RU2062195C1 - Method of pipes laser welding - Google Patents
Method of pipes laser welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2062195C1 RU2062195C1 RU94030778A RU94030778A RU2062195C1 RU 2062195 C1 RU2062195 C1 RU 2062195C1 RU 94030778 A RU94030778 A RU 94030778A RU 94030778 A RU94030778 A RU 94030778A RU 2062195 C1 RU2062195 C1 RU 2062195C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- focusing system
- joint
- mirror
- turning device
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области лучевых методов обработки материалов и может быть использовано для лазерной сварки труб продольным швом. The invention relates to the field of radiation methods for processing materials and can be used for laser welding of pipes with a longitudinal seam.
Известные способы для сварки труб продольным швом [1] [2] [3] осуществляются следующим образом. Предназначенная для сварки труба устанавливается в специальные приспособления. Для наиболее оптимального формирования сварного шва стык выставляется вверху. Выходящее из лазера излучение направляется по системе транспортировки на поворотное зеркало, отражаясь от которого оно направляется в фокусирующее устройство (объектив). В нем излучение фокусируется и направляется на продольный стык трубы. Под воздействием сфокусированного излучения на кромке стыка образуется точка сплавления. При перемещении объектива и поворотного зеркала с помощью привода вдоль стыка трубы образуется продольный сварной шов. Known methods for welding pipes with a longitudinal seam [1] [2] [3] are as follows. The pipe intended for welding is installed in special devices. For the most optimal weld formation, the joint is exposed at the top. The radiation emerging from the laser is directed through the transportation system to a rotary mirror, reflected from which it is directed to a focusing device (lens). In it, the radiation is focused and directed to the longitudinal joint of the pipe. Under the influence of focused radiation at the edge of the joint, a fusion point is formed. When moving the lens and the swivel mirror using a drive along the pipe joint, a longitudinal weld is formed.
Контроль за расположением сопла объектива непосредственно над стыком осуществляется датчиком контроля за стыком и приводом перемещения объектива и поворотного зеркала, объединенными в единый узел перпендикулярно продольному шву. При отклонении стыка от нормального положения находящийся непосредственно перед соплом объектива датчик подает управляющий сигнал на привод перемещения объектива и поворотного зеркала перпендикулярно продольному шву и тот отрабатывает необходимое перемещение. The control over the location of the lens nozzle directly above the joint is carried out by the joint control sensor and the lens and rotary mirror actuator, united in a single unit perpendicular to the longitudinal seam. When the joint deviates from the normal position, the sensor located directly in front of the lens nozzle supplies a control signal to the lens and rotary mirror displacement drive perpendicular to the longitudinal seam and it fulfills the necessary movement.
Вышеуказанные способы имеют следующие недостатки. The above methods have the following disadvantages.
1. Для отработки перемещений при отклонении стыка от нормального положения в процессе сварки необходимо реверсивно перемещать массивную конструкцию, состоящую из фокусирующего устройства и поворотного зеркала, причем ускорения будут постоянно изменяться. Это требует наличия в составе установки достаточно мощного дополнительного привода с механической передачей. 1. To practice displacements when the joint deviates from the normal position during the welding process, it is necessary to reverse the massive structure, consisting of a focusing device and a swivel mirror, and the accelerations will constantly change. This requires the installation of a sufficiently powerful additional drive with a mechanical transmission.
2. В процессе сварки, несмотря на контроль за стыком в горизонтальной плоскости, луч постоянно направлен вертикально вниз в то время, когда стык отклоняется по окружности. В результате нарушается необходимое условие качественного формирования сварного шва перпендикулярность падающего излучения в плоскости, которой принадлежит точка соприкосновения детали с излучением и которая перпендикулярна оси излучения. 2. In the process of welding, despite the control of the joint in the horizontal plane, the beam is constantly directed vertically downward at a time when the joint deviates around the circumference. As a result, the necessary condition for the quality of the weld formation is perpendicular to the incident radiation in the plane to which the contact point of the part with the radiation belongs and which is perpendicular to the radiation axis.
Луч попадает в верхнюю часть стыка, но не идет вдоль него, а попадает на одну из его кромок. В результате неправильное формирование сварного шва и, следовательно, резкое ухудшение его качества. При больших отклонениях стыка от нормального положения возникает непровар сварного шва. The beam hits the top of the junction, but does not go along it, but hits one of its edges. As a result, improper formation of the weld and, consequently, a sharp deterioration in its quality. In case of large deviations of the joint from the normal position, a lack of penetration of the weld occurs.
Задачами изобретения являются: повышение качества сварного шва, улучшение динамических характеристик системы контроля положения стыка относительно падающего излучения. The objectives of the invention are: improving the quality of the weld, improving the dynamic characteristics of the control system of the position of the joint relative to the incident radiation.
В предлагаемом способе в процессе лазерной сварки излучение направляется на свариваемый стык поворотным устройством, находящимся перед фокусирующим устройством на расстоянии l, равном
,
где F фокусное расстояние фокусирующей системы;
R радиус свариваемой трубы.In the proposed method, in the process of laser welding, the radiation is directed to the welded joint by a rotary device located in front of the focusing device at a distance l equal to
,
where F is the focal length of the focusing system;
R is the radius of the pipe being welded.
При этом угол поворота поворотного устройства зависит от отклонения стыка X от нормального положения:
Поворотным устройством, направляющим излучение в фокусирующее устройство, может быть любое как плоское, так и имеющее определенный фокус устройство, элемент, позволяющий отклонять излучение: зеркало, призма и т.д. Фокусирующее устройство может быть как зеркального, так и проходного типов.In this case, the rotation angle of the rotary device depends on the deviation of the joint X from the normal position:
A rotary device directing radiation to a focusing device can be any device, either flat or having a certain focus, an element that allows deflecting radiation: a mirror, a prism, etc. The focusing device can be either a mirror or a walk-through type.
Технические результаты, получаемые при осуществлении изобретения:
1. Подача лазерного излучения, ось которого перпендикулярна плоскости, которой принадлежит точка соприкосновения детали с излучением в процессе сварки, позволяет формировать качественный шов независимо от отклонений стыка от нормального положения.Technical results obtained by carrying out the invention:
1. The supply of laser radiation, the axis of which is perpendicular to the plane to which the point of contact of the part with the radiation during welding, allows you to form a high-quality seam regardless of the deviation of the joint from the normal position.
2. Использование данного способа позволяет отказаться от мощного привода, перемещающего в направлении, перпендикулярном сварному шву, конструкцию, состоящую из фокусирующей системы и поворотного устройства. При осуществлении предложенного способа необходим маломощный двигатель, вращающий поворотное устройство на незначительный угол. Фокусирующая система при этом остается неподвижной. 2. Using this method allows you to abandon the powerful drive, moving in the direction perpendicular to the weld, a structure consisting of a focusing system and a rotary device. When implementing the proposed method, a low-power engine is required, which rotates the rotary device by a small angle. The focusing system remains motionless.
Вышеуказанные формулы получены из следующих соотношении (фиг.1). Из соотношений катетов треугольников получаются три уравнения с тремя неизвестными:
где δ неизвестная величина, отклонение центральной оси излучения от нормального положения на фокусирующем устройстве:
X' неизвестная величина, отклонение центральной оси излучения от нормального положения на уровне верхней фокальной плоскости;
l расстояние между поворотным и фокусирующим устройствами;
F фокусное расстояние фокусирующей системы;
X неизвестная величина, отклонение свариваемого стыка на трубе от нормального положения;
R радиус свариваемой трубы;
Выделив и Х во втором и третьем соответственно уравнениях и подставляя их в первое, находим зависимость L от F и R. Х при этой операции сокращается.The above formulas are obtained from the following ratio (figure 1). From the relations of the legs of the triangles, three equations with three unknowns are obtained:
where δ is an unknown quantity, the deviation of the central axis of the radiation from its normal position on the focusing device:
X 'unknown quantity, deviation of the central axis of radiation from a normal position at the level of the upper focal plane;
l distance between the rotary and focusing devices;
F the focal length of the focusing system;
X unknown value, deviation of the welded joint on the pipe from its normal position;
R is the radius of the welded pipe;
Selecting and X in the second and third equations, respectively, and substituting them in the first, we find the dependence of L on F and R. X during this operation is reduced.
Известно, что угол отклонения излучения β равен двум углам поворота поворотного устройства a:β=2α..
It is known that the angle of deviation of radiation β is equal to two angles of rotation of the rotary device a: β = 2α ..
Из соотношения катетов треугольника получаем: . Подставляя вместо δ выражение, полученное из уравнения (3), а вместо l уравнение (4), получаем:
Способ иллюстрируется чертежом.From the ratio of the legs of the triangle we get: . Substituting instead of δ the expression obtained from equation (3), and instead of l equation (4), we obtain:
The method is illustrated in the drawing.
Пример конкретного использования способа. Сваривается труба 1 с диаметром 40 мм. Лазерный луч 2 подается на зеркало 3 и после него направляется на линзу 4. Фокусное расстояние линзы F 200 мм. Отсюда необходимое расстояние от зеркала до линзы равно: l 2200 мм. An example of a specific use of the method. Welded pipe 1 with a diameter of 40 mm. The laser beam 2 is fed to the mirror 3 and after it is directed to the lens 4. The focal length of the lens F 200 mm Hence the required distance from the mirror to the lens is: l 2200 mm.
При отклонении стыка от нормального положения Х 2 мм, угол наклона зеркала составит: If the joint deviates from the normal position X 2 mm, the angle of inclination of the mirror will be:
Claims (2)
а угол α поворота поворотного устройства устанавливают в зависимости от отклонения стыка от нормального положения, исходя из следующего соотношения:
где F фокусное расстояние фокусирующей системы;
R радиус свариваемой трубы;
X отклонение стыка от нормального положения.1. The method of laser welding of pipes, in which the laser beam is directed by a rotary device through the focusing system to the welded joint, characterized in that the rotary device is placed in front of the focusing system at a distance
and the rotation angle α of the rotary device is set depending on the deviation of the joint from the normal position, based on the following ratio:
where F is the focal length of the focusing system;
R is the radius of the welded pipe;
X deviation of the joint from the normal position.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94030778A RU2062195C1 (en) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | Method of pipes laser welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94030778A RU2062195C1 (en) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | Method of pipes laser welding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94030778A RU94030778A (en) | 1996-06-20 |
RU2062195C1 true RU2062195C1 (en) | 1996-06-20 |
Family
ID=20159847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94030778A RU2062195C1 (en) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | Method of pipes laser welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2062195C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456107C1 (en) * | 2008-06-23 | 2012-07-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method of producing steel pipe by laser welding |
RU2552826C2 (en) * | 2011-03-30 | 2015-06-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Production of steel pipe by laser welding |
RU2608868C2 (en) * | 2011-05-12 | 2017-01-25 | АДИДЖЕ С.п.А. | Method of pipe scanning intended for processing at laser cutting machine, using sensor for measuring radiation reflected or emitted by pipe |
RU2768618C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-03-24 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ" | Laser welding method |
-
1994
- 1994-08-10 RU RU94030778A patent/RU2062195C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент РФ N 4436979, кл. В 23 К 26/00, 1982. Заявка ФРГ N 3206210, кл. В 23 К 26/00, 1982. Патент ФРГ N 3632953, кл. В 23 К 26/00, 1986. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456107C1 (en) * | 2008-06-23 | 2012-07-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method of producing steel pipe by laser welding |
RU2552826C2 (en) * | 2011-03-30 | 2015-06-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Production of steel pipe by laser welding |
RU2608868C2 (en) * | 2011-05-12 | 2017-01-25 | АДИДЖЕ С.п.А. | Method of pipe scanning intended for processing at laser cutting machine, using sensor for measuring radiation reflected or emitted by pipe |
RU2768618C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-03-24 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ" | Laser welding method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94030778A (en) | 1996-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5001324A (en) | Precision joint tracking laser welding system | |
US4827099A (en) | Method and apparatus for continuous production of tubular bodies by means of laser longitudinal seam welding | |
JPH02104484A (en) | Method and device for measuring position of junction joint for laser welding | |
KR100420722B1 (en) | Method and apparatus for monitoring and positioning beams or jets for machining on a workpiece | |
US4839496A (en) | Laser welding device for welding hollow sections and flat sections | |
US4413180A (en) | Method and apparatus for image acquisition utilizing a hollow shaft motor and a concave, cylindrical reflector | |
DE102007027377B4 (en) | Device and method for processing a workpiece by means of a laser beam | |
EP0512019A1 (en) | Imaging device. | |
EP0118439A1 (en) | Adaptive welding system. | |
EP0823304A1 (en) | Laser optical system including beam splitting mirror with separate members providing divisions of reflecting surface, and welding apparatus and method using the laser optical system | |
CA2108761A1 (en) | Method and apparatus for welding material by laser beam | |
US11103952B2 (en) | Laser beam welding of geometric figures using OCT seam tracking | |
JPS6021190A (en) | Spot welding by laser beam | |
RU2062195C1 (en) | Method of pipes laser welding | |
Abels et al. | Universal coaxial process control system for laser materials processing | |
GB2113142A (en) | Apparatus and method for laser perforation of moving material | |
JPH0767633B2 (en) | Coaxial multi-focus laser beam concentrator | |
US4173899A (en) | Method and device for scanning by means of a focused ultrasonic beam | |
US4891972A (en) | Ultrasonic joint inspection device and method | |
JPH081361A (en) | Laser beam cladding device and its method for controlling position of irradiation | |
CN205798696U (en) | Laser machine | |
JPS6130856B2 (en) | ||
JP3153168B2 (en) | Water rod / tab welding method | |
CN114871571B (en) | Integrated main and auxiliary beam splitting device of blue laser welding robot | |
JP2817555B2 (en) | Laser processing machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090811 |