2018-1(26)

Проектирование, изготовление и ввод в эксплуатацию оборудования объектов атомной отрасли

Наименование публикацииОРБИТАЛЬНАЯ ГИБРИДНАЯ ЛАЗЕРНО-ДУГОВАЯ СВАРКА ТРУБОПРОВОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫСОКОМОЩНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Авторы© 2018 С.Э. Гоок*, А.В. Гуменюк*,**, М. Ретмайер*,**,***
Адреса авторов

* Общество Фраунгофера, Институт производственных систем и технологий конструирования ИПК, Берлин, Германия 
** Федеральное ведомство по исследованию и испытаниям материалов БАМ, Берлин, Германия
*** Берлинский технический университет, Берлин, Германия

АннотацияЦелью настоящей работы являлось исследование орбитального гибридного лазерно-дугового процесса для оценки его применимости для сварки кольцевых неповоротных стыков толстостенных труб большого диаметра. На трубах диаметром 36" с толщиной стенки 16 мм успешно продемонстрирована сварка кольцевого стыка в два полуорбитальных прохода на спуск со средней скоростью процесса 2 м/мин и мощностью лазера 19 кВт. Потолочное положение сварки (участок от 150° до 180°) является наиболее сложным с точки зрения обеспечения качественного формирования корня. Адаптация скорости подачи сварочной проволоки, скорости сварки, а так же применение формирующего газа заметно улучшают качество корня в потолочном положении сварки. Сканирующая оптика зарекомендовала себя как эффективный инструмент позволяющий расширить допуски на зазоры в стыке, а так же компенсировать небольшие ошибки позиционирования сварочной головки относительно стыка. Установленная для сваривемой толщины 16 мм величина зазора, при котором еще возможен стабильный процесс без дефектов сплавления, составляет 0,7 мм. При сварке обычной оптикой без сканирующего модуля величина максимально допустимого зазора кромок составляет 0,3 мм. С применением предварительного подогрева достигнуто увеличение времени охлаждения t8/5 с одной секунды до 16 секунд, что способствовало значительному снижению микротвердости в зоне термического влияния. Настоящие исследования проведены в рамках проекта MNPQ FK19/07 при финансовой поддержке Федерального Министерства образования и исследований Германии. Авторы выражают благодарность партнерам со стороны производства, фирмам Vietz GmbH и HIGHYAG, за плодотворное сотрудничество и предоставление оборудования для проведения экспериментов.
Ключевые словасварка, гибридная лазерно-дуговая сварка, орбитальная сварка, трубопроводы высокого давления, оптоволоконные лазеры
ЯзыкАнглийский
Список литературы

[1] Nakamura S., Ikuno Y., Maeda T., Furukawa Y., Kodama S.: Automatic control technology of welding machine MAG-II for onshore pipelines. Nippon Steel Technical Report (2005) H. 92, S. 51-55. (in English)

[2] Yapp D., Blackman-S.A.: Recent developments in high productivity pipeline welding JOM 11, 11th International Conference on the Joining of Materials, Helsingör, DK, May 25-28, 2003. (in English)

[3] Koga S. et. al.: Study on all position electron beam welding of large diameter pipeline joints (Report1,2) Welding International  15 (2001) pp. 28-33, 92-99. (in English)

[4] Gainand Y. et al.: Laser orbital welding applied to offshore pipe line construction. Pipeline technology Vol. II  Elsevier Science 2000 pp. 327-343. (in English)

[5] Moore P.L. et al.: Development of Nd: YAG laser and laser / MAG hybrid welding for land pipeline applications. Welding and Cutting, Vol. 3, No. 3 (2004), pp. 38–43. (in English)

[6] Wahba, M., M. Mizutani, and S. Katayama.: Single pass hybrid laser-arc welding of 25 mm thick square groove butt joints. Materials & Design 97 (2016): 1-6. (in English)

[7] Russel J.D.: Laser weldability of C-Mn steels. Assessment of Power Beam Welds, European Symposium, Geesthacht/Germany, February 1999. (in English)

[8] N.N.: Guidelines for Approval of CO2-Laser Welding in Ship Hull Construction. Classification Societies unified, 1996. (in English)

[9] Gook S., Gumenyuk A., Stelling K., Lammers M., Rethmeier M.: Schweißen im Dickblechbereich mit einem 20 kW-Faserlaser. DVS-Berichte Bd. 250, DVS-Verlag, Düsseldorf, 2008, pp. 264-270. (in German)

[10]        Rethmeier M., Gook S., Lammers M., and Gumenyuk A.:  Laser-Hybrid Welding of Thick Plates up to 32 mm Using a 20 kW Fibre Laser. Proceedings of the 8th International Welding Symposium - Innovations in Welding and Joining for a New Era in Manufacturing. Japan Welding Society. LW-11, 2008, p. 43. (in English)

[11] Gumenyuk, A., Rethmeier, M.:  Developments in hybrid laser-arc welding technology. In Handbook of Laser Welding Technologies, pp. 505-521, 2013. (in English)

Страницы47 - 57
URL cтраницыАдрес статьи
 Открыть публикацию