RU2136468C1 - Laser welding set for pipelines - Google Patents
Laser welding set for pipelines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136468C1 RU2136468C1 RU98110278/02A RU98110278A RU2136468C1 RU 2136468 C1 RU2136468 C1 RU 2136468C1 RU 98110278/02 A RU98110278/02 A RU 98110278/02A RU 98110278 A RU98110278 A RU 98110278A RU 2136468 C1 RU2136468 C1 RU 2136468C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- welding
- pipeline
- welding head
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области лазерной сварки и может быть использовано для прокладки магистральных трубопроводов различного назначения в полевых условиях, особенно в северных районах. The present invention relates to the field of laser welding and can be used for laying main pipelines for various purposes in the field, especially in the northern regions.
Известно, что прокладка трубопроводов в северных районах требует высокого темпа, ибо резко ограничен период строительства, тяжелая техника может пройти заболоченные участки трассы тундры только в зимний период [1]. It is known that laying pipelines in the northern regions requires a high pace, because the construction period is sharply limited, heavy equipment can go through the swampy sections of the tundra route only in winter [1].
Известен сварочный комплекс для изготовления непрерывного трубопровода [3] . Отличительной чертой комплекса является то, что все его оборудование располагается внутри свариваемого трубопровода. В состав комплекса входит технологический лазер, оптико-фокусирующая система с приводом ее вращения, система управления, запас топлива, двигатель, генератор, вырабатывающий электрическую энергию, необходимую для автономной работы данного сварочного комплекса. Технологический лазер для сварки труб толщиной 10 - 25 мм должен иметь выходную мощность излучения не менее 20 кВт и потребляемую мощность не менее 400 кВт. Такой сварочный комплекс технически весьма затруднительно реализовать в стесненных объемах трубопровода. Управление комплексом при его движении по трубопроводу, а также во время сварки осуществляется автономно. Known welding complex for the manufacture of a continuous pipeline [3]. A distinctive feature of the complex is that all its equipment is located inside the pipeline being welded. The complex includes a technological laser, an optical focusing system with a drive for its rotation, a control system, a fuel supply, an engine, a generator that generates electrical energy necessary for the autonomous operation of this welding complex. A technological laser for welding pipes with a thickness of 10 - 25 mm must have an output radiation power of at least 20 kW and a power consumption of at least 400 kW. Such a welding complex is technically very difficult to implement in the cramped volumes of the pipeline. The complex is controlled autonomously during its movement along the pipeline, as well as during welding.
Недостатками данного комплекса являются сложность конструкции, большие габариты комплекса, в результате чего возможна сварка только труб большого диаметра, относительно низкая надежность комплекса в целом. The disadvantages of this complex are the design complexity, large dimensions of the complex, as a result of which welding of only large diameter pipes is possible, and the relatively low reliability of the complex as a whole.
Известна установка для лазерной сварки трубопроводов [2]. Установка включает передвижное устройство, платформу с размещенным на ней технологическим лазером, аппаратуру управления, электростанцию, вспомогательное оборудование. В ее состав также входит магазин лучепроводов с расположенными на них предназначенными для приварки трубами и устройство поджима трубы к трубопроводу. A known installation for laser welding of pipelines [2]. The installation includes a mobile device, a platform with a technological laser placed on it, control equipment, a power plant, and auxiliary equipment. It also includes a beam line store with pipes designed for welding located on them and a device for clamping the pipe to the pipeline.
Установка работает следующим образом. Магазин с лучепроводами и предназначенными для приварки трубами с помощью собственного привода подводит торец одной трубы к торцу закрепленного в зажимах трубопровода. С помощью устройства поджима осуществляется поджим трубы к торцу трубопровода. После этого включается лазер и излучение по лучепроводу подается на поворотное зеркало. Далее оно подается на фокусирующий объектив и затем на свариваемый стык. После сварки кольцевого шва установка отъезжает вперед по трассе трубопровода на расстояние, равное длине трубы. Магазин лучепроводов подает в зону сварки новую трубу со своим лучепроводом и технологический цикл повторяется. Installation works as follows. A store with beam lines and pipes intended for welding using its own drive brings the end of one pipe to the end of the pipeline fixed in the clamps. Using the preload device, the pipe is pressed to the end of the pipeline. After that, the laser is turned on and the radiation through the beam line is fed to the rotary mirror. Then it is fed to the focusing lens and then to the welded joint. After welding the annular seam, the installation moves forward along the pipeline route at a distance equal to the length of the pipe. The beam path store supplies a new pipe with its beam path to the weld zone and the process cycle repeats.
Недостатками конструкции вышеназванной установки являются:
большая длина оптического тракта, что ведет к искажению волнового фронта и сложности точной наводки излучения на сварочный стык вследствие вибраций лучепровода и механически связанной с ним сварочной головки;
cложная и дорогостоящая конструкция магазина, имеющего в каждом гнезде отдельный лучепровод, на конце которого закреплен фокусирующий объектив, поворотное зеркало.The disadvantages of the design of the above installation are:
a large length of the optical path, which leads to distortion of the wavefront and the difficulty of accurately directing radiation to the welding joint due to vibrations of the beam path and the welding head mechanically associated with it;
the complex and expensive design of the store, which has a separate beam path in each socket, at the end of which a focusing lens and a swivel mirror are fixed.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности конструкции установки за счет упрощения ее конструкции и повышение качества свариваемого шва за счет уменьшения вибраций оптических элементов комплекса. The problem solved by the invention is to increase the reliability of the installation design by simplifying its design and improving the quality of the weld by reducing vibration of the optical elements of the complex.
Вышеуказанная задача решается тем, что в установке для лазерной сварки трубопроводов, включающей передвижное устройство, платформу с размещенными на ней технологическим лазером, аппаратурой управления, электростанцией, вспомогательным оборудованием, магазином с предназначенными для приварки трубами, устройством поджима трубы к трубопроводу (сварочная головка и технологический лазер находится внутри трубопровода). Установка имеет штанги подвода коммуникаций, а каждая штанга имеет механизм соединения и разъединения со сварочной головкой. The above problem is solved in that in the installation for laser welding of pipelines, which includes a mobile device, a platform with a technological laser placed on it, control equipment, a power station, auxiliary equipment, a shop with pipes for welding, a device for pressing the pipe to the pipe (welding head and technological the laser is inside the pipeline). The installation has communication supply rods, and each rod has a mechanism for connecting and disconnecting from the welding head.
Технологический лазер находится в единой конструкции со сварочной головкой. The technological laser is in a single design with a welding head.
Сварочная головка имеет колеса, находящиеся в контакте с внутренней поверхностью трубопровода. The welding head has wheels in contact with the inner surface of the pipeline.
Сварочная головка имеет аккумулятор, двигатель и исполнительные элементы перемещения внутри трубопровода. The welding head has a battery, an engine, and displacement actuators inside the pipeline.
Штанга подвода коммуникаций имеет электрические, пневматические и гидравлические коммуникации. The communications supply bar has electrical, pneumatic and hydraulic communications.
Установка выглядит следующим образом (фиг. 1). Передвижное устройство 1 перемещает платформу 2 по заранее подготовленной трассе. На платформе расположены система управления установкой 3, автономная электростанция 4, источник питания и вспомогательные системы технологического лазера 5. Магазин 6 с размещенными в его гнездах трубами 7 имеет собственный привод вращения 8 (фиг. 2). Магазин имеет также механизм поджима трубы к трубопроводу 9 и штангу подвода коммуникаций 10. Каждое гнездо магазина имеет узел соединения коммуникаций 11. В варианте, когда не весь технологический лазер находится в единой конструкции со сварочной головкой, а только его излучатель, то блок прокачки рабочей смеси 12 и источник питания лазера 5 находятся на платформе. На платформе размещено также вспомогательное технологическое оборудование 13 (баллоны с защитным газом, устройства подготовки газа и т.д.). The installation is as follows (Fig. 1). The mobile device 1 moves the platform 2 along a previously prepared track. On the platform are the control system for installation 3, an autonomous power station 4, a power source and auxiliary systems for the
Каждая штанга подвода коммуникаций имеет механизм соединения и разъединения со сварочной головкой 14 (фиг. 3). В состав сварочной головки входят фокусирующий объектив 15, поворотное зеркало 16, привод их вращения 17 вокруг оси трубопровода 18. Сварочная головка может также включать в свой состав технологический лазер 19 без источника питания и блока рабочей смеси. Для перемещения по внутренней поверхности трубопровода сварочная головка имеет аккумулятор, двигатель с исполнительными элементами 20 или колеса 20. Фокусирующий объектив имеет датчик определения положения стыка 21 и привод продольного перемещения 22. Конец трубопровода размещается на установленных на платформе зажимах 23. Each rod for supplying communications has a mechanism for connecting and disconnecting with the welding head 14 (Fig. 3). The welding head includes a focusing
Установка работает следующим образом. Магазин 6 со штангами подвода коммуникаций 10 подводит одну из предназначенных для приварки труб 7 к трубопроводу 18 и центрирует их. Конец трубопровода закреплен в зажимах 23. С помощью устройства (механизма) поджима 9 осуществляется стыковка торцов трубы и трубопровода. Installation works as follows. Shop 6 with rods for supplying
С помощью датчика определения положения стыка 21 и привода продольного перемещения 22 фокусирующий объектив 15 сварочной головки устанавливается точно напротив стыка. Далее по команде системы управления 3 включается технологический лазер 19 (фиг. 2) и излучение подается на поворотное зеркало 16, от которого через фокусирующий объектив направляется на свариваемый стык. Привод вращения 17 обеспечивает сварку кольцевого шва. Все необходимые сигналы от системы управления, охлаждение на сопло объектива, подача защитного газа от вспомогательного технологического оборудования 13 осуществляются по штанге 10. В качестве варианта возможно вынесение блока прокачки рабочей смеси газа и источника питания 12 лазера, т. е. разделить лазер на две части. Одна часть, собственно, излучатель, все время находится внутри трубы, а другая, более габаритная, источник питания, вспомогательные системы газо- и водоподготовки находятся на платформе. Соединение между ними осуществляется подводящей штангой. Энергоснабжение комплекса обеспечивается электростанцией 4. В случае, если сварочная головка имеет аккумулятор с приводом и исполнительными механизмами 20, то после сварки кольцевого шва по команде системы управления осуществляются разъединение механизма 14, и установка с помощью передвижного устройства 1 перемещается вдоль трассы трубопровода на длину трубы. Магазин с помощью привода 8 подает новую трубу и центрирует ее с концом трубопровода. Сварочная головка с помощью привода 20 перемещается по внутренней поверхности трубопровода до места стыка. Точную установку фокусирующего объектива относительно стыка осуществляют датчик 21 и привод 22. Механизм 14 осуществляет соединение штанги 10 со сварочной головкой. Во время работы магазина переключение подводимых коммуникаций от одного гнезда к другому осуществляется с помощью узла 11. Using the sensor for determining the position of the
В случае, если сварочная головка не имеет собственного привода, а только колеса, во время перемещения установки на длину одной трубы механизм 14 не разъединяет штангу 10 и сварочную головку. Разъединение производится только перед работой магазина, осуществляющего операцию подачи новой трубы, т.е. штанга каждый раз подтаскивает сварочную головку к новому месту сварки. If the welding head does not have its own drive, but only the wheels, while moving the installation to the length of one pipe, the
По сравнению с аналогом электропитание основных элементов вынесено наружу, что позволяет делать его надежным. Существенно уменьшены габариты установки, упрощена ее конструкция. По сравнению с прототипом в установке имеется только одна сварочная головка с поворотным зеркалом, фокусирующим объективом, датчиком определения положения стыка, приводами вращения и продольного перемещения, а не много - по количеству гнезд в магазине, существенно уменьшена длина оптического пути луча, поскольку он формируется в лазерной головке в непосредственной близости от свариваемого стыка. Compared to the analogue, the power supply of the main elements is carried out, which makes it reliable. The dimensions of the installation are significantly reduced, its design is simplified. Compared with the prototype, the installation has only one welding head with a swivel mirror, a focusing lens, a sensor for determining the position of the joint, rotation and longitudinal drives, and not a lot - by the number of sockets in the store, the optical path length of the beam is significantly reduced, since it is formed in laser head in the immediate vicinity of the joint being welded.
Применение такой конструкции установки позволит сделать ее максимально простой, повысить надежность ее работы и увеличить качество сварных швов в трубопроводе. The use of such a design of the installation will make it as simple as possible, increase the reliability of its operation and increase the quality of welds in the pipeline.
Список литературы
1. О.М.Серафин, А.П.Ладыжанский, М.В.Блехеров "Чем варить неповоротку?", "Потенциал", N 1, 1998 г" стр.42.List of references
1. O.M. Serafin, A.P. Ladyzhansky, M.V. Blekherov "How to cook a short rotation?", "Potential", N 1, 1998 "p. 42.
2. "Установка для лазерной сварки трубопроводов", патент России N 2074798 B 23 K 26/06. Приоритет от 16.08.94 г., опубликовано 10.03.97 г. Бюллетень N 7. 2. "Installation for laser welding of pipelines", Russian patent N 2074798 B 23 K 26/06. Priority dated 08.16.94, published on 03.10.97, Bulletin No. 7.
3. "Сварочный комплекс для изготовления непрерывного трубопровода", патент России N 2074799, B 23 K 26/06. Приоритет от 29.08.94 г., опубликовано 10.03.97 г. Бюллетень N 7. 3. "Welding complex for the manufacture of a continuous pipeline", Russian patent N 2074799, B 23 K 26/06. Priority dated August 29, 94, published March 10, 1997 Bulletin No. 7.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110278/02A RU2136468C1 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Laser welding set for pipelines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110278/02A RU2136468C1 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Laser welding set for pipelines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2136468C1 true RU2136468C1 (en) | 1999-09-10 |
Family
ID=20206611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98110278/02A RU2136468C1 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Laser welding set for pipelines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2136468C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523406C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" | Welding of large-diameter pipes by laser beam |
RU193933U1 (en) * | 2019-04-17 | 2019-11-21 | Надежда Анатольевна Васильева | Laser head for welding inner circumferential seams of products |
RU2775615C2 (en) * | 2015-03-26 | 2022-07-05 | СиАрСи-ЭВАНС ПАЙПЛАЙН ИНТЕРНЭШНЛ, ИНК. | Systems and methods used in welding pipe segments in pipeline |
US11458571B2 (en) | 2016-07-01 | 2022-10-04 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline |
US11767934B2 (en) | 2013-05-23 | 2023-09-26 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Internally welded pipes |
-
1998
- 1998-06-01 RU RU98110278/02A patent/RU2136468C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523406C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" | Welding of large-diameter pipes by laser beam |
US11767934B2 (en) | 2013-05-23 | 2023-09-26 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Internally welded pipes |
RU2775615C2 (en) * | 2015-03-26 | 2022-07-05 | СиАрСи-ЭВАНС ПАЙПЛАЙН ИНТЕРНЭШНЛ, ИНК. | Systems and methods used in welding pipe segments in pipeline |
US11458571B2 (en) | 2016-07-01 | 2022-10-04 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline |
RU193933U1 (en) * | 2019-04-17 | 2019-11-21 | Надежда Анатольевна Васильева | Laser head for welding inner circumferential seams of products |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0706849B1 (en) | Laser welder for pipeline | |
US4607150A (en) | Laser spot welder | |
CA2546586C (en) | Orbital welding device for pipeline construction | |
CA2222252A1 (en) | Arc and laser welding process for pipeline | |
US5616261A (en) | Laser welding system | |
ES2121196T3 (en) | PROCEDURE AND APPARATUS OF REPAIR OF DAMAGED TUBES. | |
SU818788A1 (en) | Machine for resistance arc welding | |
RU2136468C1 (en) | Laser welding set for pipelines | |
CN106964897B (en) | Double-station annular pipe fitting circumferential direction laser-beam welding machine and method | |
NO20025331L (en) | Method and apparatus for end-to-end welding of internally coated tubes | |
RU2116181C1 (en) | Laser system for routing pipelines | |
KR20160000707A (en) | Internal shaping roundness apparatus and pipe line connecting method in construction site using the same | |
RU2165344C2 (en) | Laser complex for welding pipelines | |
RU2074799C1 (en) | Complex for continuous laser welding of pipelines | |
RU2139780C1 (en) | Laser complex for main pipeline laying | |
RU98113338A (en) | PIPELINE WELDING LASER COMPLEX | |
RU2074798C1 (en) | Pipeline laser welding set | |
ES2161113A1 (en) | Laser welding machine for the welding of sections in large structural components | |
CN206811313U (en) | Double annular pipe fitting circumference laser-beam welding machine | |
JPH01148486A (en) | Robot for laser beam machining | |
RU97101824A (en) | PIPELINE LASER COMPLEX | |
CA2481805A1 (en) | Laser welder for pipeline | |
RU2147354C1 (en) | Complex for laying underwater pipe lines | |
RU2070494C1 (en) | Pipeline laser welding installation | |
CN218694907U (en) | Automatic laser welding equipment for pipeline and joint |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040602 |