[发明专利]使管道端部具有激光热焊丝层的方法和系统

说明书

本申请是2011年8月17日递交的美国专利申请No.13/212,025的部分继续申请，所述美国专利申请No.13/212,025是2009年1月13日递交的美国专利申请No.12/352,667的部分继续申请，所述美国专利申请No.13/212,025和所述美国专利申请No.12/352,667二者的全部内容通过引用被并入本文。

发明领域

本发明涉及用于热焊丝处理的系统和方法，和/或涉及用于轨道(orbital)热焊丝熔敷的系统和方法。更具体地，本发明的主题涉及根据权利要求1的管道熔敷系统以及涉及根据权利要求8的管道熔敷的方法。

技术背景

在焊丝和工件之间的典型的激光热焊丝或填充焊丝工艺中，激光器加热并且熔化工件来形成熔池。填充焊丝朝向工件和熔池被推进。焊丝由单独的能量源电阻加热以使焊丝接近或达到它的熔点并且接触熔池。受热的焊丝被送进到熔池中用于执行热焊丝工艺。从而，填充焊丝到工件的转移通过简单地将填充焊丝熔化到熔池中而发生。

在接合不同材料的管道构件的情况下，在管道端部被焊接到一起之前，在管道端部熔敷或施加金属合金材料层(如，例如镍合金)来用作管道端部的中间或“黄油”层有时是合乎期望的。而且，最小化该层和管道的材料之间的混合一般是合乎期望的。从而，一般期望最小化中间层的厚度。

通过将常规的、传统的以及已提出的手段与如在本申请的其余部分中参照附图所阐述的本发明的实施方案相比，对本领域技术人员来说这样的手段的进一步的局限性和缺点将会变得明显。

发明内容

根据本发明的问题是克服前述的限制和缺点。该问题通过根据权利要求1的管道熔敷系统以及通过根据权利要求8的管道熔敷的方法来解决。本发明的进一步的实施方案是从属权利要求的主题。本发明的实施方案包括用于绕管道端部的外部执行热焊丝工艺的轨道热焊丝系统。该系统包括具有激光光学器件子组件和导电管(contact tube)子组件的焊炬组件。轨(track)被配置用于安装到管道的端部部分。小车被固定到轨，用于绕管道端部部分的轨道移动(orbital translation)。焊炬组件被耦合到小车，用于焊炬组件绕管道端部部分的旋转。控制器被提供用于焊炬组件的过程控制，以便提供针对绕管道P的角移动(angular translation)的热焊丝工艺，所述角移动限定大约180度的角度。本发明的实施方案也可以包括控制系统，所述控制系统提供针对绕管道P的角移动的热焊丝工艺，所述角移动限定180度至360度范围内的角度。

另一个实施方案提供焊炬组件用于绕管道端部的轨道的热焊丝处理。焊炬组件包括用于提供到管道表面的激光束的激光光学器件子组件以及用于将填充焊丝W递送到靠近激光束的管道表面的导电管子组件。激光光学器件子组件具有聚焦的激光束从其射出的远侧端，并且导电管组件包括填充焊丝从其延伸的远侧端。激光光学器件子组件的远侧端和导电管组件的远侧端限定它们之间的最小净距离C。

从如下的说明书、权利要求书和附图，所要求保护的本发明的这些和其他特点以及图示说明的本发明的实施方案的细节将会被更加完整地理解。

附图简要说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在所述附图中：

图1A是轨道热焊丝处理系统的立体图示说明性实施方案；

图1B是图1A的系统的侧视图；

图1C是用于在图1A的系统中使用的激光光学器件子组件的示意图；

图2是图1A的焊炬组件绕管道P的示意端部视图；

图2A是用于在图1A的系统中使用的焊炬组件的可替换的实施方案的示意端部视图；

图2B是图2示出的焊炬组件的示意端部视图；

图3是在图1A的系统中所使用的集中控制系统的示意图；

图4是图1A的系统的可替换的实施方案的等轴测视图；以及

图5是本发明的另一个示例性实施方案的示意图。

详细描述

现在将在下面通过参照所附的附图描述本发明的示例性实施方案。所描述的示例性实施方案意图帮助理解本发明，而不意图以任何方式限制本发明的范围。相似的参考编号在通篇中涉及相似的要素。