[go: up one dir, main page]

WO2021167498A1 - Method for laser welding of pipeline connections - Google Patents

Method for laser welding of pipeline connections Download PDF

Info

Publication number
WO2021167498A1
WO2021167498A1 PCT/RU2021/050023 RU2021050023W WO2021167498A1 WO 2021167498 A1 WO2021167498 A1 WO 2021167498A1 RU 2021050023 W RU2021050023 W RU 2021050023W WO 2021167498 A1 WO2021167498 A1 WO 2021167498A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
welding
welded
laser
pipelines
edges
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2021/050023
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Ольга Павловна МОРОЗОВА
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of WO2021167498A1 publication Critical patent/WO2021167498A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/28Seam welding of curved planar seams
    • B23K26/282Seam welding of curved planar seams of tube sections
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby

Definitions

  • the invention relates to the field of welding and, in particular, external automatic multi-pass orbital laser welding of non-rotatable circular butt joints of pipelines, including performing a root weld in deep penetration mode, a corrective pass ("hot” pass), filling, corrective and facing-corrective layers seam.
  • Laser welding technologies have certain technical and economic advantages over arc welding, in particular, laser welding can be carried out both in the mode of thermal conductivity (conduction) and in the mode of deep (channel) penetration [Katayama S. Handbook of laser welding. - M .: Tekhnosfera, 2015 .-- 704 p .; Grigoryants A.G., I.N. Shiganov, A.I. Misyurov Technological processes of laser processing: [Electronic resource] / AG Grigoryants, IN Shiganov, AI Misyurov; ed. A.G. Grigoryants. - M .: Publishing house of MSTU im. N. E. Bauman, 2006. - 664 p.].
  • a significant advantage of the invention is that, with only a single welding cycle, it is possible to connect two pipe ends in the field in an autonomous mode.
  • One welding optical head is installed on the orbital trolley.
  • a block for heating the wire is installed in front of the wire feeder (wire feeder).
  • the device contains at least one MSG welding head installed indirectly or directly on the orbital trolley with all service systems.
  • magnetization affects the process of forming a bead in automatic arc welding.
  • the height of the seam decreases, the depth of penetration increases, undercuts are formed along the edges of the seam, and the effect of spattering of the weld pool is enhanced.
  • one (two or more) welding torches can be used for welding, moving around the circumference of the pipe using gearing.
  • the following welding technologies can be used for welding: metal electrode welding in a gas atmosphere (GMAW), welding with non-consumable tungsten electrode (GTAW), mechanized or automatic flux-cored arc welding (FCAW), laser beam welding.
  • GMAW gas atmosphere
  • GTAW non-consumable tungsten electrode
  • FCAW mechanized or automatic flux-cored arc welding
  • One of the problems when welding high-strength pipe steels is the formation of cold cracks in the near-weld portion of the heat-affected zone.
  • devices are used for preliminary or concomitant heating of the welded edges and thermal cycling of the welded joint using a device for scanning the laser beam.
  • Welding is carried out simultaneously with two optical welding heads located on movable carriages and moving along the pipe circumference with the help of gearing along the band.
  • One of the main criteria determining a high-quality welded joint made of high-strength pipe steels is to obtain the mechanical properties of the welded joint equal in strength with the base metal and the absence of defects.
  • the objective of the present invention is to provide a method for external multi-pass automatic laser welding of fixed circular butt joints from high-strength pipe steels to obtain high-quality welded joints with high economic efficiency.
  • the technical result that can be obtained with the implementation of the present invention is to obtain a defect-free welded joint of equal strength with the base metal, to reduce labor costs during mechanical cutting of welded edges, to significantly reduce the cost of consumable welding materials (welding wire, shielding gases) and to increase the rate of pipeline construction ...
  • laser welding is performed in a narrow gap groove.
  • Narrow-gap groove allows to realize single-layer single-roll filling of the welded edges, which significantly reduces the technological cycle of the welding process.
  • Narrow gap groove of the welded edges excludes the use of arc welding methods due to the physical effect of magnetic "blowing" and significant geometric dimensions of the welding torches.
  • scanning the laser beam excludes the formation of defects in the seam: discontinuities, pores.
  • the edges to be welded are heated by an inductor, and the laser beam oscillates during the formation of the root, filling, facing and facing-correcting layers of the seam with a given amplitude, frequency and beam sweep configuration.
  • Two fiber ytterbium lasers of the LS series were used for welding, each of which provided an output power of up to 10 kW.
  • the proposed method for external automatic one-sided multi-pass single-roll laser welding of non-rotating circular butt joints of pipelines has shown high technological reproducibility of the welding process, ensuring high quality of the welded joint and it can be used for welding in many industries.
  • the claimed invention meets the criterion of industrial applicability, since it can be manufactured using known technical means.
  • Gainand Y. et al . Laser orbital welding applied to offshore pipe line construction. Pipeline technology Vol. II Elsevier Science 2000 p. 327-343.
  • Patent application 2011 - US 20110186615 discloses a patent application of the present disclosure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of welding. The invention can be used for external multi-pass automatic laser welding of fixed joints of pipeline connections. The invention makes it possible to produce flawless pipe-steel welded connections that are equal in strength to the base metal. The invention is achieved by narrow gap preparation of the edges to be welded, pre-heating and accompanying heating of the edges to be welded and use of a laser beam oscillation technique. The invention can be used in welding production in various industrial sectors.

Description

[Установлен ISA в соответствии с правилом 37.2]СПОСОБ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ[Installed by ISA according to rule 37.2] LASER WELDING PIPE CONNECTIONS

Изобретение относится к области сварки и, в частности, внешней автоматической многопроходной орбитальной лазерной сварке неповоротных кольцевых стыковых соединений трубопроводов, включающее в себя выполнение корневого шва в режиме глубокого проплавления, корректирующего прохода («горячего» прохода), заполняющего, корректирующих и облицовочно-корректирующих слоёв шва.The invention relates to the field of welding and, in particular, external automatic multi-pass orbital laser welding of non-rotatable circular butt joints of pipelines, including performing a root weld in deep penetration mode, a corrective pass ("hot" pass), filling, corrective and facing-corrective layers seam.

Существующие в настоящее время технологии механизированной орбитальной дуговой сварки неповоротных кольцевых стыковых соединений включают в себя выполнение корневого шва, корректирующего прохода («горячего» прохода), заполняющих, корректирующих и облицовочно-корректирующих слоёв шва [Сварка трубопроводов: Учеб. пособие / Ф. М. Мустафин, Н. Г. Блехерова, О. П. Квятковский и д р. – М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2002.– 350 с.].The currently existing technologies of mechanized orbital arc welding of non-rotating circular butt joints include the execution of a root weld, a corrective pass ("hot" pass), filling, corrective and facing-corrective seam layers [Pipeline Welding: Textbook. allowance / F.M. Mustafin, N.G.Blekherova, O. P. Kvyatkovsky and others. - M .: OOO "Nedra-Business Center", 2002. - 350 p.].

Недостатки механизированной орбитальной дуговой сварки неповоротных стыковых соединений труб достаточно хорошо изучены [Опыт разработки современных отечественных технологий и оборудования для механизированной сварки магистральных газопроводов / В. А. Галкин [и др.] // Сварка и диагностика. 2011. № 2. С.37-43].The disadvantages of mechanized orbital arc welding of non-swivel butt joints of pipes have been well studied [Experience in the development of modern domestic technologies and equipment for mechanized welding of main gas pipelines / V. A. Galkin [et al.] // Welding and diagnostics. 2011. No. 2. P.37-43].

На выбор тех или иных сварочных процессов при сооружении трубопроводов первоочередное влияние оказывают технико-экономические факторы с учетом гарантий качества сварных соединений.The choice of certain welding processes during the construction of pipelines is primarily influenced by technical and economic factors, taking into account the guarantees of the quality of welded joints.

Технологии лазерной сварки имеют определенные технико-экономические преимущества по сравнению с дуговой сваркой в частности, лазерная сварка может производиться как в режиме теплопроводности (проводимости), так и в режиме глубокого (канального) проплавления [Катаяма С. Справочник по лазерной сварке. – М.: Техносфера, 2015. - 704 с.; Григорьянц А.Г., И.Н. Шиганов, А.И. Мисюров Технологические процессы лазерной обработки: [Электронный ресурс] / А. Г. Григорьянц, И. Н. Шиганов, А. И. Мисюров; под ред. А. Г. Григорьянца. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. - 664 с.].Laser welding technologies have certain technical and economic advantages over arc welding, in particular, laser welding can be carried out both in the mode of thermal conductivity (conduction) and in the mode of deep (channel) penetration [Katayama S. Handbook of laser welding. - M .: Tekhnosfera, 2015 .-- 704 p .; Grigoryants A.G., I.N. Shiganov, A.I. Misyurov Technological processes of laser processing: [Electronic resource] / AG Grigoryants, IN Shiganov, AI Misyurov; ed. A.G. Grigoryants. - M .: Publishing house of MSTU im. N. E. Bauman, 2006. - 664 p.].

Идея использования лазерной сварки для изготовления кольцевых швов трубопроводов не является новой. Приблизительно с 2000 года публикуются ряд работ, в которых обсуждаются возможности применения газового СО2-лазера [Gainand Y. et al.: Laser orbital welding applied to offshore pipe line construction. Pipeline technology Vol. II Elsevier Science 2000 p. 327-343.], а также твердотельного Nd:YAG-лазера [Fujinaga S. et al. Development of an allposition YAG laser butt welding process with addition of filler wire//Welding Journal. 2005. 19. p. 441-446] для реализации процесса орбитальной сварки. Но осуществить идею процесса лазерной орбитальной сварки трубопроводов в те годы технически не представлялось возможным.The idea of using laser welding to make pipe girth welds is not new. Since about 2000, a number of papers have been published discussing the possibilities of using a gas CO2 laser [Gainand Y. et al .: Laser orbital welding applied to offshore pipe line construction. Pipeline technology Vol. II Elsevier Science 2000 p. 327-343.], As well as a solid-state Nd: YAG laser [Fujinaga S. et al. Development of an allposition YAG laser butt welding process with addition of filler wire // Welding Journal. 2005.19 p. 441-446] for the implementation of the orbital welding process. But it was technically impossible to implement the idea of the process of laser orbital welding of pipelines in those years.

Известен патент RU 2 355 532 С2 «Орбитальное сварочное устройство для строительства трубопроводов».Known patent RU 2 355 532 C2 "Orbital welding device for the construction of pipelines."

Существенным преимуществом изобретения является то, что посредством лишь единственного цикла сварки возможно соединение двух концов труб в полевых условиях в автономном режиме. A significant advantage of the invention is that, with only a single welding cycle, it is possible to connect two pipe ends in the field in an autonomous mode.

На орбитальной тележке установлена одна сварочная оптическая головка. Перед механизмом подачи проволоки (средством подачи проволоки) установлен блок для нагрева проволоки. Устройство содержит по меньшей мере одну установленную косвенно или непосредственно на орбитальной тележке сварочную головку для MSG-сварки со всеми сервисными системами.One welding optical head is installed on the orbital trolley. A block for heating the wire is installed in front of the wire feeder (wire feeder). The device contains at least one MSG welding head installed indirectly or directly on the orbital trolley with all service systems.

Недостатком орбитального сварочного устройства для строительства трубопроводов [патент RU 2 355 532 С2] является применение одной оптической лазерной сварочной головки.The disadvantage of the orbital welding device for the construction of pipelines [patent RU 2 355 532 C2] is the use of one optical laser welding head.

Принимая время сварки стыка как параметр, диктующий темп строительства магистральных трубопроводов, необходимо отметить, что одна сварочная оптическая головка не обеспечивает необходимую производительность.Taking the joint welding time as a parameter that dictates the pace of construction of trunk pipelines, it should be noted that one welding optical head does not provide the required performance.

Другим недостатком орбитального сварочного устройства для строительства трубопроводов [патент RU 2 355 532 С2] является необходимость производить технологическую операцию размагничивания свариваемых кромок, так как в устройстве используется сварочная головка для MSG-сварки.Another disadvantage of the orbital welding device for the construction of pipelines [patent RU 2 355 532 C2] is the need to perform a technological operation of demagnetizing the edges to be welded, since the device uses a welding head for MSG welding.

Как известно, намагниченность влияет на процесс формирования валика при автоматической дуговой сварке. С появлением намагниченности свариваемых кромок уменьшается высота шва, увеличивается глубина проплавления, образуются подрезы по краям шва, усиливается эффект разбрызгивания сварочной ванны.As you know, magnetization affects the process of forming a bead in automatic arc welding. With the appearance of magnetization of the welded edges, the height of the seam decreases, the depth of penetration increases, undercuts are formed along the edges of the seam, and the effect of spattering of the weld pool is enhanced.

Известна заявка на патент US 20110186615 A1 на систему на основе зубчатых колес для орбитальной сварки неповоротных кольцевых стыковых соединений.Known patent application US 20110186615 A1 for a system based on gears for orbital welding of non-rotatable annular butt joints.

Согласно этому патенту для сварки могут использовать одну (две или несколько) сварочных горелок, перемещающихся по окружности трубы с использованием зубчатых зацеплений.According to this patent, one (two or more) welding torches can be used for welding, moving around the circumference of the pipe using gearing.

Для сварки могут использоваться следующие сварочные технологии: сварка металлическим электродом в газовой среде (GMAW), сварка неплавящимся вольфрамовым электродом (GTAW), механизированная или автоматическая дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW), лазерная лучевая сварка.The following welding technologies can be used for welding: metal electrode welding in a gas atmosphere (GMAW), welding with non-consumable tungsten electrode (GTAW), mechanized or automatic flux-cored arc welding (FCAW), laser beam welding.

При этом дуговые виды сварки требуют широкой щелевой разделки кромок.At the same time, arc types of welding require a wide slot groove.

О геометрии щелевой разделки свариваемых кромок в этом документе ничего не сообщается.The geometry of the weld groove groove is not reported in this document.

Одной из проблем при сварке высокопрочных трубных сталей является образование холодных трещин в околошовном участке зоны термического влияния. С целью исключения образования трещин применяют устройства для предварительного или сопутствующего подогрева свариваемых кромок и термоциклирования сварного соединения с использованием устройства для сканирования луча лазера.One of the problems when welding high-strength pipe steels is the formation of cold cracks in the near-weld portion of the heat-affected zone. In order to exclude the formation of cracks, devices are used for preliminary or concomitant heating of the welded edges and thermal cycling of the welded joint using a device for scanning the laser beam.

Сварка выполняется одновременно двумя оптическими сварочными головками, находящимися на подвижных каретках и перемещающихся по окружности трубы с помощью зубчатого зацепления по бандажу.Welding is carried out simultaneously with two optical welding heads located on movable carriages and moving along the pipe circumference with the help of gearing along the band.

Одним из главных критериев, определяющих качественное сварное соединение из высокопрочных трубных сталей является получение механических свойств сварного соединения равнопрочного с основным металлом и отсутствие дефектов.One of the main criteria determining a high-quality welded joint made of high-strength pipe steels is to obtain the mechanical properties of the welded joint equal in strength with the base metal and the absence of defects.

Задачей настоящего изобретения является создание способа внешней многопроходной автоматической лазерной сварки неповоротных кольцевых стыковых соединений из высокопрочных трубных сталей для получения качественных сварных соединений с высокой экономической эффективностью.The objective of the present invention is to provide a method for external multi-pass automatic laser welding of fixed circular butt joints from high-strength pipe steels to obtain high-quality welded joints with high economic efficiency.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении настоящего изобретения, заключается в получении бездефектного сварного соединения равнопрочного с основным металлом, снижения трудозатрат при механической разделке свариваемых кромок, многократного снижения затрат на расходные сварочные материалы (сварочную проволоку, защитные газы) и повышение темпа строительства трубопроводов.The technical result that can be obtained with the implementation of the present invention is to obtain a defect-free welded joint of equal strength with the base metal, to reduce labor costs during mechanical cutting of welded edges, to significantly reduce the cost of consumable welding materials (welding wire, shielding gases) and to increase the rate of pipeline construction ...

Решение поставленной задачи в данном способе сварки достигается следующим образом:The solution to the problem in this welding method is achieved as follows:

1. Узкощелевой разделкой свариваемых кромок.1. Narrow gap groove of the welded edges.

2. Предварительным и сопутствующим подогревом свариваемых кромок с автоматическим поддержанием температуры подогрева в процессе сварки.2. Preliminary and concurrent heating of the edges to be welded with automatic maintenance of the heating temperature during the welding process.

3. Применение техники осцилляции луча лазера для управления термическим сварочным циклом и исключения дефектообразования в сварном соединении.3. Application of the laser beam oscillation technique to control the thermal welding cycle and eliminate defect formation in the welded joint.

Согласно заявленному способу лазерная сварка производится в узкощелевую разделку.According to the claimed method, laser welding is performed in a narrow gap groove.

Узкощелевая разделка кромок позволяет реализовать однослойное одновалковое заполнение свариваемых кромок, что значительно снижет технологический цикл сварочного процесса.Narrow-gap groove allows to realize single-layer single-roll filling of the welded edges, which significantly reduces the technological cycle of the welding process.

Узкощелевая разделка свариваемых кромок исключает применение дуговых способов сварки в следствие физического эффекта магнитного «дутья» и значительных геометрических размеров сварочных горелок.Narrow gap groove of the welded edges excludes the use of arc welding methods due to the physical effect of magnetic "blowing" and significant geometric dimensions of the welding torches.

Применение узкощелевой разделки свариваемых кромок позволяет в несколько раз снизить объем механической обработки и расходных сварочных материалов, повысить скорость сварки, темп строительства и экономическую эффективность строительства трубопроводов.The use of a narrow-gap groove of the welded edges allows several times to reduce the volume of machining and consumable welding materials, to increase the welding speed, the pace of construction and the economic efficiency of pipeline construction.

Одной из существенных проблем при сварке высокопрочных трубных сталей является образование закалочных мартенситных структур в околошовном участке зоны термического влияния. Образование закалочных структур приводит к появлению холодных трещин. С целью исключения образования холодных трещин производится предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых кромок и применяется техника осцилляции луча лазера для управления сварочным термическим циклом. Осцилляция луча лазера производится с определенной амплитудой, частотой и конфигурацией траектории движения луча лазера.One of the significant problems in welding high-strength pipe steels is the formation of hardening martensitic structures in the near-weld portion of the heat-affected zone. The formation of hardened structures leads to the appearance of cold cracks. In order to exclude the formation of cold cracks, preliminary and concomitant heating of the welded edges is carried out and the technique of oscillating the laser beam is used to control the welding thermal cycle. The oscillation of the laser beam is performed with a certain amplitude, frequency and configuration of the trajectory of the laser beam.

Кроме того, сканирование луча лазера исключает образование дефектов в шве: несплошности, поры.In addition, scanning the laser beam excludes the formation of defects in the seam: discontinuities, pores.

Фигура.1Figure 1

представлен общий вид орбитального устройства для лазерной сварки трубопроводов. general view of an orbital device for laser welding of pipelines is presented.

Фигура.2Figure 2

представлена сварочная головка орбитального устройства для лазерной сварки трубопроводов. the welding head of an orbital device for laser welding of pipelines is presented.

Способ ( , 2) внешней многопроходной автоматической лазерной сварки неповоротных кольцевых стыковых соединений трубопроводов заключается в том, что сварку выполняют посредством техники осцилляции луча лазера в узкощелевой разделке свариваемых встык кромок по схеме один сварочный валик в сварочном слое.Way ( , 2) external multi-pass automatic laser welding of non-rotatable circular butt joints of pipelines consists in the fact that welding is performed using the technique of laser beam oscillation in a narrow-gap groove of butt-welded edges according to the scheme of one welding bead in the welding layer.

При этом свариваемые кромки подогреваются индуктором, а луч лазера осциллирует в процессе формирования корневого, заполняющего, облицовочного и облицовочно-корректирующего слоев шва с заданной амплитудой, частотой и конфигурацией развертки луча.In this case, the edges to be welded are heated by an inductor, and the laser beam oscillates during the formation of the root, filling, facing and facing-correcting layers of the seam with a given amplitude, frequency and beam sweep configuration.

На обозначено: 1 – труба, 2 – каретка, 3 – сварочная головка.On marked: 1 - pipe, 2 - carriage, 3 - welding head.

На обозначено: 3 – сварочная головка, 4 – зубчатое зацепление (бандаж).On marked: 3 - welding head, 4 - gear teeth (band).

Способ апробирован при орбитальной автоматической лазерной сварке неповоротных кольцевых стыковых соединений газопроводов диаметром 1420 мм, на трубах 1 ( ) класса прочности К60 с толщиной стенки 25,8 мм. [ЗАКЛЮЧЕНИЕ №31323949-118-2017 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»]. Протоколом №31323949-118-028 – 2017 от 05.07.2017 г. на мобильном орбитальном устройстве для автоматической односторонней лазерной сварки неповоротных кольцевых стыковых соединений газопроводов» производства ООО НПК «УТС Интеграция», которое внесено в «Реестр сварочного оборудования, допущенного для применения на объектах ПАО «Газпром»». Область применения – строительство, реконструкция и капитальный ремонт промысловых и магистральных газопроводов. [ПРОТОКОЛ №31323949-118-028 – 2017 от 05.07.2017 г. ПАО «Газпром»].The method has been tested in orbital automatic laser welding of non-rotating circular butt joints of gas pipelines with a diameter of 1420 mm, on pipes 1 ( ) of strength class K60 with a wall thickness of 25.8 mm. [CONCLUSION No. 31323949-118-2017 of Gazprom VNIIGAZ LLC]. Protocol No. 31323949-118-028 - 2017 dated 07/05/2017 on a mobile orbital device for automatic one-sided laser welding of fixed circular butt joints of gas pipelines "manufactured by LLC NPK UTS Integration, which is included in the Register of welding equipment approved for use on facilities of PJSC Gazprom. Field of application - construction, reconstruction and overhaul of field and main gas pipelines. [MINUTES No. 31323949-118-028 - 2017 dated 05.07.2017 PJSC Gazprom].

Для сварки использовались два волоконных иттербиевых лазера серии ЛС, каждый из которых обеспечивал выходную мощность до 10 кВт.Two fiber ytterbium lasers of the LS series were used for welding, each of which provided an output power of up to 10 kW.

Проведённые механические испытания, результаты неразрушающего контроля сварных соединений и металлографические исследования сварных соединений показали, что они удовлетворяют требованиям нормативно-технической документации [СТО Газпром 2-2.2-136-2007 «Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Часть I».]. Mechanical tests carried out, the results of non-destructive testing of welded joints and metallographic studies of welded joints showed that they meet the requirements of the normative and technical documentation [STO Gazprom 2-2.2-136-2007 “Instructions on welding technologies during the construction and repair of field and main gas pipelines. Part I ".].

Предложенный способ внешней автоматической односторонней многопроходной одновалковой лазерной сварки неповоротных кольцевых стыковых соединений трубопроводов показал высокую технологическую воспроизводимость процесса сварки, обеспечивающую высокое качество сварного соединения и он может быть использован для сварки во многих отраслях промышленности.The proposed method for external automatic one-sided multi-pass single-roll laser welding of non-rotating circular butt joints of pipelines has shown high technological reproducibility of the welding process, ensuring high quality of the welded joint and it can be used for welding in many industries.

Заявленное изобретение отвечает критерию промышленной применимости, поскольку может быть изготовлено с использованием известных технических средств. The claimed invention meets the criterion of industrial applicability, since it can be manufactured using known technical means.

Сварка трубопроводов: Учеб. пособие / Ф. М. Мустафин, Н. Г. Блехерова, О. П. Квятковский и д р. – М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2002.– 350 с.Welding of pipelines: Textbook. allowance / F.M. Mustafin, N.G.Blekherova, O. P. Kvyatkovsky and others. - M .: LLC "Nedra-Business Center", 2002. - 350 p.

Опыт разработки современных отечественных технологий и оборудования для механизированной сварки магистральных газопроводов / В. А. Галкин и др.] // Сварка и диагностика. 2011. № 2. С.37-43.Experience in the development of modern domestic technologies and equipment for mechanized welding of main gas pipelines / VA Galkin et al.] // Welding and diagnostics. 2011. No. 2. P.37-43.

Катаяма С. Справочник по лазерной сварке. – М.: Техносфера, 2015. - 704 с.Katayama S. Handbook of laser welding. - M .: Technosphere, 2015 .-- 704 p.

Григорьянц А.Г., И.Н. Шиганов, А.И. Мисюров Технологические процессы лазерной обработки: Электронный ресурс] / А. Г. Григорьянц, И. Н. Шиганов, А. И. Мисюров; под ред. А. Г. Григорьянца. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. - 664 с.Grigoryants A.G., I.N. Shiganov, A.I. Misyurov Technological processes of laser processing: Electronic resource] / AG Grigoryants, IN Shiganov, AI Misyurov; ed. A.G. Grigoryants. - M .: Publishing house of MSTU im. N.E.Bauman, 2006 .-- 664 p.

Gainand Y. et al.: Laser orbital welding applied to offshore pipe line construction. Pipeline technology Vol. II Elsevier Science 2000 p. 327-343.Gainand Y. et al .: Laser orbital welding applied to offshore pipe line construction. Pipeline technology Vol. II Elsevier Science 2000 p. 327-343.

Fujinaga S. et al. Development of an allposition YAG laser butt welding process with addition of filler wire//Welding Journal. 2005. 19. p. 441-446.Fujinaga S. et al. Development of an allposition YAG laser butt welding process with addition of filler wire // Welding Journal. 2005.19 p. 441-446.

СТО Газпром 2-2.2-136-2007 «Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Часть I».STO Gazprom 2-2.2-136-2007 “Instruction on welding technologies during construction and repair of field and main gas pipelines. Part I ".

Патент на изобретение 2009 – RU 2355532.Invention patent 2009 - RU 2355532.

Заявка на патент 2011 – US 20110186615.Patent application 2011 - US 20110186615.

Claims (1)

Способ внешней многопроходной автоматической лазерной сварки неповоротных кольцевых стыковых соединений трубопроводов, заключающийся в том, что сварку выполняют посредством техники осцилляции луча лазера в узкощелевой разделке свариваемых встык кромок по схеме один сварочный валик в сварочном слое, при этом свариваемые кромки подогреваются индуктором, а луч лазера осциллирует в процессе формирования корневого, заполняющего, облицовочного и облицовочно-корректирующего слоев шва с заданной амплитудой, частотой и конфигурацией развертки луча.The method of external multi-pass automatic laser welding of non-rotatable circular butt joints of pipelines, which consists in the fact that the welding is performed by means of the laser beam oscillation technique in a narrow groove of butt-welded edges according to the scheme of one welding bead in the welding layer, while the welded edges are heated by an inductor, and the laser beam oscillates in the process of forming the root, filling, facing and facing-corrective layers of the seam with a given amplitude, frequency and configuration of the beam sweep.
PCT/RU2021/050023 2020-02-19 2021-02-01 Method for laser welding of pipeline connections Ceased WO2021167498A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107524 2020-02-19
RU2020107524 2020-02-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021167498A1 true WO2021167498A1 (en) 2021-08-26

Family

ID=77391056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/050023 Ceased WO2021167498A1 (en) 2020-02-19 2021-02-01 Method for laser welding of pipeline connections

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2021167498A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08174249A (en) * 1994-12-20 1996-07-09 Nkk Corp Manufacturing method of welded steel pipe
KR20010005796A (en) * 1997-03-28 2001-01-15 아사무라 타카싯 Method of butt-welding hot-rolled steel materials by laser beam and apparatus therefor
RU2355539C2 (en) * 2003-12-10 2009-05-20 Фиц Гмбх Orbital welding device for pipeline construction
RU2679858C1 (en) * 2018-02-19 2019-02-13 Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") Method of hybrid laser-arc welding of steel thick-walled structures

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08174249A (en) * 1994-12-20 1996-07-09 Nkk Corp Manufacturing method of welded steel pipe
KR20010005796A (en) * 1997-03-28 2001-01-15 아사무라 타카싯 Method of butt-welding hot-rolled steel materials by laser beam and apparatus therefor
RU2355539C2 (en) * 2003-12-10 2009-05-20 Фиц Гмбх Orbital welding device for pipeline construction
RU2679858C1 (en) * 2018-02-19 2019-02-13 Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") Method of hybrid laser-arc welding of steel thick-walled structures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Thomy et al. Laser-MIG hybrid welding of aluminium to steel—effect of process parameters on joint properties
CN109732210B (en) A galvanometer laser-hot wire composite pipeline automatic welding method and device
EP2698223B1 (en) A process of welding to repair thick sections using two arc welding devices and a laser device
CN103394815A (en) Girth laser-GMA hybrid welding method
CN116441729A (en) Full penetration welding method for U-rib joint of steel bridge based on laser swing-arc welding
JP2021167026A (en) Repair method for weld defect
RU2743131C1 (en) Method for preparing the edge for orbital laser welding of non-rotating butt ring joints
Rizvi et al. Welding defects, Causes and their Remedies: A Review
RU2158668C2 (en) Welded joint forming method
CN109530894B (en) Method for plasma spray welding stellite alloy on valve seat sealing surface
WO2021167498A1 (en) Method for laser welding of pipeline connections
KR20160080671A (en) Welding method for galvanized steel sheets
RU2668623C1 (en) Method of defect correction of welded seam of a formed pipe shell made with the use of laser
US10981248B2 (en) Hybrid welding apparatuses, systems and methods for spatially offset components
US8686316B2 (en) Automatic welding device of the MIG/MAG type
RU2832257C1 (en) Method for combined automatic double-sided laser-arc welding of fixed circular butt joints of pipelines
RU2563793C1 (en) Control over welding of pipelines from high-strength pipes with controlled heat input
Latifi Jr Advanced orbital pipe welding
Üstündağ et al. Hybrid laser-arc welding of thick-walled pipe segments with optimization of the end crater
RU2754216C1 (en) Method for controlling the thermal cycle of multiple-pass laser welding of non-rotary annular connections in a narrow-gap preparation with filler wire
RU2787195C1 (en) Method for hybrid laser-arc welding of thick-wall pipes
CN113732468A (en) Welding method for thick plates with different specifications of 60mm and above
Alagesan et al. Optimization of welding cycle time by establishing full GMAW process (STT and P-GMAW) through a newly designed semi-automatic welding positioner
RU2792346C1 (en) Method for hybrid laser-arc welding of annular rotary joints of pipelines
RU2229968C1 (en) Method for welding tube butts at making pipelines

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21757231

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 25/01/2023)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21757231

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1