WO2006129025A1 - Procede d ' usinage de conduits metalliques destine a former un profil en v sur des conduits metalliques du type pipeline ; conduit metallique ; procede de soudage combinat dans un meme bain de fusion laser et arc electrique pour assembler de tels conduits - Google Patents

Procede d ' usinage de conduits metalliques destine a former un profil en v sur des conduits metalliques du type pipeline ; conduit metallique ; procede de soudage combinat dans un meme bain de fusion laser et arc electrique pour assembler de tels conduits Download PDF

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section
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metal
duct
conduits
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PCT/FR2006/001259
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Gilles Richard
Abdelkrim Chehaibou
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Serimax
Institut De Soudure
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    • Y10T83/04—Processes

Definitions

  • the present invention relates to a method of machining metal conduits 5 which end to end with identical conduits to be welded form pipeline type metal pipes for the transport of gas, oil and a method of welding metal conduits Machined according to the machining process.
  • hybrid laser welding process In order to achieve the solder joint reliably, it has been proposed to use an electric arc assisted laser welding process, hereinafter referred to as a hybrid laser welding process.
  • a hybrid laser welding process In order to achieve the solder joint reliably, it has been proposed to use an electric arc assisted laser welding process, hereinafter referred to as a hybrid laser welding process.
  • the various hybrid laser welding processes and devices for their implementation have many disadvantages. 0
  • the electric arc has a low power of interpenetration in the thickness of the bead, it therefore results in a dilution of the non-homogeneous filler metal through the thickness of the melt, the filler metal remaining mainly in the outer part of the chamfer.
  • US-A-4213555 discloses a welding method in which it is proposed for tubes having a thickness greater than 12 mm to make the chamfer as having from the base a first inclined slope of 25 ° followed by a second slope of 5 ° with respect to the joint plane. Such a chamfer does not have a heel. However, if a hybrid laser welding process with a chamfer of such a shape is used, there is a risk of chamfer penetrations, collapse of the melt or the risk of a stepped joint profile if there is one. misalignment of the two tubes.
  • TGF GAY &J.SPENCE's Rational Welding Design 1982, Butterwoths & Co (Publishers) Ltd, Norwich, Norfolk, UK, page 71, discloses butt welding of thickness less than 20 mm, the end of which has a profile with a straight part followed by an inclined part so as to form a chamfer with heel and outer case in V of slope of 30 ° to 40 ° which has the drawbacks mentioned above.
  • This same document proposes to produce, for ducts with a thickness greater than 20 mm, a profile having a straight part and a section inclined from 10 to 15 °, connected by a curved section making it possible to obtain a U-shaped bevel, this curved section forms well a chamfer n U because it is not tangent to the inclined section.
  • a U-shaped chamfer is also described in "Welder's Troubleshooting Guide," 1983, Reston Publishing Company, I, Reston, Virginia, USA, pages 55-56.
  • FR 985 513 proposes a duct profile comprising a straight portion and an inclined portion connected by a flat portion and a curved portion, the chamfer thus formed is U-shaped flat bottom, there is then a problem of centering the laser beam when laser welding with such a chamfer.
  • a problem arises as soon as the thickness of the ends to be assembled increases and a chamfer too wide is difficult to fulfill with automated arc welding equipment.
  • V and U bevels have also been proposed, such as those described in JP 56151192.
  • the disadvantages of the V and U chamfer are found.
  • the object of the invention is to overcome these drawbacks by proposing a method of machining metal conduits, which, end-to-end to be welded with identical conduits, forms a pipeline-type pipe, the machined ends forming together a chamfer of new form for high-speed welding of the penetration pass, in particular by a hybrid laser welding process.
  • the subject of the invention is a method for machining the ends of a metal duct intended to form, when it is placed end to end with identical ducts and welded to them, a pipeline-type duct for creating at the level of the joint plane with another identical duct a V-shaped chamfer, characterized in that the ends of the duct are cut so that the profile of each end has at least a first straight section, at the inner edge, intended for forming a portion of the V-chamfer heel and an arcuate section connecting said straight section of the profile to a rectilinear section inclined relative to the cross section of this profile, the outer edge of the tubular piece.
  • the cross-section of the end profile of a duct abuts against the cross-section of the end profile of the duct.
  • the other leads to form the heel of a V-shaped chamfer, whose tip is slightly curved on either side of the joint plane due to the two arcuate sections and the V-shaped chamfer has an opening defined by the end of inclined sections.
  • the arcuate section is defined to be tangent to the inclined rectilinear section and the inclination angle ⁇ of the inclined section is preferably in the range of 15 ° to 45 ° relative to the cross section of the end profile, coincident with the joint plane, so that the width of the chamfer at its open end is at most 10 mm.
  • a duct thus machined preferably has a thickness of at most 10 mm and the cross section of the profile has a minimum thickness of 2 mm to ensure reproducibility of machining and so that the heel of the chamfer formed can not be pierced during a penetration pass by a laser beam for example.
  • the profile may furthermore have a second section inclined at an angle ⁇ with respect to the section right of the end profile of the duct, said angle ⁇ being less than the angle ⁇ , connected to the first inclined section by a second arcuate section, so as to always maintain the open width of the chamfer less than 14 mm.
  • the second arc is chosen to be tangent to the two inclined sections.
  • Ducts obtained according to the machining method of the invention are particularly advantageous in the context of using a hybrid laser welding process in which the penetration pass is achieved from the outside by creating a single melt under the simultaneous action of at least one laser beam transmitted by optical fiber and at least one gas-shielded electric arc generated from a fuse electrode.
  • the cross section of the end profile of the conduit then has a maximum thickness equivalent to 2 mm + a value corresponding to the power in kW of the laser used.
  • This allows a high welding speed of several meters per minute during the penetration phase while using a laser power of only a few kW and which can in particular be less than 4 kW, which is economically advantageous.
  • the point of impact of the electric arc is close to the focal point of the laser beam, the interval between the two being called “offset", this interval being -5 to 5 mm with respect to the point of contact. focusing of the laser beam.
  • the arcuate parts in the bottom of the chamfer confer a tolerance on the centering of the laser beam, thus ensuring increased compactness by less sensitivity to the risk of lack of penetration.
  • the opening in the upper part of the first inclined sections of the end profiles of the conduits does not exceed 10 mm, which makes it possible not to have an opening of chamfer too wide in the part corresponding to the part of the welded joint by the laser process and further allows to obtain a high deposited metal height even at high speed. Likewise, this opening is always greater than 3 mm in order to avoid problems of hot cracking.
  • a duct obtained according to the machining method of the invention allows the implementation of a hybrid laser welding process as mentioned above with good productivity while limiting the risk of lack of lateral fusion due to low energy welding used.
  • the position of the focusing point of the laser beam can be adjusted independently of one another.
  • the interval between the focusing point of the laser beam and the position of the point of impact of the electric arc and the angular position of the electric arc welding torch such as a MIG torch relative to the laser beam, the MIG torch being angularly offset to the laser beam.
  • the focus point of the laser beam is adjustable within a range of +/- 5mm above or below the chamfer heel, the interval between the focus point and the point of impact of the arc.
  • the electric range may vary in the range of -5 mm to +5 mm on either side of the laser focus point and the angular range in which the MIG torch varies with respect to the laser beam is 5 ° to 45 °.
  • the profile comprises an inclined section or double section inclined with the angle ⁇ of the first section greater than the angle ⁇ of the second section, the aperture of the chamfer remaining limited to 14 mm maximum to allow the rest of the welding with the electric arc method with fuse wire in narrow chamfer configuration whatever the configuration of the welding head (mono, multi torches).
  • arcuate sections at the bottom of the chamfer allows a better interpenetration of the electric arc in the thickness of the heel, one thus obtains a dilution of the more homogeneous filler metal and thus mechanical characteristics also more homogeneous.
  • the left-hand part of the figure corresponds to a duct 1 having a thickness hi and the right-hand part of the figure corresponds to a duct 2 having a thickness less than h 2 to hi
  • the cross section 3 of the end profile of the two ducts 1 and 2 has a height h 3 of 2 mm.
  • the cross section is followed by a circular arc section 4 of identical radius Ri on the left and right side of the single figure.
  • This arcuate section 4 serves as a connection between the straight section 3 and a rectilinear section inclined with respect to the joint plane P.
  • the angle of inclination ⁇ is in the example represented by 25 °.
  • the inclined section 5 is followed by a second circular arc section of radius R 2 which connects said inclined section 5 to a second inclined section 6 or 6 '.
  • the inclination angle ⁇ of this second inclined section relative to the joint plane P is less than ⁇ and in the example represented equal to 5 °.
  • the width U of the opening of the chamfer is at most 10 mm in the example shown in the right part of the single figure and the width L is at most 14 mm in the example of the left part.

Abstract

L'invention concerne un procédé d'usinage des extrémités d'un conduit métallique (1) destiné à former, lorsqu'il est mis bout à bout avec des conduits identiques, une canalisation de type pipeline, pour former au niveau du plan de joint (3) avec un autre conduit identique un chanfrein en V. L'invention consiste en ce qu'on découpe les extrémités du conduit de sorte que le profil de chaque extrémité présente au moins une première section droite, au bord intérieur, destinée à constituer une partie du talon du chanfrein en V et une section en arc de cercle reliant ladite section droite du profil à une section rectiligne (5) inclinée par rapport à la section droite de ce profil, au bord extérieur de la pièce tubulaire. L’application concerne des conduits métalliques, en particulier pour pipelines.

Description

PROCEDE D'USINAGE DE CONDUITS METALLIQUES DESTINE A FORMER UN PROFIL EN V SUR DES CONDUITS METALLIQUES DU TYPE PIPELINE ; CONDUIT METALLIQUE ; PROCEDE DE SOUDAGE COMBINAT DANS UN MEME BAIN DE FUSION LASER ET ARC ELECTRIQUE POUR ASSEMBLER DE TELS CONDUITS
La présente invention concerne un procédé d'usinage de conduits métalliques 5 qui mis bout à bout avec des conduits identiques pour être soudés forment des canalisations métalliques du type pipeline, destinées au transport de gaz, pétrole ainsi qu'un procédé de soudage de conduits métalliques usinés selon le procédé d'usinage.
0 Pour former des canalisations de type pipeline, il est important que la soudure réalisée entre deux conduits présente les qualités requises au transport des matières telles que le pétrole, le gaz, la soudure ne devant donc pas présenter de défauts risquant d'entraîner des faiblesses.
5 Pour réaliser le joint de soudure de manière fiable, on a proposé d'utiliser un procédé de soudage laser assisté par arc électrique, appelé ci-après procédé de soudage laser hybride. Toutefois, les différents procédés de soudage au laser hybride et dispositifs pour leur mise en œuvre présentent de nombreux inconvénients. 0
Ainsi, on a pu constater que, lorsqu'on utilise un dispositif de soudage au laser hybride sur des conduits sans profil d'extrémité chanfreiné (bord à bord) pour des épaisseurs de conduit inférieures à 12 mm, survient généralement un problème de centrage du laser par rapport au plan de joint et de parfaite 5 perpendicularité de la torche, le moindre décentrage induisant un manque de pénétration et/ou un manque de fusion latérale. De plus, il est nécessaire d'utiliser une puissance laser très importante généralement supérieure à 4 kW, ce qui économiquement n'est pas intéressant.
0 Lorsque le chanfrein est avec talon et casse extérieur en V de forte pente, il existe également un problème de centrage du faisceau laser. De plus, un problème se pose dès que l'épaisseur des extrémités à assembler augmente et un chanfrein trop large est difficile à remplir avec des équipements de soudage à l'arc automatisés.
Lorsque le chanfrein est avec talon et casse extérieur en V faible pente, il existe toujours un problème de centrage du faisceau laser. En outre, le chanfrein en V étant très fermé, l'arc électrique n'est pas stable en fond de chanfrein et risque de s'accrocher de manière incontrôlée sur tel ou tel bord du chanfrein. De plus, selon la qualité du centrage de l'électrode fusible (métal d'apport), qui n'est jamais parfaite du fait de la courbure rémanente du fil, l'arc électrique ne sera pas centré et sera forcé sur l'une des faces du chanfrein créant ainsi des défauts de type cavités latérales, manque de fusion latérale, générant un sérieux problème de reproductibilité et donc de qualité.
Enfin, dans un chanfrein en V, l'arc électrique présente un faible pouvoir d'interpénétration dans l'épaisseur du talon, il en résulte donc une dilution du métal d'apport non homogène à travers l'épaisseur du bain de fusion, le métal d'apport restant principalement en partie extérieure du chanfrein.
Par le document US-A-4213 555, on connaît un procédé de soudage dans lequel on propose pour des tubes présentant une épaisseur supérieure à 12 mm de réaliser le chanfrein comme présentant depuis la base une première pente inclinée de 25° suivie d'une seconde pente de 5° par rapport au plan de joint. Un tel chanfrein ne comporte pas de talon. Toutefois, si on utilise un procédé de soudage laser hybride avec un chanfrein d'une telle forme, on encourt des risques de traversées du chanfrein, d'effondrement du bain de fusion ou encore des risques de profil de joint en paliers s'il existe un mauvais alignement des deux tubes.
On connaît par le document « Rational Welding Design » de TGF GAY & J.SPENCE, 1982, Butterwoths & Co (Publishers) Ltd, Norwich, Norfolk, Royaume-Uni, page 71 , on propose de souder bout à bout des conduits d'épaisseur inférieure à 20 mm dont l'extrémité présente un profil comportant une partie droite suivie d'une partie inclinée de manière à former un chanfrein avec talon et casse extérieur en V de pente de 30° à 40° qui présente les inconvénients évoqués ci-dessus. Ce même document propose de réaliser pour les conduits d'épaisseur supérieure à 20 mm un profil présentant une partie droite et une section inclinée de 10 à 15°, reliées par une section courbe permettant d'obtenir un chanfrein en U, cette section courbe forme bien un chanfreine n U car elle n'est pas tangente à la section inclinée. Un tel chanfrein en U est également décrit dans « Welder's Troubleshooting Guide », 1983, Reston Publishingcompany, I ne, Reston, Virginie, USA, pages 55-56.
Dans FR 985 513, on propose un profil de conduit comportant une partie droite et une partie inclinée reliées par une partie plate et une partie courbe, le chanfrein ainsi formé est en forme de U à fond plat, il existe alors un problème de centrage du faisceau laser lors de soudage au laser avec un tel chanfrein. De plus, un problème se pose dès que l'épaisseur des extrémités à assembler augmente et un chanfrein trop large est difficile à remplir avec des équipements de soudage à l'arc automatisés.
Des conduits dont l'extrémité présente un profil propre à former, mis bout à bout, des chanfreins en U du même type et donc présentant les mêmes problèmes qu'évoqués ci-dessus, sont également décrits dans US 2 415 987, JP 48 070639 et GB 656,696.
On a proposé également des chanfreins en V et en U à la fois tels que ceux décrits dans JP 56151192. Cependant dans le cadre d'un soudage au faisceau laser les inconvénients du chanfrein en V et en U se retrouvent.
L'invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un procédé d'usinage de conduits métalliques, qui, mis bout à bout pour être soudés avec des conduits identiques, forme une canalisation de type pipeline, les extrémités usinées formant ensemble un chanfrein de forme nouvelle permettant un soudage à grande vitesse de la passe de pénétration, notamment par un procédé de soudage laser hybride. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'usinage des extrémités d'un conduit métallique destiné à former, lorsqu'il est mis bout à bout avec des conduits identiques et soudé à eux, une canalisation de type pipeline, pour créer au niveau du plan de joint avec un autre conduit identique un chanfrein en V, caractérisé en ce qu'on découpe les extrémités du conduit de sorte que le profil de chaque extrémité présente au moins une première section droite, au bord intérieur, destinée à constituer une partie du talon du chanfrein en V et une section en arc de cercle reliant ladite section droite du profil à une section rectiligne inclinée par rapport à Ia section droite de ce profil, au bord extérieur de la pièce tubulaire.
Ainsi de manière très avantageuse, lorsqu'on met bout à bout des conduits usinés selon le procédé de l'invention, la section droite du profil d'extrémité d'un conduit est en butée contre la section droite du profil d'extrémité de l'autre conduit pour former le talon d'un chanfrein en V, dont la pointe est légèrement courbe de part et d'autre du plan de joint du fait des deux sections en arc de cercle et le chanfrein en V présente une ouverture définie par l'extrémité des sections inclinées.
De préférence, la section en arc de cercle est définie de manière à être tangente avec la section rectiligne inclinée et l'angle d'inclinaison α de le section inclinée se trouve de préférence dans la plage de 15° à 45° par rapport à la section droite du profil d'extrémité, confondue avec le plan de joint, de sorte que la largeur du chanfrein à son extrémité ouverte est d'au plus 10 mm.
Un conduit ainsi usiné présente de préférence une épaisseur d'au plus 10 mm et la section droite du profil présente une épaisseur minimale de 2 mm afin d'assurer une reproductibilité d'usinage et de sorte que le talon du chanfrein formé ne puisse pas être percé lors d'une passe de pénétration par un faisceau laser par exemple.
Pour des conduits présentant une épaisseur supérieure, le profil peut présenter en outre une seconde section inclinée d'un angle β par rapport à la section droite du profil d'extrémité du conduit, ledit angle β étant inférieur à l'angle α, reliée à la première section inclinée par une seconde section en arc de cercle, de manière à maintenir toujours la largeur ouverte du chanfrein inférieure à 14 mm. Le second arc de cercle est choisi de sorte à être tangent aux deux sections inclinées.
Des conduits obtenus selon le procédé d'usinage de l'invention sont particulièrement avantageux dans le cadre d'une utilisation d'un procédé de soudage laser hydride dans lequel on réalise la passe de pénétration par l'extérieur en créant un bain de fusion unique sous l'action simultanée d'au moins un faisceau laser transmis par fibre optique et d'au moins un arc électrique sous protection gazeuse généré à partir d'une électrode fusible.
En effet, on peut souder à grande vitesse la passe de pénétration tout en obtenant une épaisseur de la passe de pénétration supérieure à 4 mm et avec une compacité de cordon de soudure d'excellente qualité et reproductible.
De préférence, la section droite du profil d'extrémité du conduit présente alors une épaisseur maximale équivalente à 2 mm + une valeur correspondant à la puissance en kW du laser utilisée. Ceci permet une grande vitesse de soudage de plusieurs mètres par minute en phase de pénétration tout en utilisant une puissance laser de quelques kW seulement et qui peut notamment être inférieure à 4 kW, ce qui est économiquement avantageux.
De préférence, le point d'impact de l'arc électrique se trouve voisin du point de focalisation du faisceau laser, l'intervalle entre les deux étant dénommé « offset », cet intervalle étant de -5 à 5 mm par rapport au point de focalisation du faisceau laser.
Les parties en arc de cercle présentent dans le fond du chanfrein confèrent une tolérance quant au centrage du faisceau laser, garantissant ainsi une compacité accrue par une moindre sensibilité au risque de manque de pénétration. L'ouverture en partie haute des premières sections inclinées des profils d'extrémité des conduits ne dépasse pas 10 mm, ce qui permet de ne pas avoir une ouverture de chanfrein trop large dans la partie correspondant à la partie du joint soudé par le procédé laser et permet en outre d'obtenir une hauteur de métal déposée importante même à grande vitesse. De même, cette ouverture est toujours supérieure à 3 mm de manière à éviter les problèmes de fissuration à chaud.
Un conduit obtenu selon le procédé d'usinage de l'invention permet la mise en oeuvre d'un procédé de soudage laser hybride comme évoqué ci-dessus présentant une bonne productivité tout en limitant le risque de manque de fusion latérale consécutif à la faible énergie de soudage utilisée.
De préférence, au cours de la passe de pénétration réalisée sous l'action combinée du laser et de l'arc électrique selon ce procédé de soudage laser hybride, on peut régler indépendamment les uns des autres, la position du point de focalisation du faisceau laser, l'intervalle entre le point de focalisation du faisceau laser et la position du point d'impact de l'arc électrique ainsi que la position angulaire de la torche de soudage à arc électrique telle qu'une torche MIG par rapport au faisceau laser, la torche MIG étant décalée angulairement au faisceau laser.
De préférence, Ie point de focalisation du faisceau laser est ajustable dans une plage de +/- 5mm au-dessus ou au-dessous du talon du chanfrein, l'intervalle entre le point de focalisation et le point d'impact de l'arc électrique peut varier dans la plage de -5 mm à +5 mm de part et d'autre du point de focalisation du laser et la plage angulaire dans laquelle varie la torche MIG par rapport au faisceau laser est de 5° à 45°.
En fonction de l'épaisseur des extrémités à souder, le profil comporte une section inclinée soit à double section inclinée avec l'angle α de la première section supérieur à l'angle β de la seconde section, l'ouverture du chanfrein restant limitée à 14 mm au plus pour permettre de réaliser le reste du soudage avec le procédé à l'arc électrique avec fil fusible en configuration de chanfrein étroit quelque soit la configuration de la tête de soudage (mono, multi torches).
La présence des sections en arc de cercle au fond du chanfrein permet une meilleure interpénétration de l'arc électrique dans l'épaisseur du talon, on obtient ainsi une dilution du métal d'apport plus homogène et donc des caractéristiques mécaniques également plus homogènes.
On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence à la figure unique qui représente une vue en coupe des extrémités de deux conduits réalisés respectivement selon deux variantes de la présente invention.
Comme on peut le voir sur la figure unique, la partie de gauche de la figure correspond à un conduit 1 présentant une épaisseur hi et la partie droite de la figure correspond à un conduit 2 d'épaisseur inférieure h2 à hi
La section droite 3 du profil d'extrémité des deux conduits 1 et 2 présente une hauteur h3 de 2 mm.
La section droite est suivie d'une section d'arc de cercle 4 de rayon Ri identique sur la partie gauche et droite de la figure unique.
Cette section d'arc de cercle 4 sert de liaison entre la section droite 3 et une section rectiligne inclinée 5 par rapport au plan de joint P. L'angle d'inclinaison α est dans l'exemple représenté de 25°.
La section inclinée 5 est suivie d'une seconde section d'arc de cercle de rayon R2 qui relie ladite section inclinée 5 a une seconde section inclinée 6 ou 6'. De préférence l'angle β d'inclinaison de cette seconde section inclinée par rapport au plan de joint P est inférieur à α et dans l'exemple représenté égal à 5°. De cette manière, la largeur U de l'ouverture du chanfrein est d'au plus 10 mm dans l'exemple représenté dans la partie droite de la figure unique et la largeur L est d'au plus 14 mm dans l'exemple de la partie gauche.
L'invention n'est, bien entendu pas limitée aux exemples représentés et mais couvre au contraire toutes les variantes possibles.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'usinage des extrémités d'un conduit métallique destiné à former, lorsqu'il est mis bout à bout avec des conduits identiques, une canalisation de type pipeline, pour former au niveau du plan de joint avec un autre conduit identique un chanfrein en V, caractérisé en ce qu'on découpe les extrémités du conduit de sorte que le profil de chaque extrémité présente au moins une première section droite, au bord intérieur, destinée à constituer une partie du talon du chanfrein en V et une section en arc de cercle reliant ladite section droite du profil à une section rectiligne inclinée par rapport à la section droite de ce profil, au bord extérieur de la pièce tubulaire.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la section en arc de cercle est définie de sorte qu'elle est tangente à la section rectiligne inclinée.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison α de la section inclinée se trouve de préférence dans la plage de 15° à 45° par rapport à la section droite du profil d'extrémité.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour une épaisseur d'au plus 10 mm du conduit, la section droite du profil présente une épaisseur minimale de 2 mm.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour une épaisseur supérieure à 10 mm du conduit, le profil présente en outre une seconde section inclinée d'un angle β par rapport à la section droite du profil d'extrémité du conduit, ledit angle β étant inférieur à l'angle α, reliée à la première section inclinée par une seconde section en arc de cercle.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde section en arc de cercle est réalisée tangente aux deux sections inclinées.
7. Conduit métallique destiné à former, lorsqu'il est mis bout à bout avec des conduits identiques, une canalisation de type pipeline, pour former au niveau du plan de joint avec un autre conduit identique un chanfrein en V, caractérisé en ce que les extrémités du conduit sont usinées selon le procédé des revendications 1 à 6.
8. Procédé de soudage de pièces tubulaires telles que des conduits métalliques mis bout à bout pour former des canalisations métalliques du type pipeline, dans lequel on réalise la passe de pénétration par l'extérieur, caractérisé en ce qu'on crée un bain de fusion unique sous l'action simultanée d'au moins un faisceau laser transmis par fibre optique et d'au moins un arc électrique sous protection gazeuse généré à partir d'une électrode fusible constituant le matériau d'apport, les extrémités de conduits ayant été préalablement usinées selon le procédé des revendications 1 à 6.
9. Procédé de soudage selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on réalise la passe de pénétration à une puissance laser inférieure ou égale à 6 kW et avec une torche MIG de puissance supérieure à 8 kW.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469828C1 (ru) * 2011-07-07 2012-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет Способ сварки элементов с большой разницей толщин
RU2640119C1 (ru) * 2017-01-09 2017-12-26 Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") Способ подготовки стыка кромок трубной заготовки под лазерную сварку
CN110303261B (zh) * 2019-06-26 2021-09-17 江苏众信绿色管业科技有限公司 一种油气输送用不锈钢管道全位置焊接方法
CN111299977B (zh) * 2020-03-19 2022-02-08 招商局重工（江苏）有限公司 一种艉轴套管接长工艺

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2415987A (en) * 1943-05-27 1947-02-18 W K Mitchell & Company Inc Apparatus for butt welding
FR985513A (fr) * 1949-02-21 1951-07-19 Soc Fr Constr Babcock & Wilcox Perfectionnements à la soudure par fusion de tubes et tuyaux
GB656696A (en) * 1948-11-08 1951-08-29 Hadfields Ltd Improvements in and relating to welded joints
GB782927A (en) * 1954-01-11 1957-09-18 Gen Dynamics Corp Improved process for butt-welding metal parts and suitable insert for carrying out said process
JPS4870639A (fr) * 1971-12-25 1973-09-25
JPS5152340A (ja) * 1974-10-31 1976-05-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd Gasushiirudoaakuyosetsusekohoho
JPS56151192A (en) * 1980-04-22 1981-11-24 Mitsubishi Electric Corp V-groove welded tube
DE19849117A1 (de) * 1998-10-24 2000-05-18 Dilthey Ulrich Verfahren und Vorrichtung zum gekoppelten Laser-MSG-Schweißen
JP2003205378A (ja) * 2002-01-16 2003-07-22 Daihen Corp レーザ照射アーク溶接装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2336297A (en) * 1941-07-08 1943-12-07 Air Reduction Brazing or welding of pipe ends
US3922517A (en) * 1972-06-29 1975-11-25 Crc Crose Int Inc Welding method and apparatus
CA1049625A (fr) * 1975-04-30 1979-02-27 Wolfgang Zwintzscher Methode et dispositif de regarnissage de pieces par soudage
SE396898B (sv) * 1976-02-06 1977-10-10 Elektriska Svetsnings Ab Sett vid framstellning av en stumsvets mellan tva tjockveggiga arbetsstycken
FR2385486A1 (fr) * 1977-03-31 1978-10-27 Petroles Cie Francaise Methode et machine de soudage automatique de tubes chanfreines
US4255641A (en) * 1978-05-08 1981-03-10 Crutcher Resources Corporation Method of outside welding of pipelines
US4286138A (en) * 1979-08-01 1981-08-25 Midcon Pipeline Equipment Co. Welding methods and apparatus including alternate weld metal depositions along opposite sides of a weld
US4293758A (en) * 1979-08-01 1981-10-06 Midcon Pipeline Equipment Co. Welding apparatus including means for depositing the weld metal along parallel paths
JPS5691996A (en) * 1979-12-26 1981-07-25 Hitachi Ltd Method and device for positioning and welding piping
JPS608916B2 (ja) * 1982-10-06 1985-03-06 工業技術院長 レ−ザとミグを併用した溶接法
US4925074A (en) * 1989-04-21 1990-05-15 Electric Power Research Institute, Inc. Welding tool
IT1308436B1 (it) * 1999-04-02 2001-12-17 P W T S P A Procedimento perfezionato di esecuzione della prima passata, opassata di radice, nella saldatura orbitale di tubi di piccolo, medio
US6191379B1 (en) * 1999-04-05 2001-02-20 General Electric Company Heat treatment for weld beads
RU2355539C2 (ru) * 2003-12-10 2009-05-20 Фиц Гмбх Орбитальное сварочное устройство для строительства трубопроводов

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2415987A (en) * 1943-05-27 1947-02-18 W K Mitchell & Company Inc Apparatus for butt welding
GB656696A (en) * 1948-11-08 1951-08-29 Hadfields Ltd Improvements in and relating to welded joints
FR985513A (fr) * 1949-02-21 1951-07-19 Soc Fr Constr Babcock & Wilcox Perfectionnements à la soudure par fusion de tubes et tuyaux
GB782927A (en) * 1954-01-11 1957-09-18 Gen Dynamics Corp Improved process for butt-welding metal parts and suitable insert for carrying out said process
JPS4870639A (fr) * 1971-12-25 1973-09-25
JPS5152340A (ja) * 1974-10-31 1976-05-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd Gasushiirudoaakuyosetsusekohoho
JPS56151192A (en) * 1980-04-22 1981-11-24 Mitsubishi Electric Corp V-groove welded tube
DE19849117A1 (de) * 1998-10-24 2000-05-18 Dilthey Ulrich Verfahren und Vorrichtung zum gekoppelten Laser-MSG-Schweißen
JP2003205378A (ja) * 2002-01-16 2003-07-22 Daihen Corp レーザ照射アーク溶接装置

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Section Ch Week 197935, Derwent World Patents Index; Class M23, AN 1979-64124B, XP002366137 *
DATABASE WPI Week 197625, Derwent World Patents Index; AN 1976-47100X, XP002401491 *
J.P. STEWART: "Welder's Troubleshooting Guide", 1983, RESTON PUBLISHINGCOMPANY, INC., RESTON, VIRGINA, USA, XP002366102, 0 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 036 (M - 115) 5 March 1982 (1982-03-05) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2003, no. 11 5 November 2003 (2003-11-05) *
T.G.F. GRAY & J. SPENCE: "Rational Welding Design", 1982, BUTTERWORTHS & CO. (PUBLISHERS) LTD, NORWICH, NORFOLK, UK, XP002366109 *

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