×
27.03.2016
216.014.c786

СПОСОБ ЛАЗЕРНО-ДУГОВОЙ СВАРКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТЫКОВ ТОЛСТОЛИСТОВЫХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу лазерно-дуговой сварки толстолистовых стальных конструкций и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Используют гибридную лазерно-дуговую головку. Дуговую горелку располагают перед лазерным лучом по ходу его движения, разделку кромок выполняют Х-образной формы, угол раскрытия которой не более 20° с каждой ее стороны, а притупление составляет от 40 до 50% от толщины заготовок. Сварку притупления Х-образной разделки выполняют за один проход на все сечение притупления, при движении гибридной лазерно-дуговой сварочной головки сверху вниз с расположением лазерного луча перпендикулярно участку поверхности зоны соединения. Последующее заполнение разделки с каждой ее стороны выполняют с поперечными колебаниями лазерно-дуговой головки. Достигается высокое качество сварных соединений за счет повышения прочности, отсутствия несплавлений и уменьшения размеров зоны термического влияния. 1 ил.
Основные результаты: Способ лазерно-дуговой сварки толстолистовых стальных конструкций, включающий предварительное выполнение разделки кромок стыкового соединения с притуплением свариваемых кромок и одновременное воздействие лазерного луча и дуги плавящегося электрода в одну сварочную ванну в среде защитных газов, при этом используют гибридную лазерно-дуговую головку, в которой дуговая горелка расположена перед лазерным лучом по ходу его движения, отличающийся тем, что разделку кромок выполняют Х-образной формы, угол раскрытия которой не более 20° с каждой ее стороны, а притупление составляет от 40 до 50% от толщины заготовок, при этом сварку притупления Х-образной разделки выполняют за один проход на все сечение притупления, при движении гибридной лазерно-дуговой сварочной головки сверху вниз с расположением лазерного луча перпендикулярно участку поверхности зоны соединения, а последующее заполнение разделки с каждой ее стороны выполняют с поперечными колебаниями лазерно-дуговой головки.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к стыковой сварке стальных толстолистовых конструкций в вертикальном положении и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известен способ лазерно-дуговой сварки стыков толстостенных сварных труб из сталей повышенной прочности по патенту РФ №2412032. Способ позволяет сваривать толстостенные трубы в горизонтальном положении, осуществляя сначала лазерно-дуговую сварку внешнего шва X-образной разделки плавящимся электродом в импульсно-периодическом режиме. После чего выполняют сварку внутреннего шва за один проход электрической дугой в защитном газе или под слоем флюса.

Однако этот способ не может применяться для сварки изделий в вертикальном положении при изготовлении металлических конструкций, имеющих толщину 40 мм и более. Применяемая в этом способе X-образная разделка несимметричной формы имеет маленькое по глубине притупление и большой угол раскрытия разделки на внутреннем шве, для заполнения которой требуется много присадочного материала и длительное время.

Известен способ лазерно-дуговой сварки плавящимся электродом алюминия и алюминиевых сплавов по патенту РФ №2440221, принятый за прототип. Согласно этому способу сварку деталей производят при одновременном воздействии лазерного луча и дуги в одну сварочную ванну в среде инертного газа. При сварке дуговую горелку располагают перед лазерным лучом по ходу его движения и направляют сварочную проволоку в точку пересечения лазерного луча с поверхностью свариваемых деталей, при этом лазерный луч наклоняют на 10-20°, а дуговую горелку - на 30-40° в противоположные стороны относительно нормали к поверхности свариваемых деталей. Однако этим способом нельзя сваривать толстостенные детали при вертикальном расположении свариваемого стыка, т.к. из-за высокой мощности лазерного излучения и дуги в металл в единицу времени происходит образование большой массы расплавленного металла, что приведет к стеканию сварочной ванны при вертикальном расположении сварочного шва.

Задачей настоящего изобретения является создание способа сварки толстолистовых конструкций при вертикальном расположении свариваемых стыков.

Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является уменьшение размеров зоны термического влияния и оптимизация формы разделки.

Согласно заявляемому способу лазерно-дуговой сварки вертикальных стыков толстолистовых стальных конструкций сварку стыковых соединений производят плавящимся электродом в среде защитных газов с предварительной X-образной разделкой толстолистовых стальных заготовок. Дуговую горелку располагают перед лазерным лучом по ходу его движения и сварку ведут при одновременном воздействии лазерного луча и дуги в одну сварочную ванну. Свариваемые сварные соединения имеют увеличенное притупление, составляющее от 40 до 50% от их толщины, угол раскрытия разделки не более 20° с каждой стороны X-образной разделки. Сварка кромок корневого прохода и последующее заполнение разделки с каждой стороны производится при движении лазерно-дуговой сварочной головки сверху вниз, при этом лазерный луч перпендикулярен участку поверхности зоны соединения, причем сварка притупления X-образной разделки производится за один проход на все сечение притупления, а заполнение разделки осуществляется с поперечными колебаниями лазерно-дуговой головки.

При сварке сверху вниз и расположении дуговой горелки перед лазерным лучом последний формирует в жидком металле сварочной ванны узкий глубокий парогазовый канал, способствующий глубокому проплавлению свариваемого металла, а столб дуги оказывает силовое воздействие на сварочную ванну и таким образом удерживает ее от выливания. Сварка вертикально расположенных стыков толстолистовых стальных конструкций позволяет изготавливать крупногабаритные объемные конструкции, сварка которых в нижнем положении затруднительна или невозможна, например обечайки прочного корпуса подводных лодок.

При использовании X-образной разделки с небольшим углом ее раскрытия, составляющим не более 20° с каждой стороны, и притуплению, увеличенному до 40-50% от толщины изделия, для получения готового сварного соединения требуется меньшее количество проходов, что повышает производительность сварки в 2-3 раза. На заполнение разделки расходуется меньше наплавочного металла, благодаря чему достигается существенная экономия на сварочных материалах.

Заполнение разделки с поперечными колебаниями лазерно-дуговой головки обеспечивает изготовление с высокой скоростью сварного соединения с требуемыми геометрическими и прочностными характеристиками.

Кроме того, высокое качество сварных соединений обеспечивается за счет повышения прочности, отсутствия несплавлений и уменьшения размеров зоны термического влияния, а экономичность - за счет уменьшения количества наплавленного металла и исключения необходимости ремонта некачественных сварных соединений.

Сущность изобретения поясняется рисунком (фиг. 1), на котором изображена X-образная разделка стыковых соединений толстолистовых стальных заготовок, где S - толщина заготовки, b - величина зазора между свариваемыми заготовками, d - величина притупления, α - угол разделки.

В качестве присадочного материала используется сплошная или металлопорошковая проволока, химический состав которой обеспечивает требуемый химический состав металла шва.

Способ опробован на сварке вертикальных стыков из стали Е36 толщиной S=48 мм. Была выполнена X-образная разделка, где α=15°, d=20 мм. Зазор между свариваемыми кромками b=(1,0÷1,5) мм (фиг. 1).

Лазерно-дуговую сварку проводили на волоконном лазере ЛС-25 с оптическим волокном диаметром 400 мкм при средней мощности лазерного излучения 15 кВт и с использованием дугового сварочного источника питания Jackle InnoMIG 500, со средними значениями сварочного тока IСВ=410 А и напряжения UСВ=23,7 В.

В качестве плавящегося электрода использовали сплошную проволоку ОК Autrod 12.51 диаметром 1,2 мм, при скорости подачи проволоки 15,5 м/мин, скорости сварки 1,4 м/мин, защитном газе с составом: 5% CO2+95% Ar. Получили сварной шов глубиной 20 мм.

Затем поочередно осуществляли автоматическую лазерно-дуговую сварку с поперечными колебаниями сварочной головки внутреннего и внешнего шва при скорости подачи проволоки 6 м/мин и скорости сварки 0,9 м/мин.

Способ лазерно-дуговой сварки толстолистовых стальных конструкций, включающий предварительное выполнение разделки кромок стыкового соединения с притуплением свариваемых кромок и одновременное воздействие лазерного луча и дуги плавящегося электрода в одну сварочную ванну в среде защитных газов, при этом используют гибридную лазерно-дуговую головку, в которой дуговая горелка расположена перед лазерным лучом по ходу его движения, отличающийся тем, что разделку кромок выполняют Х-образной формы, угол раскрытия которой не более 20° с каждой ее стороны, а притупление составляет от 40 до 50% от толщины заготовок, при этом сварку притупления Х-образной разделки выполняют за один проход на все сечение притупления, при движении гибридной лазерно-дуговой сварочной головки сверху вниз с расположением лазерного луча перпендикулярно участку поверхности зоны соединения, а последующее заполнение разделки с каждой ее стороны выполняют с поперечными колебаниями лазерно-дуговой головки.
СПОСОБ ЛАЗЕРНО-ДУГОВОЙ СВАРКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТЫКОВ ТОЛСТОЛИСТОВЫХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
СПОСОБ ЛАЗЕРНО-ДУГОВОЙ СВАРКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТЫКОВ ТОЛСТОЛИСТОВЫХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 12.
27.02.2013
№216.012.2a43

Способ блочной постройки судна с вкладными грузовыми танками

Изобретение относится к судостроению, касается постройки судов методом блочной (модульной) сборки и может быть использовано на верфях, имеющих горизонтальные построечные места и использующих для спуска судов на воду вертикальные подъемники или плавучие доки. Предлагаемый способ характеризуется...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476346
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.04.2013
№216.012.3614

Способ изготовления криволинейных сварных ребер жесткости

Изобретение относится к обработке металлов, в частности к технологии изготовления криволинейных сварных ребер жесткости для ответственных изделий судостроения и других отраслей промышленности. Из листа вырезают заготовки полки и стенки с криволинейной формой концевых участков по заданным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479397
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.06.2013
№216.012.475c

Способ изготовления ребристых панелей

Изобретение может быть использовано для изготовления дуговой сваркой металлических изделий из отдельных листовых элементов. На металлический лист устанавливают набор ребер, фиксируют и приваривают его к листу. Предварительно выполняют разделку кромок с каждой стороны ребра. Фиксацию ребер...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483848
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.01.2015
№216.013.1e87

Способ лазерно-дуговой орбитальной сварки

Изобретение относится к способу лазерно-дуговой орбитальной сварки и может быть применено при строительстве трубопроводов. Способ заключается в одновременном воздействии на внешнюю поверхность свариваемых трубных образцов лазерного луча и дуги в среде защитных газов. Дугу генерируют из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539256
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.04.2015
№216.013.3de6

Судоспусковое сооружение

Изобретение относится к области судостроения и касается устройств для спуска судов на воду с береговых построечных мест, преимущественно расположенных на большой высоте над уровнем воды или в зоне больших перепадов уровня воды в водоеме. Предложено судоспусковое сооружение, включающее береговую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547334
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.04.2015
№216.013.43c0

Модуль лазерно-дуговой для орбитальной сварки неповоротных кольцевых стыков труб

Изобретение относится к автоматической сварке и наплавке неповоротных кольцевых стыков труб. Модуль содержит направляющий пояс, подвижную орбитальную каретку, установленную на направляющем поясе с возможностью перемещения вдоль направляющего пояса. Каретка включает привод продольного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548842
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.07.2015
№216.013.6762

Способ изготовления сопла электродугового сварочного плазматрона

Изобретение относится к технологии послойного изготовления изделий из металлических порошков. Сопло электродугового сварочного плазматрона формируют лазерным сфокусированным послойным спеканием медного порошка, который подают из бункера-дозатора предварительно подогретым до температуры 150°C....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558019
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.10.2015
№216.013.86dc

Способ формообразования листовых деталей двоякой кривизны

Изобретение относится к обработке металла давлением, в частности к изготовлению оболочек с двоякой кривизной поверхности выпуклой формы, основанной на применении методов последовательного или ротационно-локального деформирования. Формообразование последовательным или ротационно-локальным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566127
Дата охранного документа: 20.10.2015
10.08.2016
№216.015.537d

Способ лазерной сварки соединения труба - трубная доска

Изобретение относится к способу лазерной сварки соединений труба - трубная доска. Предварительно перед сваркой осуществляют сборку соединений труба - трубная доска с зазором меньше 0,2 мм. Предварительно устанавливают фокальную плоскость лазерного луча относительно свариваемой поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593883
Дата охранного документа: 10.08.2016
25.08.2017
№217.015.9ac8

Способ стабилизации формы и размеров корпусов судов, построенных каркасным методом

Изобретение относится к судостроительной отрасли промышленности в части изготовления металлических корпусов судов, построенных каркасным методом. Вибровозбудитель устанавливают на обшивку в местах пересечения ребер жесткости корпуса судна, закрепленного на сборочной плите днищем вверх. Проводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610195
Дата охранного документа: 08.02.2017
Показаны записи 1-10 из 26.
27.02.2013
№216.012.2a43

Способ блочной постройки судна с вкладными грузовыми танками

Изобретение относится к судостроению, касается постройки судов методом блочной (модульной) сборки и может быть использовано на верфях, имеющих горизонтальные построечные места и использующих для спуска судов на воду вертикальные подъемники или плавучие доки. Предлагаемый способ характеризуется...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476346
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.04.2013
№216.012.3614

Способ изготовления криволинейных сварных ребер жесткости

Изобретение относится к обработке металлов, в частности к технологии изготовления криволинейных сварных ребер жесткости для ответственных изделий судостроения и других отраслей промышленности. Из листа вырезают заготовки полки и стенки с криволинейной формой концевых участков по заданным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479397
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.06.2013
№216.012.475c

Способ изготовления ребристых панелей

Изобретение может быть использовано для изготовления дуговой сваркой металлических изделий из отдельных листовых элементов. На металлический лист устанавливают набор ребер, фиксируют и приваривают его к листу. Предварительно выполняют разделку кромок с каждой стороны ребра. Фиксацию ребер...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483848
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.01.2015
№216.013.1e87

Способ лазерно-дуговой орбитальной сварки

Изобретение относится к способу лазерно-дуговой орбитальной сварки и может быть применено при строительстве трубопроводов. Способ заключается в одновременном воздействии на внешнюю поверхность свариваемых трубных образцов лазерного луча и дуги в среде защитных газов. Дугу генерируют из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539256
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.04.2015
№216.013.3de6

Судоспусковое сооружение

Изобретение относится к области судостроения и касается устройств для спуска судов на воду с береговых построечных мест, преимущественно расположенных на большой высоте над уровнем воды или в зоне больших перепадов уровня воды в водоеме. Предложено судоспусковое сооружение, включающее береговую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547334
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.04.2015
№216.013.43c0

Модуль лазерно-дуговой для орбитальной сварки неповоротных кольцевых стыков труб

Изобретение относится к автоматической сварке и наплавке неповоротных кольцевых стыков труб. Модуль содержит направляющий пояс, подвижную орбитальную каретку, установленную на направляющем поясе с возможностью перемещения вдоль направляющего пояса. Каретка включает привод продольного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548842
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.07.2015
№216.013.6762

Способ изготовления сопла электродугового сварочного плазматрона

Изобретение относится к технологии послойного изготовления изделий из металлических порошков. Сопло электродугового сварочного плазматрона формируют лазерным сфокусированным послойным спеканием медного порошка, который подают из бункера-дозатора предварительно подогретым до температуры 150°C....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558019
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.10.2015
№216.013.86dc

Способ формообразования листовых деталей двоякой кривизны

Изобретение относится к обработке металла давлением, в частности к изготовлению оболочек с двоякой кривизной поверхности выпуклой формы, основанной на применении методов последовательного или ротационно-локального деформирования. Формообразование последовательным или ротационно-локальным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566127
Дата охранного документа: 20.10.2015
10.08.2016
№216.015.537d

Способ лазерной сварки соединения труба - трубная доска

Изобретение относится к способу лазерной сварки соединений труба - трубная доска. Предварительно перед сваркой осуществляют сборку соединений труба - трубная доска с зазором меньше 0,2 мм. Предварительно устанавливают фокальную плоскость лазерного луча относительно свариваемой поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593883
Дата охранного документа: 10.08.2016
25.08.2017
№217.015.9ac8

Способ стабилизации формы и размеров корпусов судов, построенных каркасным методом

Изобретение относится к судостроительной отрасли промышленности в части изготовления металлических корпусов судов, построенных каркасным методом. Вибровозбудитель устанавливают на обшивку в местах пересечения ребер жесткости корпуса судна, закрепленного на сборочной плите днищем вверх. Проводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610195
Дата охранного документа: 08.02.2017
+ добавить свой РИД