SU1558612A1 - Method and apparatus for laser beam welding - Google Patents

Method and apparatus for laser beam welding Download PDF

Info

Publication number
SU1558612A1
SU1558612A1 SU874341839A SU4341839A SU1558612A1 SU 1558612 A1 SU1558612 A1 SU 1558612A1 SU 874341839 A SU874341839 A SU 874341839A SU 4341839 A SU4341839 A SU 4341839A SU 1558612 A1 SU1558612 A1 SU 1558612A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
welding
speed
product
thermal diffusivity
carried out
Prior art date
Application number
SU874341839A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ринад Джафарович Сейдгазов
Валерий Павлович Полулях
Original Assignee
Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам АН СССР
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам АН СССР filed Critical Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам АН СССР
Priority to SU874341839A priority Critical patent/SU1558612A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1558612A1 publication Critical patent/SU1558612A1/en

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технологии лучевой сварки и оборудованию дл  его осуществлени . Цель изобретени  - повышение производительности путем уменьшени  времени подбора оптимального значени  скорости сварки. Процесс сварки ведут при заданных значени х диаметра п тна нагрева α сфокусированного луча, его мощности и скорости относительного перемещени  луча и свариваемого издели , соответствующей формированию шва без корневых дефектов. Процесс ведут при скорости относительного перемещени  издели  и луча, равной Vсв=λ/Α. При этом значение коэффициента температуропроводности λ непрерывно измер ют. Устройство снабжено блоками автоматического экспресс-анализа температуропроводности и вычислени  скорости сварки. В результате исключаютс  подготовительные стадии по экспериментальному подбору скорости бездефектной сварки, завис щей от материала свариваемого издели  и от степени фокусировки луча, что обеспечивает повышение производительности. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to the technology of beam welding and equipment for its implementation. The purpose of the invention is to increase productivity by reducing the time to select the optimum welding speed. The welding process is carried out at given values of the spot diameter of heating α of the focused beam, its power and speed of the relative movement of the beam and the product being welded, corresponding to the formation of a seam without root defects. The process is carried out at a rate of relative movement of the product and the beam, equal to Vc = λ / Α. Here, the value of the thermal diffusivity λ is continuously measured. The device is equipped with automatic express analysis of thermal diffusivity and welding speed calculation. As a result, preparatory stages for experimental selection of the speed of defect-free welding, which depends on the material of the product being welded and on the degree of focusing of the beam, are eliminated, which ensures an increase in productivity. 2 sec. f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к технологии лучевой сварки и оборудованию дл  его осуществлени .The invention relates to the technology of beam welding and equipment for its implementation.

Цель изобретени  - повышение производительности путем уменьшени  времени подбора оптимального значени  скорости сварки.The purpose of the invention is to increase productivity by reducing the time to select the optimum welding speed.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - зависимость толщины пленки расплава, суммарного объема пор и частоты порообразовани  от скорости сварки.FIG. 1 shows a diagram of the device; in fig. 2 shows the dependence of the film thickness of the melt, the total pore volume and frequency of pore formation on the welding speed.

Процесс сварки ведут при заданных значени х диаметра п тна нагрева сфокусированного луча 1, его мощностиThe welding process is carried out at specified values of the spot diameter for heating the focused beam 1, its power

и скорости относительного перемещени  луча и свариваемого издели  2, соответствующей формированию шва без корневых дефектов. Процесс ведут при (скорости относительного перемещени  издели  2 и луча 1 vc8 fl /d, где А - коэффициент температуропроводности материала издели ; d - диаметр п тна нагрева сфокусированного луча, при этом значение коэффициента температуропроводности непрерывно измер ют .and the speed of the relative movement of the beam and the welded product 2, corresponding to the formation of a seam without root defects. The process is carried out at (speeds of relative movement of the product 2 and beam 1 vc8 fl / d, where A is the thermal diffusivity of the material of the article; d is the diameter of the heating point of the focused beam, and the thermal diffusivity coefficient is continuously measured.

Устройство дл  осуществлени  способа содержит источник 3 питани  луча 1, Фокусирующую систему 4, рлбо«A device for carrying out the method comprises a source 3 of the power supply of the beam 1, the focusing system 4,

чий стол 5 и систему управлени , состо щую из блоков 6 - 8 управлени  соответственно степенью фокусировки луча 1, его мощностью и скоростью перемещени  рабочего стола 5.table 5 and a control system consisting of control blocks 6 to 8, respectively, by the degree of beam focusing 1, its power and the speed of movement of the work table 5.

Устройство также снабжено блокамиThe device is also equipped with blocks.

9и 10 автоматического экспресс-ана лиза температуропроводности и вычислени  скорости сварки, причем вход блока 6 управлени  степенью фокусировки луча соединен с входом блока9 and 10 automatic express analysis of thermal diffusivity and calculation of the welding speed, with the input of the control unit 6 for the degree of focusing of the beam connected to the input of the unit

10вычислени  скорости перемещени  рабочего стола 5, выход последнего соединен с входами блока 7 управле- ни  мощностью луча и блока 8 управлени  скоростью перемещени  рабочего стола 5. Выход блока 7 управлени  мощностью луча соединен с входом источника питани  луча, а выход блок 9 экспресс-анализа температуропроводности соединен с блоком 10 вычислени  скорости перемещени  рабочего стола.10 calculating the speed of movement of the desktop 5, the output of the latter is connected to the inputs of the beam power control unit 7 and the desktop speed control unit 8 of the output of the beam power control unit 7 connected to the input of the beam power source, and the output of the express diffusion thermal analysis unit 9 connected to block 10 for calculating the speed of movement of the desktop.

Устройство работает следующим об- разом.The device works as follows.

Изделие 2 устанавливают на рабочи стол 5. При помощи блока 9 измеренное им значение температуропроводности материала издели  2 вводитс  в блок 10 дл  запоминани . Необходимое дл  сварки значение величины диаметра луча 1 в плоскости фокусировки устанавливают при помощи блок 6, соответствующий сигнал поступает в блок 10 и запоминаетс . Блок 6 производит вычисление скорости сварк и через блок 8 включает перемещение стола 5 с полученным в результате вычислени  значением скорости. Одновременно блок 7 включает генерацию луча 1 с мощностью, необходимой дл  проплавлени  материала издели  2 на заданную глубину. После выполнени  сварки блоки 8 и 10 останавливают перемещение технологического стола и выключают луч.The product 2 is installed on the work table 5. With the help of the block 9, the measured value of the thermal diffusivity of the material of the product 2 is entered into the block 10 for storage. The value required for welding of the diameter of the beam 1 in the focusing plane is set using block 6, the corresponding signal is fed to block 10 and is remembered. Block 6 calculates the welding speed and through block 8 starts moving the table 5 with the resulting speed value. At the same time, unit 7 includes the generation of beam 1 with the power required to penetrate the material of product 2 to a predetermined depth. After welding, blocks 8 and 10 stop moving the process table and turn off the beam.

В результате осуществл ют сварку в автоматическом режиме. Подготовительна  стади  экспериментального подбора, скорости бездефектной сварки завис щей как от материала издели  2, так и от степени фокусировки луча 1, исключаетс . Вли ние мощности луча на значение скорости бездефектной сварки незначительно, от нее за- i висит только глубина проплавлени .As a result, automatic welding is carried out. The preparatory stage of the experimental selection, the speed of defect-free welding, depending both on the material of the product 2 and on the degree of focusing of the beam 1, is excluded. The effect of the beam power on the value of the speed of defect-free welding is insignificant, only the penetration depth depends on it.

Это позвол ет создать автоматизированную систему лучевой сварки,This allows you to create an automated system of beam welding,

5 Q 5 Q

3 3

5 five

00

5five

00

5five

00

обеспечивающую гибкое изменение состава обрабатываемых изданий, а следовательно , повысить производительность процесса.providing a flexible change in the composition of processed publications, and, consequently, increase the productivity of the process.

Пример. Зависимость суммарного объема пор от скорости сварки v (vtfc) получают при сварке сплава циркони  ZrNb 1 электронным лучом. Дл  характерных температуропроводности А 0,1 см /с и диаметра луча в плоскости фокусировки d 0,02 см соответствующее значение скорости бездефектной сварки vce Ъ/d 3 см/с совпадает с подобранным значением. Положение максимумов экспериментальной зависимости v (voe ) и пропорциональной ей зависимости также совпадают (фиг. 2). Зависимость частоты порообразовани  от скорости сварки f(vce) получена при сварке нержавеющей стали SVS 304 лучом лазера мощностью 3 кВт. В этом случае, как и в эксперименте, скорость бездефектной сварки равна 5 см/с. Положени  максимумов экспериментальной и рассчитанной зависимостей f(v,..6) совпадают.Example. The dependence of the total pore volume on the welding speed v (vtfc) is obtained when welding zirconium alloy ZrNb 1 with an electron beam. For the characteristic thermal diffusivity A 0.1 cm / s and the beam diameter in the focusing plane d 0.02 cm, the corresponding value of the defect-free welding speed vce b / d 3 cm / s coincides with the selected value. The position of the maxima of the experimental dependence v (voe) and the dependence proportional to it also coincide (Fig. 2). The dependence of the frequency of pore formation on the welding speed f (vce) was obtained when welding SVS 304 stainless steel with a 3 kW laser beam. In this case, as in the experiment, the speed of defect-free welding is 5 cm / s. The positions of the maxima of the experimental and calculated dependences f (v, .. 6) coincide.

Claims (2)

1.Способ лучевой сварки, при котором процесс ведут при заданных значени х диаметра п тна нагрева сфокусированного луча, его мощности и скорости относительного перемещени  луча и свариваемого издели , соответствующей формированию шва без корневых дефектов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности путем уменьшени  времени подбора оптимального значени  скорости сварки, процесс ведут при скорости относительного перемещени  издели  и луча vce fl/d, где 1 - коэффициент температуропроводности материала издели  ; d - диаметр п тна нагрева сфокусированного луча, при этом значение коэффициента температуропроводности непрерывно измер ют.1. A method of beam welding, in which the process is carried out at specified values of the spot diameter for heating a focused beam, its power and speed of relative movement of the beam and the product to be welded, corresponding to the formation of a weld without root defects, characterized in the time of selection of the optimal value of the welding speed, the process is carried out at a speed of relative movement of the product and the beam vce fl / d, where 1 is the coefficient of thermal diffusivity of the product material; d is the diameter of the spot of heating the focused beam, while the value of the coefficient of thermal diffusivity is continuously measured. 2.Устройство дл  лучевой сварки, содержащее источник питани  луча, фокусирующую систему, рабочий стол и систему управлени , состо щую из блоков управлени  степенью фокусировки луча, его мощностью и скоростью перемещени  рабочего стола, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности путем уменьшени  времени подбора оптимального 2. A device for beam welding, containing a beam power source, a focusing system, a work table and a control system consisting of control units for the degree of beam focusing, its power and speed of the work table movement, characterized in that, in order to increase productivity by reducing the time selection of optimal h, Vnop,h, Vnop, fnop отн.едfnop rel о 0 ,5- М0 ,2 Оabout 0, 5- M0, 2 O Фиг.11 ОЛ0.5OL0.5 Фиг. 2FIG. 2 0,8 Uc8i onw-eff0.8 Uc8i onw-eff
SU874341839A 1987-09-29 1987-09-29 Method and apparatus for laser beam welding SU1558612A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874341839A SU1558612A1 (en) 1987-09-29 1987-09-29 Method and apparatus for laser beam welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874341839A SU1558612A1 (en) 1987-09-29 1987-09-29 Method and apparatus for laser beam welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1558612A1 true SU1558612A1 (en) 1990-04-23

Family

ID=21341620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874341839A SU1558612A1 (en) 1987-09-29 1987-09-29 Method and apparatus for laser beam welding

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1558612A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4234339A1 (en) * 1992-10-12 1994-04-14 Manfred Prof Dr Ing Geiger Monitoring the quality of a lap weld - by measuring the temp. at the back of the weld and adjusting the laser beam accordingly

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Стельмах М.Ф. Лазеры в технологии. -М.: Энерги , 1975, с. 99-100. А.И.Чвертко Оборудование дл электронно-лучевой сварки. - Киев: Яаукова думка, 1973, с. 189, 197, 198, 236. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4234339A1 (en) * 1992-10-12 1994-04-14 Manfred Prof Dr Ing Geiger Monitoring the quality of a lap weld - by measuring the temp. at the back of the weld and adjusting the laser beam accordingly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR880002407B1 (en) Laser processing system
US4121087A (en) Method and apparatus for controlling laser welding
US4638145A (en) Laser machining apparatus
JPH04502429A (en) Method and device for processing workpieces by laser beam
HK1071709A1 (en) Process and apparatus for spot welding with a laser beam
JPS54153745A (en) Method and apparatus for laser processing
JPH04182090A (en) Laser beam machine
SU1558612A1 (en) Method and apparatus for laser beam welding
KR970005925B1 (en) Laser machining apparatus
JPH05111783A (en) Drilling method for laser beam machining
JPS5933091A (en) Laser working method
JPS56139295A (en) Metal strip welding method
JPS5949113B2 (en) Laser processing equipment
JPS6076296A (en) Working method by laser light
Doumanidis Thermal regulation in multiple-source arc welding involving material transformations
JPS644417A (en) Laser processing method and its apparatus
JPS57205001A (en) Method and device of processing material hard to cut
JPS60154892A (en) Laser cutting device
JPH09239576A (en) Laser beam machining equipment
JPS57206581A (en) Control method for welding heat input in production of electric welded pipe
JP3853867B2 (en) YAG laser welding process
JPH03221287A (en) Method and device for laser beam machining
GB1579601A (en) Keyhole welding or cutting
JPS6422536A (en) Ultrasonic welding method of plastic
JPS60130488A (en) Laser cutting method