodostaa veden alle laskettavia putkijohtoja ja täten parhaiten käyttää hyödyksi sitä työaikaa, joka on käytettävissä epäedullisten sääolosuhteiden välisinä taukoina. Keksinnön mukaisella hitsauslaitteella voidaan valmistaa 0,8 m pituinen kehän ympäri menevä hitsisauma kahdessa minuutissa, mikä on huomattavasti lyhyempi aika kuin tavanomaista tunnettua käsihitsausmenetelmää sovellettaessa. Hitsauksen tultua tehdyksi voidaan alusta siirtää putkijohtoon nähden äsken hitsatun put-kenosan toisen pään saattamiseksi hitsausaseman linjalle siten, että tämä pää voidaan hitsata kiinni uuteen putkenosaan. Hitsausproses-sin tämä osa voidaan suorittaa minuuttia lyhyemmässä ajassa. Putki-johotoon voidaan täten lisätä vähintään 20 putkenosaa tunnissa. Put-kenosien pituuden ollessa 12 metriä voidaan keksinnön mukaisella laitteella valmistaa 240 m putkijohtoa tunnissa.

Koska tullaan toimeen yhdellä ainoalla hitsausasemalla yksivaiheisen tai monivaiheisen hitsauksen suorittamiseksi, jolloin hitsataan sisäpuolelta tai ulkopuolelta tai molemmilta puolilta, voidaan tavanomaista pituutta olevassa laskualuksessa käyttää huomattavasti paljon pidempiä putkenosia kuin 12 metriä putkijohdon kokoamiseen sen ansiosta, että tullaan toimeen yhdellä ainoalla hitsauasemalla ennestään tunnettujen putkenlaskumenetelmien vaatimien useiden hitsaus-asemien asemesta. Koska hitsausvaiheen pituus ei riipu putkenosan akselinsuuntaisesta pituudesta, vaan ainoastaan sen kehän pituudesta, johtaa pidempien putkenosien käyttö pidempien putkijohtojen valmistumiseen aikayksikössä.

Claims (14)

18 PATENTTIVAATIMUKSET 681 84

1. Laite putken osan yhteenhitsaamiseksi putkijohtoon lasersäteillä, tunnettu siitä, että siinä on lasersädeläh-de (16), josta työsäde (48) säteilee putkijohdon akselin suuntaisesti, että putkijohdon sisälle on sovitettu heijastin (52) suoritettavan hitsauksen kohdalle, joka kääntää lasersäteen (48) säteen suunnassa hitsattavien putkikappaleiden (8, 28) päihin, lisäksi toisesta päästään yhteenhitsattavan putken osan (28) vapaan pään kannattimeen yhdistetty, toisessa pSässä heijastinta (52) kannattava, £sersädettä ympäröivä putki (50) ja että putken (50) yhteyteen on sovitettu mekanismi, joka aikaansaa heijastimen (52) kiertymisen 360 °, vastaten lasersäteen (48) putken liitoskohdalla (54) suorittamaa kiertorataa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että heijastimen (52) pyöriminen on aikaansaatu siten, että putki (50) on toisesta päästään laakeroitu kannattimeen (18) akselinsa ympäri pyöriväksi, kun taas heijastin (52) on liitetty putken (50) toiseen päähän 1iikkumattomasti.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että heijastimen (52) pyöriminen on aikaansaatu siten, että putki (50) on toisesta päästään liikkumattornasti kiinnitetty telineeseen (18) ja heijastin (52') on sovitettu putken (50) toiseen päähän vaunulle (124), joka on liikuteltavissa putken (50) sisäpuolella, samansuuntaisena sen akselin kanssa pitkin lohenpyrstöjohdetta (126) ja että vaunu (124) on sähkömoottorin avulla liitetty putken (50) akselin ympäri pyörivään renkaaseen (128).

4. Laite putkijohdon putken osien yhteenhitsaamiseksi lasersäteillä, tunnettu siitä, että siinä on lasersädelähde (16), josta työsäde (48) lähtee putkijohdon akselin suuntaan, että ensimmäiset, toiset ja kolmannet toinen toisensa jälkeen lasersäteen suuntaa muuttavat heijastimet (44, 42, 60) on siten sovitettu, että lasersäde kulkee putkijohtoon hitsattavan putkikappaleen (28) ulkopuolella, että kolmas heijastin (60) on hitsattavien putkenpäiden tasossa ja suuntaa lasersäteen (48) säteensuunnassa hitsauskohtaan (54) ja että kaikki heijastimet (44, 42, 60) ovat sillä tavoin putkikappaleen (28) akselin ympäri pyöriviä, että lasersäde (48) ainakin kerran kulkee putkenlu-toskohdan (54) kautta kulkevan kiertoradan läpi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, t u n n e t t u siitä, että heijastimia (44, 42, 60) kannattaa yksi ainoa kier-tovarsi. 19 681 84

6. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen heijastin (44) voidaan sovittaa valinnaisesti säteiden radassa lasersädelähteen (16) ja ensimmäisen heijastimen (52) väliin siten, että lasersäde (48) lankeaa kolmannelle heijastimelle (42), joka heijastaa sen neljänteen heijastimeen (60), joka on hitsattavien putkenpäiden tasossa, jolloin koko säteiden rata on put-kikappaleen (28) ulkopuolella ja toiseksi, kolmanneksi ja neljänneksi mainitut heijastimet (44, 42, 60) ovat siten putkikappaleen (28) akselin ympäri pyöriviä, että lasersäde (48) kulkee ainakin kerran putken-liitoskohtaan (54) yhtyvän kiertoradan kautta.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen ja kolmas heijastin (44, 42) on sovitettu kiertovarteen (38), joka pyörivästi ja suhteessa putkijohdon päähän pitkittäissuunnassa on liikuteltavasti laakeroitu, että neljäs heijastin (60) on laakeroitu toiseen kiertovarteen (5&) pyörivästi, kuitenkin paikoillaan pysyvästi, jolloin molemmat kiertovarret (38, 58) eivät ole mekaanisesti toisiinsa kiinnitetty, vaan kahden sähkömoottorin käyttämiä, jotka on kytketty toisiinsa sähköisestiniin, että kiertovarret (38, 58) pyörivät samaan suuntaan ja samalla nopeudella.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen heijastin (44) on kiertovarteen (38) sovitetun hydraulisylinterilaitteen (46) avulla sovitettu säteiden radalla siirrettäväksi.

9. Patenttivaatimusten 1, 2 tai 3 ja 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on kaksi lasersädeluhdettä, yksi lasersädettä varten, jonka suuntaa muuttaa putkijohdon sisäpuolella suoritettavan hitsauksen kohdalle sovitettu ens irnrnä men heijastin säteen suunnassa, ja toinen ,joka samoin on suhteessa putkijohdon päähän kiinteä ja josta lähtee työsäde, jonka suuntaa muutetaan yhdessä ensimmäisen heijastimen kanssa pyörimään saatettujen heijastimien a-vulla niin, että säde kulkee putkijohtoon hitsattavan putken osan ulkopuolella .

10, Patenttivaatimuksen 1, 2 täi 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen lasersädelähde (96) on sovitettu putkijohtoon hitsattavan putkikappaleen ulkopuolelle telineeseen (20) pyörivästi laakeroituun varteen (58), yhdessä heijastimen (60) kanssa, joka on hitsattavien putkenpäiden tasossa ja suuntaa lasersäteen säteen suunnassa hitsauskohtaan (54). 681 84 20

11. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että putki (50) on siirrettävissä putkijohdon akselin suunnassa.

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite.putkijohdon putken osien yhteenhitsaamiseksi lasersäteillä, tunnettu siitä, että lasersädelähteestä (16) lähtevä työsäde (48) kulkee tasossa, jossa hitsattavien putkenpäiden liitoskohta on, että lasersäde (48) johdetaan tätä liitoskohtaa ympäröivään koteloon (118), jossa neljää valmistettavaa hitsaussaumaa vastapäätä olevilla seinillä kussakin on yksi liitoskohdan tasossa oleva liukurata (120), joihin kuhunkin on sovitettu pituussuunnassa liikuteltavissa ja käännettävissä oleva heijastin (122), jotka suuntaavat lasersäteen (48) toinen toisensa jälkeen suunnilleen säteensuunnassa liitoskohdan kaikkiin kohtiin samalla, kun jokainen heijastin (122) sen jälkeen kun se jatkuvasti heiluen on kulkenut pitkin liukurataansa (120) siirtyy siten, että se ohjaa lasersäteen (48) seuraavan liukuradan heijastimelle.

13· Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että se on sovitettu siirrettävälle a-lustalle (12), joka on liikuteltavissa suunnilleen putkijohdon akselin suuntaisesti raiteilla (14), jotka on sijoitettu putkenlaskualukselle (2) .

14. Patenttivaatimuksen 9 tai 10' mukainen laite, tunnettu siitä, että molemmat lasersädelähteet ovat entehoisia niin. että toisen lasersädelähteen hitsaussyvyys on oleellisesti suurempi kuin toisen. 21 681 84