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DE212014000039U1 - System for laser hot wire coating of a pipe end - Google Patents

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DE212014000039U1
DE212014000039U1 DE212014000039.4U DE212014000039U DE212014000039U1 DE 212014000039 U1 DE212014000039 U1 DE 212014000039U1 DE 212014000039 U DE212014000039 U DE 212014000039U DE 212014000039 U1 DE212014000039 U1 DE 212014000039U1
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Abstract

Rohrplattierungssystem (100), das Folgendes umfasst: eine Hochintensitäts-Energiequelle, die eine schmelzflüssige Pfütze auf einer Oberfläche eines Rohres (P) erzeugt; ein Warmdrahterwärmungssystem, das ein Erwärmungssignal erzeugt, um mindestens einen Fülldraht zu erwärmen, dergestalt, dass der Fülldraht in der schmelzflüssigen Pfütze schmilzt, wenn der Fülldraht in Kontakt mit der Pfütze steht, wobei das Warmdrahterwärmungssystem einen Schwellenwert für das Erwärmungssignal einstellt, der unterhalb eines Lichtbogenentstehungswertes liegt und eine Rückkopplung von dem Warmdrahterwärmungssignal überwacht, und das Warmdrahterwärmungssystem das Erwärmungssignal abschaltet, wenn der Schwellenwert erreicht wird, so dass kein Lichtbogen zwischen dem Fülldraht und der Pfütze entsteht, und wobei, nachdem das Erwärmungssignal abgeschaltet wurde, das Erwärmungssignal wieder eingeschaltet wird, um die Plattierung des Rohres (P) fortzusetzen, wobei das Warmdrahterwärmungssystem eine Brennerbaugruppe (110) umfasst, die das Erwärmungssignal zu dem Fülldraht leitet; ein Drahtzufuhrsystem (140), das den Fülldraht zu der Pfütze voranschiebt; und eine Wagenbaugruppe (130), die an einem Rohr (P) montierbar ist und die um das Rohr (P) drehbar ist, wobei sowohl die Hochintensitäts-Energiequelle als auch die Brennerbaugruppe (110) an der Wagenbaugruppe (130) montiert ist, um mit der Wagenbaugruppe bewegt zu werden.A tube plating system (100) comprising: a high intensity energy source that produces a molten puddle on a surface of a pipe (P); a hot wire heating system that generates a heating signal to heat at least one filler wire such that the filler wire in the molten puddle melts when the filler wire is in contact with the puddle, the hot wire heating system setting a threshold for the heating signal below an arc generation value and monitoring feedback from the warm wire heating signal, and the warm wire heating system turns off the heating signal when the threshold is reached so that no arc is formed between the filler wire and the puddle, and after the warming signal is turned off, the heating signal is turned back on continuing the plating of the pipe (P), the hot wire heating system including a burner assembly (110) that directs the heating signal to the filler wire; a wire feed system (140) advancing the filler wire to the puddle; and a carriage assembly (130) mountable to a pipe (P) and rotatable about the pipe (P), wherein both the high intensity power source and the burner assembly (110) are mounted to the carriage assembly (130) to be moved with the carriage assembly.

Description

Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilweiterbehandlung der US-Patentanmeldung Nr. 13/212,025, eingereicht am 17. August 2011, die eine Teilweiterbehandlung der US-Patentanmeldung Nr. 12/352,667, eingereicht am 13. Januar 2009, ist, die beide hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in den vorliegenden Text aufgenommen werden.The present application is a partial refinement of US Patent Application No. 13 / 212,025, filed on August 17, 2011, which is a partial refinement of US Patent Application No. 12 / 352,667, filed January 13, 2009, both of which are hereby incorporated by reference taken in their entirety in the present text.

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Diese Erfindung betrifft ein System zur Warmdrahtverarbeitung und/oder ein System zur Orbital-Warmdrahtplattierung. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Rohrplattierungssystem nach Anspruch 1.This invention relates to a hot wire processing system and / or an orbital hot wire plating system. More specifically, the present invention relates to a tube plating system according to claim 1.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

In einem typischen Laser-Warmdraht oder -Fülldrahtprozess zwischen einem Draht und einem Werkstück erwärmt und schmilzt ein Laser ein Werkstück, um eine schmelzflüssige Pfütze zu bilden. Ein Fülldraht wird in Richtung eines Werkstücks und der schmelzflüssigen Pfütze vorangeschoben. Der Draht wird durch eine separate Energiequelle dergestalt widerstandserwärmt, dass der Draht sich seinem Schmelzpunkt nähert oder diesen erreicht und die schmelzflüssige Pfütze kontaktiert. Der erwärmte Draht wird in die schmelzflüssige Pfütze eingeleitet, um den Warmdrahtprozess auszuführen. Dementsprechend erfolgt der Transfer des Fülldrahtes zum Werkstück durch einfaches Schmelzen des Fülldrahtes in die schmelzflüssige Pfütze hinein.In a typical laser hot wire or fill wire process between a wire and a workpiece, a laser heats and melts a workpiece to form a molten puddle. A flux cored wire is advanced in the direction of a workpiece and the molten puddle. The wire is resistance heated by a separate source of energy such that the wire approaches or reaches its melting point and contacts the molten puddle. The heated wire is introduced into the molten puddle to carry out the hot wire process. Accordingly, the transfer of the filler wire to the workpiece takes place by simply melting the filler wire into the molten puddle.

Im Fall des Zusammenfügens von Rohrelementen aus ungleichen Materialien ist es mitunter wünschenswert, eine Schicht aus Metalllegierungsmaterial, wie zum Beispiel eine Nickellegierung, auf die Rohrenden aufzuplattieren oder aufzubringen, um als eine Zwischen- oder „Butter”-Schicht an den Rohrenden zu dienen, bevor sie miteinander verschweißt werden. Darüber hinaus ist es allgemein wünschenswert, das Vermischen zwischen der Schicht und dem Material der Rohre zu minimieren. Dementsprechend ist es allgemein erwünscht, die Dicke der Zwischenschicht zu minimieren.In the case of joining pipe elements of dissimilar materials, it is sometimes desirable to plate or apply a layer of metal alloy material, such as a nickel alloy, onto the pipe ends to serve as an intermediate or "butter" layer at the pipe ends before they are welded together. In addition, it is generally desirable to minimize mixing between the layer and the material of the tubes. Accordingly, it is generally desirable to minimize the thickness of the intermediate layer.

Weitere Einschränkungen und Nachteile herkömmlicher, traditioneller und vorgeschlagener Lösungsansätze erkennt der Fachmann durch Vergleichen solcher Lösungsansätze mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die im übrigen Teil der vorliegenden Anmeldung mit Bezug auf die Zeichnungen dargelegt sind.Further limitations and disadvantages of conventional, traditional and proposed approaches will be recognized by those skilled in the art by comparing such approaches to embodiments of the present invention set forth in the remainder of the present application with reference to the drawings.

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Das Problem gemäß der Erfindung ist das Überwinden der oben angesprochenen Beschränkungen und Nachteile. Dieses Problem wird durch ein Rohrplattierungssystem nach Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen ein Orbital-Warmdrahtsystem zum Ausführen eines Warmdrahtprozesses um die Außenseite eines Rohrendes. Das System enthält eine Brennerbaugruppe, die eine Laseroptik-Teilbaugruppe und eine Kontaktröhren-Teilbaugruppe aufweist. Eine Laufschiene ist dafür konfiguriert, an dem Endabschnitt eines Rohres montiert zu werden. Ein Wagen wird an der Laufschiene befestigt, um eine Orbitalbewegung um den Rohrendabschnitt herum auszuführen. Die Brennerbaugruppe ist mit einem Wagen gekoppelt, damit sich die Brennerbaugruppe um den Rohrendabschnitt herum drehen kann. Eine Steuereinheit ist für eine Prozesssteuerung der Brennerbaugruppe vorhanden, um einen Warmdrahtprozess über eine Winkelbewegung um das Rohr P herum ausführen zu können, wobei die Winkelbewegung einen Winkel von etwa 180 Grad definiert. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können außerdem ein Steuersystem umfassen, das einen Warmdrahtprozess über eine Winkelbewegung um das Rohr P herum ermöglicht, wobei die Winkelbewegung einen Winkel im Bereich von 180 bis 360 Grad definiert.The problem according to the invention is to overcome the above-mentioned limitations and disadvantages. This problem is solved by a tube plating system according to claim 1. Further embodiments of the invention form the subject of the dependent claims. Embodiments of the present invention include an orbital hot wire system for performing a hot wire process about the outside of a pipe end. The system includes a burner assembly that includes a laser optic subassembly and a contact tube subassembly. A track rail is configured to be mounted to the end portion of a pipe. A carriage is attached to the track to perform orbital motion about the tube end portion. The burner assembly is coupled to a carriage to allow the burner assembly to rotate around the pipe end portion. A control unit is provided for process control of the burner assembly to perform a hot wire process via angular movement about the pipe P, the angular movement defining an angle of about 180 degrees. Embodiments of the present invention may further include a control system that allows for a hot wire process via angular movement about the pipe P, wherein the angular movement defines an angle in the range of 180 to 360 degrees.

Eine weitere Ausführungsform stellt eine Brennerbaugruppe für eine Orbital-Warmdrahtverarbeitung um ein Rohrende bereit. Die Brennerbaugruppe enthält eine Laseroptik-Teilbaugruppe zum Bereitstellen eines Laserstrahls zur Rohroberfläche und eine Kontaktröhren-Teilbaugruppe zum Zuführen eines Fülldrahtes W zur Rohroberfläche nahe dem Laserstrahl. Die Laseroptik-Teilbaugruppe hat ein distales Ende, von dem der fokussierte Laserstrahl ausgesendet wird, und die Kontaktröhrenbaugruppe enthält ein distales Ende, von dem sich der Fülldraht erstreckt. Die distalen Enden der Laseroptik-Teilbaugruppe und der Kontaktröhrenbaugruppe definieren einen freien Mindestabstand C dazwischen.Another embodiment provides a torch assembly for orbital hot wire processing around a pipe end. The burner assembly includes a laser optics subassembly for providing a laser beam to the tube surface and a contact tube subassembly for supplying a filler wire W to the tube surface near the laser beam. The laser optics subassembly has a distal end from which the focused laser beam is emitted, and the contact tube assembly includes a distal end from which the flux cored wire extends. The distal ends of the laser optic subassembly and the contact tube assembly define a minimum free distance C therebetween.

Diese und weitere Merkmale der beanspruchten Erfindung sowie Details veranschaulichter Ausführungsformen davon werden anhand der folgenden Beschreibung und Zeichnungen besser verstanden.These and other features of the claimed invention, as well as details of illustrated embodiments thereof, will be better understood by reference to the following description and drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die obigen und/oder weitere Aspekte der Erfindung werden deutlicher erkennbar, indem im Detail beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen Folgendes zu sehen ist:The above and / or other aspects of the invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:

1A ist eine perspektivische veranschaulichende Ausführungsform eines Orbital-Warmdrahtverarbeitungssystems; 1A FIG. 12 is an perspective illustrative embodiment of an orbital hot wire processing system; FIG.

1B ist eine Seitenansicht des Systems von 1A; 1B is a side view of the system of 1A ;

1C ist eine schematische Ansicht einer Laseroptik-Teilbaugruppe zur Verwendung in dem System von 1A; 1C FIG. 12 is a schematic view of a laser optics subassembly for use in the system of FIG 1A ;

2 ist eine schematische Endansicht der Brennerbaugruppe von 1A um das Rohr P; 2 is a schematic end view of the burner assembly of 1A around the pipe P;

2A ist eine schematische Endansicht einer alternativen Ausführungsform einer Brennerbaugruppe zur Verwendung in dem System von 1A; 2A FIG. 4 is a schematic end view of an alternative embodiment of a burner assembly for use in the system of FIG 1A ;

2B ist eine schematische Endansicht der in 2 gezeigten Brennerbaugruppe; 2 B is a schematic end view of in 2 shown burner assembly;

3 ist eine schematische Ansicht eines zentralisierten Steuersystems, das in dem System von 1A verwendet wird; 3 FIG. 12 is a schematic view of a centralized control system implemented in the system of FIG 1A is used;

4 ist eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Systems von 1A; und 4 FIG. 4 is an isometric view of an alternative embodiment of the system of FIG 1A ; and

5 ist eine schematische Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 Fig. 10 is a schematic view of another exemplary embodiment of the present invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nun im Folgenden unter Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen dienen dazu, das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, und sollen den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise einschränken. Gleiche Bezugszahlen beziehen sich stets auf gleiche Elemente.Exemplary embodiments of the invention will now be described below with reference to the accompanying figures. The described exemplary embodiments are intended to facilitate the understanding of the invention and are not intended to limit the scope of the invention in any way. Like reference numbers always refer to like elements.

1 ist eine veranschaulichende Ausführungsform eines Systems 100 zum Plattieren eines Endes eines Rohres P in einem Warmdrahtprozess. Allgemein enthält das System eine Brennerbaugruppe, die einen Laser in Kombination mit einer Kontaktröhre hat, wobei die Baugruppe um ein Rohrende gedreht wird, um den Endabschnitt des Rohres P in einem Warmdrahtprozess zu plattieren. Genauer gesagt, enthält das System 100 eine Brennerbaugruppe 110 zum Ausführen eines Warmdrahtprozesses, um eine Schicht aus Material, und insbesondere eine „Butter”-Schicht BL, am Endabschnitt des Rohres P aufzubringen. Ein beispielhaftes Material, das auf das Rohr aufgebracht wird, ist eine Nickellegierung, wie zum Beispiel Techalloy 625, das dafür verwendet werden kann, das Anfügen des Rohres P an ein anderes Rohr oder Rohranschlussstück aus einem ungleichen Material zu ermöglichen. Die Brennerbaugruppe 110 enthält eine Laseroptik-Teilbaugruppe 110a zum Anlegen eines Laserstrahls an den Rohrendabschnitt, um eine schmelzflüssige Pfütze zu bilden oder aufrecht zu erhalten, und eine Kontaktröhren-Teilbaugruppe 110b, um einen Fülldraht W zu der schmelzflüssigen Pfütze in einem Warmdrahtplattierungsprozess zuzuführen, wie er zum Beispiel in der US-Patentveröffentlichung Nr. 2010/0176109 beschrieben ist, die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird. 1 is an illustrative embodiment of a system 100 for cladding one end of a pipe P in a hot wire process. Generally, the system includes a burner assembly having a laser in combination with a contact tube, the assembly being rotated about a tube end to plate the end portion of the tube P in a hot wire process. More specifically, the system contains 100 a burner assembly 110 for performing a hot wire process to apply a layer of material, and in particular a "butter" layer BL, to the end portion of the tube P. One exemplary material that is applied to the pipe is a nickel alloy, such as Techalloy 625, which may be used to allow the pipe P to be attached to another pipe or pipe fitting of dissimilar material. The burner assembly 110 contains a laser optics subassembly 110a for applying a laser beam to the tube end portion to form or maintain a molten puddle, and a contact tube subassembly 110b in order to supply a flux cored wire W to the molten puddle in a hot wire plating process, as shown for example in US Pat U.S. Patent Publication No. 2010/0176109 which is hereby incorporated by reference in its entirety.

Die Brennerbaugruppe 110 ist mit einem Orbital-Teilsystem gekoppelt, um die Brennerbaugruppe 110 umfänglich um den Rohrendabschnitt zu bewegen. Genauer gesagt, enthält das Orbital-Teilsystem eine Laufschiene 120, die sich umfänglich um das Rohr P erstreckt. Die Laufschiene 120 ist entlang der axialen Länge des Rohres P so angeordnet, dass die Brennerbaugruppe 110 am Ende des Rohres positioniert ist. An der Laufschiene 120 ist ein Wagen 130 befestigt, um eine Orbitalbewegung um das Rohr P herum zu vollführen. Eine beispielhafte Laufschiene und ein beispielhafter selbstfahrender Wagen sind im US-Patent Nr. 5,227,601 gezeigt und beschrieben, das hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird.The burner assembly 110 is coupled with an orbital subsystem to the burner assembly 110 circumferentially around the pipe end section to move. More specifically, the orbital subsystem includes a track 120 which extends circumferentially around the pipe P. The track 120 is arranged along the axial length of the pipe P so that the burner assembly 110 is positioned at the end of the tube. At the track 120 is a car 130 attached to perform an orbital motion around the pipe P around. An exemplary track and an exemplary self-propelled cart are in the U.S. Patent No. 5,227,601 shown and described, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

Der Wagen 130 ist in einem Aspekt so gezeigt, dass er eine Drahtzufuhrvorrichtung 140 enthält, die sich mit der Brennerbaugruppe 110 um das Rohr P dreht, um Fülldraht zu der Kontaktröhre 110b zu führen. Eine beispielhafte Drahtzufuhrvorrichtung, die an einem Orbitalwagen montiert ist, ist ebenfalls in US-Patent Nr. 5,227,601 gezeigt und beschrieben. Weitere beispielhafte Orbitalwagen und Laufschienenanordnungen werden im Helix T55 Orbital Welder von der Lincoln Electrical Company aus Cleveland, Ohio, angeboten. Die Drahtzufuhrvorrichtung 140 enthält, in einem Aspekt, eine (nicht gezeigte) Nabe zum Stützen der Rolle mit Fülldraht W und einen (nicht gezeigten) Zufuhrmechanismus zum Ziehen und Zuführen des Drahtes W zu der Kontaktröhre 110b. Eine beispielhafte Drahtzufuhrvorrichtung 140 enthält einen Motor, der für eine Warmdrahtprozesssteuerung durch eine Systemsteuereinheit in einer unten beschriebenen Weise konfiguriert ist. Alternativ kann die Drahtzufuhrvorrichtung 140 eine nicht-drehende Zufuhrvorrichtung und von dem Wagen 130 getrennt sein. Die separate Drahtzufuhrvorrichtung ist so angeordnet und konfiguriert, dass die Ausgabe des Drahtes aus der Zufuhrvorrichtung 140 nicht die Orbitalbewegung aus der Brennerbaugruppe 110 behindert, wie unten noch ausführlicher beschrieben wird.The car 130 is shown in one aspect to be a wire feeder 140 contains, which deals with the burner assembly 110 around the pipe P turns to filler wire to the contact tube 110b respectively. An exemplary wire feeder mounted on an orbital car is also in FIG U.S. Patent No. 5,227,601 shown and described. Other exemplary orbital car and track assemblies are available in the Helix T55 Orbital Welder from Lincoln Electrical Company of Cleveland, Ohio. The wire feeder 140 includes, in one aspect, a hub (not shown) for supporting the roll of flux cored wire W and a feed mechanism (not shown) for drawing and feeding the wire W to the contact tube 110b , An exemplary wire feeder 140 includes a motor configured for hot wire process control by a system controller in a manner described below. Alternatively, the wire feeder 140 a non-rotating feeder and from the cart 130 be separated. The separate wire feeder is arranged and configured such that the output of the wire from the feeder 140 not the orbital movement from the burner assembly 110 hinders, as will be described in more detail below.

Die Brennerbaugruppe 110 ist verstellbar mit dem Wagen 130 gekoppelt, um die Brennerbaugruppe 110 relativ zu dem Laufschienenwagen 130 zu positionieren. Zum Beispiel enthält das System 100 einen Mechanismus zum Justieren der axialen Position der Brennerbaugruppe 110 entlang der Rohrachse X-X relativ zum Wagen 130 und insbesondere relativ zum Ende des Rohres P. Wie zum Beispiel in 1B zu sehen, kann die Brennerbaugruppe 110 mit dem Wagen 130 durch einen Justierarm 150 gekoppelt sein. Darüber hinaus kann der Justierarm 150 des Weiteren mit einem (nicht gezeigten) Gleitmechanismus im Eingriff stehen, der in dem Wagen 130 untergebracht ist, um den Brenner in der x-Achse zu positionieren und den Brenner 110 entlang der X-X-Achse vor und zurück zu oszillieren. Eine beispielhafte Justier- und Oszillationsanordnung ist in US-Patent Nr. 5,227,601 gezeigt und beschrieben. Der oszillierende Justierarm 150 und seine axiale Oszillation können die Breite der Plattierungsschicht BL in der X-X-Richtung definieren. Dementsprechend ist das Oszillieren in einer Ausführungsform für eine Prozesssteuerung durch eine zentralisierte Steuereinheit in einer unten ausführlicher beschriebenen Weise konfiguriert.The burner assembly 110 is adjustable with the car 130 coupled to the burner assembly 110 relative to the rail car 130 to position. For example, the system contains 100 a mechanism for adjusting the axial position of the burner assembly 110 along the pipe axis XX relative to the car 130 and in particular relative to the end of the pipe P. Such as in 1B you can see the burner assembly 110 with the car 130 through an adjustment arm 150 be coupled. In addition, the adjustment arm 150 further engaged with a sliding mechanism (not shown) mounted in the carriage 130 is housed to position the burner in the x-axis and the burner 110 to oscillate back and forth along the XX axis. An exemplary adjustment and oscillation arrangement is shown in FIG U.S. Patent No. 5,227,601 shown and described. The oscillating adjusting arm 150 and its axial oscillation can define the width of the plating layer BL in the XX direction. Accordingly, in one embodiment, the oscillation is configured for process control by a centralized control unit in a manner described in more detail below.

Das System 100 kann in einem Aspekt für eine radiale Justierung der Brennerbaugruppe 110 relativ zur Außenfläche des Rohres P konfiguriert sein. Zum Beispiel kann das System einen zweiten Justiermechanismus, wie zum Beispiel eine einstellbare Montagehalterung 152, enthalten, der dafür konfiguriert ist, die Brennerbaugruppe 110 radial entlang der radialen Achse Z-Z, entlang der sich ein Laserstrahl erstreckt, und relativ zur Außenfläche des Rohres P zu positionieren.The system 100 can in one aspect for a radial adjustment of the burner assembly 110 be configured relative to the outer surface of the pipe P. For example, the system may include a second adjustment mechanism, such as an adjustable mounting bracket 152 , which is configured to contain the burner assembly 110 radially along the radial axis ZZ, along which a laser beam extends, and relative to the outer surface of the pipe P to position.

2 zeigt eine beispielhafte Brennerbaugruppe 110 in einer Ausgangsposition θ0 an dem Rohrendabschnitt. Die Laser-Teilbaugruppenbaugruppe 110a ist mit der Kontaktröhren-Teilbaugruppe 110b durch eine Montagehalterung 112 gekoppelt, um eine Fülldraht-zu-Strahlachse Z-Z zu beeinflussen, die einen Winkel α definiert, der in einem Aspekt in einem Bereich von 15 bis 80 Grad liegt, wenn er in der gezeigten Weise gemessen wird. Wenn jedoch der Winkel von der Oberflächentangente des Rohres – am Arbeitspunkt – gemessen werden soll, so liegt der Winkel im Bereich von 10 bis 75. In einem weiteren Aspekt der Erfindung liegt der Winkel α im Bereich von 15 bis 45 Grad (oder 45 bis 75 Grad bei Messung von der Tangente aus). Es ist zu beachten, dass der verwendete Winkel von verschiedenen Parametern abhängen kann, wie zum Beispiel der Größe des Drahtes, der Betriebsdrehzahl der Maschine, der Größe des Rohres usw. Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können verschiedene Strukturen und Verfahren verwenden, um die allgemeine Anordnung der Brennerbaugruppe 110 beizubehalten. Die Brennerbaugruppe 110, wie unten noch ausführlicher beschrieben wird, ist zum Ausführen eines Warmdrahtprozesses in einer Orbital- oder Umfangsrotation um ein Rohr P oder ein anderes Werkstück konfiguriert. 2 shows an exemplary burner assembly 110 in an initial position θ 0 at the pipe end portion. The laser subassembly assembly 110a is with the contact tube subassembly 110b through a mounting bracket 112 coupled to affect a flux-cored beam axis ZZ which defines an angle α which, in one aspect, is in a range of 15 to 80 degrees when measured as shown. However, if the angle of the surface tangent of the tube is to be measured at the working point, the angle is in the range of 10 to 75. In another aspect of the invention, the angle α is in the range of 15 to 45 degrees (or 45 to 75 Degree when measured from the tangent). It should be noted that the angle used may depend on various parameters, such as the size of the wire, the operating speed of the machine, the size of the pipe, etc. Exemplary embodiments of the present invention may use various structures and methods to control the general arrangement the burner assembly 110 maintain. The burner assembly 110 As will be described in more detail below, it is configured to perform a hot wire process in orbital or circumferential rotation about a pipe P or other workpiece.

Die Laseroptikbaugruppe ist in einer Ausführungsform ein im Wesentlichen zylindrisches Element, das ein distales Ende 114a hat, von dem ein kollimierter und fokussierter Laserstrahl ausgesendet wird, und ein proximales Ende 114b hat, das mit einer Laserstrahlzuführvorrichtung gekoppelt ist, wie zum Beispiel einem faseroptischen Kabel 111, wie zum Beispiel in 1A zu sehen ist, die mit einer Laserquelle 113 gekoppelt ist. Zu beispielhaften Ausführungsformen der Laserquelle 113 gehören CO2, Nd:YAG, YB-Faser, Yb-Scheiben oder Direktdiodenscheiben zum Ausgeben einer Wellenlänge von etwa 1 Mikrometer bis etwa 11 Mikrometer und insbesondere 0,8 Mikrometer bis etwa 10,6 Mikrometer. Es ist außerdem anzumerken, dass die Dioden (von einem Laser, der mit Dioden arbeitet) bei oder nahe dem Rohr angeordnet sein können oder räumlich von dem Teil mit der durch eine Faser zugeführten Energie entfernt sein können. Die Kontaktröhren-Teilbaugruppe 110b enthält ein distales Ende 116a, aus dem der Fülldraht austritt, und ein proximales Ende 116b, das in einem Aspekt mit der Stromversorgung 115 verbunden ist, um den Fülldraht für den Warmdrahtprozess zu erwärmen. In einem Aspekt sind die Laseroptik- und Kontaktröhren-Teilbaugruppen 110a, 110b durch die Montagehalterung 112 miteinander gekoppelt, um den freien Mindestabstand C zwischen dem distalen Ende 114a der Laseroptik-Teilbaugruppe und dem distalen Ende 116a der Kontaktröhren-Teilbaugruppe zu minimieren. In einer beispielhaften Ausführungsform stellt die Laserquelle 113 eine Leistungsdichte von etwa 500 W/cm2 bereit. Der minimale freie Mindestabstand C definiert bevorzugt die kleinste Entfernung zwischen der Laseroptik und dem erwärmten Draht W an der Rohroberfläche P, der ausreicht, um Schäden an der Laseroptik-Teilbaugruppe durch Wärme zu minimieren oder zu vermeiden, aber ausreicht, um die benötigte Laserenergie zu der Oberfläche des Rohres P zu bringen. Allgemein enthält in einer repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Laseroptik-Teilbaugruppe 110a, wie in 1C zu sehen, zwei Linsen: eine Kollimierlinse 108a und eine Fokuslinse 108b, die in einer Entfernung zz voneinander beabstandet sind, um einen Laserstrahl zu bilden, der eine bestimmte Größe (Punktgröße) und Energie an der Rohroberfläche aufweist. Es ist anzumerken, dass diese Figur zwar eine durchlässige Optik zeigt, dass aber auch andere Arten von Optiken, wie zum Beispiel Reflexions-, Scan- oder Zylinderoptiken, verwendet werden können. Wir wenden uns wieder 2 zu. Der freie Mindestabstand C ist in einem Aspekt eine Funktion der Größe und der axialen Beabstandung zz der Laseroptik des Teilbaugruppe 110a. Dementsprechend könnte ein gewünschter freier Mindestabstand C verwendet werden, um die Konfiguration der Laseroptik zu bestimmen, die benötigt wird, um genügend Energie an der Rohroberfläche zum Ausführen des Warmdrahtprozesses bereitzustellen.The laser optic assembly, in one embodiment, is a substantially cylindrical member having a distal end 114a from which a collimated and focused laser beam is emitted, and a proximal end 114b which is coupled to a laser beam feeder, such as a fiber optic cable 111 , such as in 1A you can see that with a laser source 113 is coupled. Exemplary embodiments of the laser source 113 include CO 2 , Nd: YAG, YB fiber, Yb disks or direct diode disks for outputting a wavelength from about 1 micron to about 11 microns, and more preferably from 0.8 micron to about 10.6 microns. It should also be noted that the diodes (from a diode-based laser) may be located at or near the tube or may be spatially removed from the fiber-supplied energy portion. The contact tube subassembly 110b contains a distal end 116a from which the filler wire emerges, and a proximal end 116b that in one aspect with the power supply 115 is connected to heat the cored wire for the hot wire process. In one aspect, the laser optic and contact tube subassemblies are 110a . 110b through the mounting bracket 112 coupled together to the free minimum distance C between the distal end 114a the laser optic subassembly and the distal end 116a to minimize the contact tube subassembly. In an exemplary embodiment, the laser source 113 a power density of about 500 W / cm 2 ready. The minimum minimum free distance C preferably defines the smallest distance between the laser optic and the heated wire W at the tube surface P sufficient to minimize or avoid damage to the laser optic subassembly by heat, but sufficient to provide the required laser energy Surface of the pipe P to bring. Generally, in a representative embodiment of the present invention, the laser optic subassembly includes 110a , as in 1C to see two lenses: a collimating lens 108a and a focus lens 108b spaced at a distance zz from each other to form a laser beam having a certain size (dot size) and energy at the pipe surface. It should be noted that although this figure shows a transmissive optic, other types of optics, such as reflective, scanning or cylindrical optics, may be used. We turn back 2 to. The free minimum distance C in one aspect is a function of the size and axial spacing zz of the laser assembly of the subassembly 110a , Accordingly, a desired minimum clear distance C could be used to determine the configuration of the laser optics that is needed to provide enough energy at the tube surface to perform the hot wire process.

Zusätzlich oder alternativ werden die Linsen minimiert und ihre Beabstandung zz minimiert, so dass der freie Mindestabstand C minimiert wird und des Weiteren die Gesamtgröße der Laseroptik-Teilbaugruppe 110a minimiert wird. Wenn die Größe der Laseroptik-Teilbaugruppe reduziert ist, so kann auch die radiale Erstreckung N über der Brennerbaugruppe 110 minimiert werden. Das Reduzieren der Brennerbaugruppe 110 kann die Antriebs- und Übersetzungsanforderungen des Wagens 130 und der Laufschiene 120 reduzieren. Des Weiteren kann zusätzlich oder alternativ das Gehäuse der Laseroptik-Teilbaugruppe 110a so konstruiert sein, dass die inneren Komponenten der Teilbaugruppe zweckmäßig vor Wärme abgeschirmt und geschützt werden, um die Auswirkungen des Erwärmungsprozesses auf die Teilbaugruppe 110a zu mindern, so dass der freie Mindestabstand C minimiert werden kann.Additionally or alternatively, the lenses are minimized and their spacing zz minimized, so that the minimum free distance C is minimized and, further, the overall size of the laser optics subassembly 110a is minimized. When the size of the laser optic subassembly is reduced, so too can the radial extent N over the torch assembly 110 be minimized. Reducing the burner assembly 110 can meet the drive and translation requirements of the car 130 and the running track 120 to reduce. Furthermore, additionally or alternatively, the housing of the laser optical subassembly 110a be designed so that the internal components of the subassembly are suitably shielded from heat and protected from the effects of the heating process on the subassembly 110a to reduce, so that the free minimum distance C can be minimized.

In einem anderen Aspekt können die Wärme und die unbeabsichtigte Lichtbogenbildung vom Fülldraht W minimiert oder verringert werden, um die Auswirkungen des Erwärmungsprozesses auf die Laseroptik-Teilbaugruppe 110a zu mindern, so dass der freie Mindestabstand C minimiert werden kann. In einer bestimmten Ausführungsform kann die Stromversorgung 115, die den Fülldraht W erwärmt, so prozessgesteuert werden, dass Wärme, Lichtbogenbildung und/oder unbeabsichtigte Schweißspritzerbildung reduziert werden, damit die Auswirkungen des Prozesses auf die Laseroptik-Teilbaugruppe 110a gemindert werden. Unten wird eine beispielhafte Ausführungsform eines Steuersystems für den Warmdrahtprozess und das System 100 ausführlicher beschrieben.In another aspect, the heat and inadvertent arcing of the flux cored wire W may be minimized or reduced to minimize the effects of the heating process on the laser optics subassembly 110a to reduce, so that the free minimum distance C can be minimized. In a particular embodiment, the power supply 115 that heats the flux cored wire W so as to be process controlled to reduce heat, arcing, and / or inadvertent spatter formation, thereby reducing the effects of the process on the laser optical subassembly 110a be mitigated. Below is an exemplary embodiment of a control system for the hot wire process and the system 100 described in more detail.

Der freie Mindestabstand C und/oder die Größe der Brennerbaugruppe 110 können eine Funktion des Durchmessers der Laufschiene sein, mit der die Brennerbaugruppe 110 gekoppelt ist. Genauer gesagt, kann der Durchmesser der Laufschiene 120 durch die Nenngröße des zu verarbeitenden Rohres P definiert sein. Wir wenden uns 2 zu. Die Brennerbaugruppe 110 ist insbesondere für einen Warmdrahtprozess über einen Bereich der Nennrohrgröße D konfiguriert. Die Laseroptik-Teilbaugruppe 110a ist in einem Aspekt entsprechend bemessen, um die größte Nenndurchmessergröße in einem Warmdrahtprozess zu verarbeiten.The minimum free distance C and / or the size of the burner assembly 110 may be a function of the diameter of the track, with which the burner assembly 110 is coupled. More precisely, the diameter of the track rail 120 be defined by the nominal size of the pipe P to be processed. We turn 2 to. The burner assembly 110 is specifically configured for a hot wire process over a range of nominal pipe size D. The laser optics subassembly 110a In one aspect, it is sized to handle the largest nominal diameter size in a hot wire process.

Während des Betriebes bewegen der Wagen 130 und die Laufschiene 120 die Brennerbaugruppe 110a um eine Winkeldistanz θ, um die Außenfläche des Rohres P zu plattieren. In einem Aspekt kann der Antrieb des Wagens dafür konfiguriert sein, sich im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um das Rohr P zu bewegen. In einigen Ausführungsformen vollführt der Wagen eine Plattierung für einen Durchgang im Uhrzeigersinn und bewegt dann, nach Vollendung dieses Durchgangs, die Kopfbaugruppe entlang des Rohres P um eine Schweißraupenbreite und vollführt dann den nächsten Durchgang entgegen dem Uhrzeigersinn. Somit entwindet sich der Wagen (und jegliche Verkabelung usw.) mit Bezug auf das Rohr P selbst. In einigen beispielhaften Ausführungsformen erfolgt der Übergang von einem Durchgang zum nächsten in einer anderen Winkelposition während des Plattierungsvorgangs, um sicherzustellen, dass sich keine benachbarten Übergänge in derselben Winkelposition an der Oberfläche des Rohres befinden. Zum Beispiel wechselt die Plattierung für einen ersten Durchgang vom ersten Durchgang zu einem zweiten Durchgang in einer Winkelposition von 180 Grad und wechselt dann zwischen dem zweiten und dritten Durchgang bei 0 Grad, wechselt dann vom dritten und vierten Durchgang bei 185 Grad und wechselt zwischen dem vierten und fünften Durchgang bei 5 Grad. In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gibt es mindestens 2 Winkelgrade zwischen benachbarten Durchgängen.During operation, the car move 130 and the track 120 the burner assembly 110a by an angular distance θ to plate the outer surface of the pipe P. In one aspect, the drive of the carriage may be configured to move clockwise or counterclockwise around the pipe P. In some embodiments, the carriage performs a one-pass plating in a clockwise direction, and then, after completion of this passage, moves the head assembly along the pipe P one weld bead width and then performs the next turn counterclockwise. Thus, the carriage (and any wiring, etc.) will unwind with respect to the pipe P itself. In some example embodiments, the transition from one pass to the next occurs at a different angular position during the plating process to ensure that there are no adjacent transitions in it Angular position located on the surface of the tube. For example, the plating for a first pass changes from the first pass to a second pass in an angular position of 180 degrees, then alternates between the second and third passes at 0 degrees, then alternates between the third and fourth passes at 185 degrees and alternates between the fourth and fifth pass at 5 degrees. In exemplary embodiments of the present invention, there are at least two angular degrees between adjacent passes.

Die Kontaktröhren-Teilbaugruppe 110b und der Fülldraht W können daher dem Laserstrahl der Laseroptik-Teilbaugruppe 110a um die Außenfläche des Rohres P vorauseilen oder nacheilen. Alternativ oder zusätzlich kann die Brennerbaugruppe 110 eine zweite Kontaktröhren-Teilbaugruppe 110'b enthalten, wie in 2A zu sehen, die mit einer zweiten Fülldrahtspule und einem separaten Zufuhrmechanismus verknüpft ist, der als die Drahtzufuhrvorrichtung 140 konfiguriert ist. Somit stellt die duale Kontaktröhren-Teilbaugruppe 110b, 110'b einen Fülldraht bereit, der dem Laserstrahl sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn um das Rohr P herum vorauseilt. Wie gezeigt, kann die Baugruppe sich in jeder Richtung θa oder θb drehen, um die Plattierungsschicht auf dem Rohr zu ergänzen.The contact tube subassembly 110b and the cored wire W can therefore be the laser beam of the laser optical subassembly 110a leading or lagging around the outer surface of the pipe P. Alternatively or additionally, the burner assembly 110 a second contact tube subassembly 110'b included, as in 2A seen to be associated with a second filler wire spool and a separate feed mechanism that acts as the wire feeder 140 is configured. Thus, the dual contact tube subassembly provides 110b . 110'b a flux-cored wire that precedes the laser beam both clockwise and counterclockwise around the pipe P. As shown, the assembly may rotate in either direction, θ a or θ b , to supplement the plating layer on the tube.

Wir wenden uns den 2 und 2B zu, wo die Brennerbaugruppe 110 in einer anfänglichen Winkelposition θ0 gezeigt ist. Während des Betriebes wird die Brennerbaugruppe 110 von ihrer ersten Position θ0 bei Winkel null zu einer zweiten Position θ1, zum Beispiel 180 Grad von der ersten Position θ0. Beim Wechseln von der ersten Position θ0 zur zweiten Position θ1 wird ein Warmdrahtprozess zum Plattieren einer Schicht aus Material an den Rohrendabschnitt ausgeführt. Beim Bewegen variiert die Ausrichtung der Brennerbaugruppe mit Bezug auf eine Rohrachse X-X. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Baugruppe 110 360 Grad um das Rohr gedreht werden, während sich in anderen Ausführungsformen die Baugruppe 110 um 180 Grad in einer ersten Richtung dreht, zu ihrem Ausgangspunkt zurückkehrt und sich 180 Grad in die andere Richtung dreht. Dementsprechend müssen die Eingangssignale zu jeder der Laseroptik-Teilbaugruppe 110a und der Kontaktröhren-Teilbaugruppe 110b möglicherweise variiert und gesteuert werden, um den Warmdrahtprozess und damit die gewünschten Plattierungsparameter aufrecht zu erhalten.We turn to the 2 and 2 B to where the burner assembly 110 is shown in an initial angular position θ 0 . During operation, the burner assembly becomes 110 from its first position θ 0 at angle zero to a second position θ 1 , for example 180 degrees from the first position θ 0 . When changing from the first position θ 0 to the second position θ 1 , a hot-wire process for plating a layer of material to the pipe end portion is performed. When moving, the orientation of the burner assembly varies with respect to a pipe axis XX. In some example embodiments, the assembly may 110 360 degrees are rotated around the tube, while in other embodiments, the assembly 110 turns 180 degrees in a first direction, to hers Starting point returns and turns 180 degrees in the other direction. Accordingly, the input signals to each of the laser optics subassembly must be 110a and the contact tube subassembly 110b may be varied and controlled to maintain the hot wire process and thus the desired plating parameters.

In 3 ist ein Steuersystem 300 gezeigt, das mit einer zentralisierten Steuereinheit 301 arbeitet, um den Warmdrahtprozess aufrecht zu erhalten, der mit einer Brennerbaugruppe 110 arbeitet, die durch eine Orbitalbewegungsvorrichtung um das Werkstück gedreht wird. Die Steuereinheit 301 ist mit dem Laser 113, der Warmdrahtstromversorgung 115, der Drahtzufuhrvorrichtung 140 und dem Wagen 130 gekoppelt, um die gewünschte Bewegungs- und Prozesssteuerung bereitzustellen. Es können verschiedene Arten von Computersteuersystemen verwendet werden. Zum Beispiel wird der Warmdrahtprozess von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ähnlich gesteuert und betrieben, wie es in der US-Publikation Nr. 2011/0297658 , veröffentlicht am 8. Dezember 2011, beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird.In 3 is a tax system 300 shown with a centralized control unit 301 works to maintain the hot wire process, with a burner assembly 110 which is rotated about the workpiece by an orbital motion device. The control unit 301 is with the laser 113 , the hot wire power supply 115 , the wire feeder 140 and the car 130 coupled to provide the desired motion and process control. Various types of computer control systems can be used. For example, the hot wire process is similarly controlled and operated by embodiments of the present invention, as described in U.S. Patent Nos. 4,917,355, 5,629,688, 4,648,866, and 5,634,648 US Publication No. 2011/0297658 , published on Dec. 8, 2011, the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference in the present text.

Zusätzlich zu den Steuerungsanordnungen zum Ausführen eines Orbital-Warmdrahtschweißvorgangs sollten die Drahtzufuhr und die Verkabelung, die mit der drehenden Brennerbaugruppe 110 verbunden sind, so konfiguriert sein, dass ein Verfangen mit den drehenden Komponenten des Systems vermieden wird. Zum Beispiel sollte das Stromversorgungskabel 117 zu der Kontaktröhrenbaugruppe 110b so konfiguriert sein, dass ein Verfangen mit der Orbital-Schweißausrüstung vermieden wird. Darüber hinaus hat die Laseroptik-Teilbaugruppe 110a in einer Ausführungsform ein faseroptisches Kabel 111, das mit ihr gekoppelt ist, um den Laserstrahl zu der Laserquelle zu leiten. Das faseroptische Kabel 111 sollte so angeordnet sein, dass ein Verfangen mit der Orbital-Schweißausrüstung vermieden wird. Darüber hinaus sollte das faseroptische Kabel 111 so konfiguriert sein, dass das Lasersignal zu der Optik nicht verschlechtert wird. In 4 ist eine alternative Anordnung des Systems 100' gezeigt, so dass das faseroptische Kabel verkürzt wird, das mit der Laseroptik-Teilbaugruppe 110a gekoppelt ist. Insbesondere ist die Laserquelle 113 an dem Wagen 130 montiert, so dass sie sich mit der Brennerbaugruppe 110 um das Rohr P dreht. Wenn die Laserquelle 113 an dem Wagen 130 montiert ist, wird das faseroptische Kabel 111 minimiert, so dass eine Behinderung mit dem drehenden System reduziert wird.In addition to the control arrangements for performing an orbital hot-wire welding operation, the wire feed and wiring associated with the rotating burner assembly 110 be configured to avoid entanglement with the rotating components of the system. For example, the power cable should be 117 to the contact tube assembly 110b be configured to avoid entanglement with orbital welding equipment. In addition, the laser optics subassembly has 110a in one embodiment, a fiber optic cable 111 coupled to it to direct the laser beam to the laser source. The fiber optic cable 111 should be arranged to avoid entanglement with orbital welding equipment. In addition, the fiber optic cable should 111 be configured so that the laser signal to the optics is not degraded. In 4 is an alternative arrangement of the system 100 ' so that the fiber optic cable is shortened with the laser optics subassembly 110a is coupled. In particular, the laser source 113 on the car 130 mounted so that they can connect with the burner assembly 110 turns around the pipe P. If the laser source 113 on the car 130 is mounted, the fiber optic cable 111 minimized, so that a disability with the rotating system is reduced.

Es ist zu beachten, dass in vielen der oben besprochenen Ausführungsformen, die nur von beispielhafter Art sein sollen, das Rohr stationär bleibt, während die Wagenbaugruppe gedreht wird. Natürlich kann in anderen beispielhaften Ausführungsformen auch das Rohr P gedreht werden. Des Weiteren sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf Ausführungsformen beschränkt, die die Außendurchmesser von Rohren plattieren, sondern können auch zum Plattieren der Innendurchmesser von Rohren verwendet wurden.It should be noted that in many of the embodiments discussed above, which are intended to be exemplary only, the tube remains stationary while the carriage assembly is being rotated. Of course, in other exemplary embodiments, the tube P may also be rotated. Furthermore, embodiments of the present invention are not limited to embodiments that plate the outer diameter of pipes, but may also be used for plating the inner diameter of pipes.

5 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das System 500 eine Laserbaugruppe 110 verwendet, die eine rechtwinklige Konfiguration aufweist, wie gezeigt. Die allgemeine Funktionsweise und Nutzung eines solchen Systems ähnelt der, die oben beschrieben wurde. Jedoch können solche Ausführungsformen verwendet werden, wenn Fertigungs- oder Platzzwänge eine geringere Gesamthöhe des Systems 500 verlangen. Somit kann die Baugruppe 110 Optiken nutzen, um den Strahl auf die Rohroberfläche zu richten, aber es der Optik-Teilbaugruppe 110a ermöglichen, so ausgerichtet zu werden, dass sie näher an dem Rohr ist. Dies gestattet ein effizientes Höhenmanagement und kann besonders zum Plattieren einer Innenfläche von Rohren nützlich sein. 5 shows another exemplary embodiment of the present invention, wherein the system 500 a laser assembly 110 used, which has a rectangular configuration, as shown. The general operation and use of such a system is similar to that described above. However, such embodiments may be used where manufacturing or space constraints have a lower overall height of the system 500 desire. Thus, the assembly 110 Use optics to direct the beam at the tube surface, but use the optics subassembly 110a allow it to be oriented so that it is closer to the tube. This allows for efficient height management and may be particularly useful for plating an interior surface of pipes.

Es ist außerdem anzumerken, dass in der obigen Beschreibung zwar ein typisches rundes Verbrauchsmaterial oder ein runder Draht besprochen wurde, dass aber Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch in Verbindung mit einem bandartigen Verbrauchsmaterial (mit einem allgemein rechteckigen Querschnitt) verwendet werden können, das eine Linear- oder Scan-Optik verwenden kann, um das Erzeugen der Pfütze, wie im vorliegenden Text beschrieben, zu unterstützen.It should also be noted that although a typical round consumable or round wire has been discussed in the above description, embodiments of the present invention may also be used in conjunction with a belt-type consumable (having a generally rectangular cross-section) that has a linear shape. or scan optics to assist in generating the puddle as described herein.

Obgleich die Erfindung anhand konkreter Ausführungsformen beschrieben wurde, ist dem Fachmann klar, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente substituiert werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifizierungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem Schutzumfang abzuweichen. Darum ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die konkret offenbarten Ausführungsformen beschränkt werden darf, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen beinhaltet, die in den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche fallen.While the invention has been described by way of specific embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted without departing from the scope of the invention. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention without departing from its scope. Therefore, it is intended that the invention not be limited to the specific embodiments disclosed, but that the invention include all embodiments falling within the scope of the appended claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Systemsystem
100'100 '
Systemsystem
108a108a
Kollimierlinsecollimating lens
108b108b
Fokuslinsefocus lens
110110
Brennerbaugruppeburner assembly
110a110a
Laseroptik-TeilbaugruppeLaser optics subassembly
110b 110b
Kontaktröhren-TeilbaugruppeContact tubes subassembly
110b'110b '
Kontaktröhren-TeilbaugruppeContact tubes subassembly
111111
Kabelelectric wire
112112
Montagehalterungmounting bracket
113113
Laserquellelaser source
114a114a
distales Endedistal end
114b114b
proximales Endeproximal end
115115
Stromversorgungpower supply
116a116a
distales Endedistal end
116b116b
proximales Endeproximal end
117117
StromversorgungskabelPower cable
120120
Laufschienerunner
130130
Wagendare
140140
DrahtzufuhrvorrichtungWire feeder
150150
Justierarmadjustment arm
152152
Montagehalterungmounting bracket
300300
Steuersystemcontrol system
301301
Steuereinheitcontrol unit
500500
Systemsystem
CC
Abstanddistance
DD
Rohrgrößepipe size
PP
Rohrpipe
WW
Drahtwire
zzzz
Beabstandungspacing
ΘΘ
Winkeldistanzangular distance
θa θ a
jede Richtungevery direction
θb θ b
jede Richtungevery direction
θ0 θ 0
erste Positionfirst position
θ1 θ 1
zweite Positionsecond position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2010/0176109 [0020] US 2010/0176109 [0020]
  • US 5227601 [0021, 0022, 0023] US 5227601 [0021, 0022, 0023]
  • US 2011/0297658 [0033] US 2011/0297658 [0033]

Claims (7)

Rohrplattierungssystem (100), das Folgendes umfasst: eine Hochintensitäts-Energiequelle, die eine schmelzflüssige Pfütze auf einer Oberfläche eines Rohres (P) erzeugt; ein Warmdrahterwärmungssystem, das ein Erwärmungssignal erzeugt, um mindestens einen Fülldraht zu erwärmen, dergestalt, dass der Fülldraht in der schmelzflüssigen Pfütze schmilzt, wenn der Fülldraht in Kontakt mit der Pfütze steht, wobei das Warmdrahterwärmungssystem einen Schwellenwert für das Erwärmungssignal einstellt, der unterhalb eines Lichtbogenentstehungswertes liegt und eine Rückkopplung von dem Warmdrahterwärmungssignal überwacht, und das Warmdrahterwärmungssystem das Erwärmungssignal abschaltet, wenn der Schwellenwert erreicht wird, so dass kein Lichtbogen zwischen dem Fülldraht und der Pfütze entsteht, und wobei, nachdem das Erwärmungssignal abgeschaltet wurde, das Erwärmungssignal wieder eingeschaltet wird, um die Plattierung des Rohres (P) fortzusetzen, wobei das Warmdrahterwärmungssystem eine Brennerbaugruppe (110) umfasst, die das Erwärmungssignal zu dem Fülldraht leitet; ein Drahtzufuhrsystem (140), das den Fülldraht zu der Pfütze voranschiebt; und eine Wagenbaugruppe (130), die an einem Rohr (P) montierbar ist und die um das Rohr (P) drehbar ist, wobei sowohl die Hochintensitäts-Energiequelle als auch die Brennerbaugruppe (110) an der Wagenbaugruppe (130) montiert ist, um mit der Wagenbaugruppe bewegt zu werden.Tube Plating System ( 100 ), comprising: a high-intensity energy source that generates a molten puddle on a surface of a pipe (P); a hot wire heating system that generates a heating signal to heat at least one filler wire such that the filler wire in the molten puddle melts when the filler wire is in contact with the puddle, the hot wire heating system setting a threshold for the heating signal below an arc generation value and monitoring feedback from the warm wire heating signal, and the warm wire heating system turns off the heating signal when the threshold is reached so that no arc is formed between the filler wire and the puddle, and after the heating signal is turned off, the heating signal is turned back on continuing the plating of the pipe (P), the hot wire heating system comprising a burner assembly ( 110 ) which directs the heating signal to the filler wire; a wire feed system ( 140 ) advancing the filler wire to the puddle; and a carriage assembly ( 130 ) which is mountable on a pipe (P) and which is rotatable about the pipe (P), wherein both the high-intensity energy source and the burner assembly ( 110 ) on the carriage assembly ( 130 ) is mounted to be moved with the carriage assembly. System (100) nach Anspruch 1, wobei die Brennerbaugruppe (110) dergestalt ausgerichtet ist, dass der Fülldraht in einem Winkel im Bereich von 15 bis 80 Grad relativ zu einer Normalen einer Oberfläche des Rohres (P) auf die Pfütze gerichtet wird, während sich die Wagenbaugruppe um das Rohr (P) dreht.System ( 100 ) according to claim 1, wherein the burner assembly ( 110 ) is oriented such that the cored wire is directed onto the puddle at an angle in the range of 15 to 80 degrees relative to a normal of a surface of the pipe (P) as the carriage assembly rotates about the pipe (P). System (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wagenbaugruppe (130) sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar ist.System ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the carriage assembly ( 130 ) is rotatable in both clockwise and counterclockwise directions. System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Hochintensitäts-Energiequelle ein Laser ist, der einen Strahl auf das Rohr (P) richtet.System ( 100 ) according to any one of claims 1 to 3, wherein the high intensity power source is a laser which directs a beam at the pipe (P). System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Brennerbaugruppe (110) so ausgerichtet ist, dass der Fülldraht in einem Winkel im Bereich von 15 bis 45 Grad relativ zu einer Normalen einer Oberfläche des Rohres (P) auf die Pfütze gerichtet wird, während sich die Wagenbaugruppe (130) um das Rohr (P) dreht.System ( 100 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the burner assembly ( 110 ) is oriented so that the cored wire is directed onto the puddle at an angle in the range of 15 to 45 degrees relative to a normal of a surface of the pipe (P), while the carriage assembly (14) 130 ) turns around the pipe (P). System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Wagenbaugruppe (130) bis 180 Grad um das Rohr (P) gedreht werden kann, oder wobei die Wagenbaugruppe (130) bis 360 Grad um das Rohr (P) drehbar ist.System ( 100 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the carriage assembly ( 130 ) can be rotated 180 degrees around the pipe (P), or where the carriage assembly ( 130 ) to 360 degrees around the tube (P) is rotatable. System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Wagenbaugruppe (130) einen Bewegungsmechanismus umfasst, der die hoch-intensive Energiequelle und/oder die Brennerbaugruppe (110) in einer Längsrichtung relativ zu dem Rohr (P) bewegt.System ( 100 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the carriage assembly ( 130 ) comprises a movement mechanism comprising the high-intensity energy source and / or the burner assembly ( 110 ) is moved in a longitudinal direction relative to the pipe (P).
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