Verfahren zum Aufbringen eines lrietallüberzuges auf mindestens einer der beiden Wandflächen eines Stahlrohres und Einrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren zum Aufbringen eines Metallüberzuges, zum Beispiel eines Kupferüberzuges, auf min destens einer der beiden Wandflächen (Innen- und Aussenfläche) eines Stahlrohres innerhalb eines Schmelzofens mit reduzierender Atmos phäre, und eine Einrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
Das galvanische Aufbringen von Metall überzügen ist an fertigen Rohren praktisch nicht immer anwendbar. Es macht besonders bei engen Rohren Schwierigkeiten, wo eine Anode in das Rohr nicht eingeführt werden kann, da der Abstand zwischen Anode und Rohrwand zu gering ist. Man ist hier an bestimmte Abstände von ungefähr 50 mm zwischen Anode und Kathode gebunden, so dass nur Rohre von 100 mm lichter Weite an aufwärts auf galvanischem Wege einwand frei mit einem Metallüberzug versehen wer den können.
Gemäss dem Verfaären nach der Erfin dung wird auf die .::- dem Metallüberzug zu versehende Wandfläche des Stahlrohres ein schraubenlinienförmig gewundener, aus einem einen niedrigeren Schmelzpunkt als Stahl aufweisenden Metall bestehender Draht, zum Beispiel ein Kupferdraht, wenn das Stahlrohr verkupfert werden soll, auf seiner ganzen Länge an die Wandfläche anliegend aufgebracht und alsdann im Ofen zum Schmel zen gebracht.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung zur Ausübung des Verfahrens besitzt Mittel, um dem Stahlrohr eine Verschiebungsbewe gung durch den Ofen und gleichzeitig eine Drehbewegung um seine eigene Achse zu erteilen.
Das Verfahren nach der Erfindung ist im folgenden an Hand der beiliegenden Zeich nung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 und 2 zeigen in einem Querschnitt und in einem Längsschnitt ein aussen und innen mit einem schraubenlinienförmig ge wundenen Kupferdraht versehenes Stahlrohr, und Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäss der Erfindung.
Nach Fig. 1 und 2 wird in das Stahl rohr a, das also beispielsweise innen und aussen verkupfert werden soll, ein schrauben- linienförmig gewickelter Kupferdraht b ein geführt. Dieser Draht von rundem Quer schnitt hat einen Aussendurchmesser seiner Windungen von der gleichen Grösse wie der Innendurchmesser des Stahlrohres. Infolge seiner Schraubenlinienforin legt sich der Draht auf seiner ganzen Länge innig an die Innenwand des Stahlrohres an, so dass eine ununterbrochene metallische Berührung mit der Rohrwand entsteht.
Dadurch erreicht man, dass das Kupfer im Ofen während des Schmelzprozesses so zerfliesst, dass es die ganze Innenwand des Stahlrohres gleichmässig benetzt, weil während der Verflüssigung des Kupfers an jeder Stelle die innige Berührung mit der Stahlrohrwand gewahrt ist. Ferner wird auf das Stahlrohr cc ein schraubenlinien- förmiger Kupferdraht c aufgeschoben, dessen innerer Windungsdurchmesser dem Aussen durchmesser des Stahlrohres entspricht. Das Schweissmittel, welches hauptsächlich aus Borax, in Wasser gelöst, besteht, wird in flüssigem Zustande aufgetragen.
Es wird sich auf Grund der Adhäsion in grösserer Menge um die Rundung des Drahtes und insbeson dere in den Fugen zwischen Rohrwand und Berührungslinie des Kupferdrahtes festsetzen, als an den glatten Oberflächen. Dadurch wird das Schweissmittel gerade an die Stelle ge bracht, wo es hingehört.
Das so vorbereitete Stahlrohr wird nun in einen Ofen gebracht, welcher die Schmelz temperatur des Kupfers hat und unter reduzie render Atmosphäre steht, um Zunderbildung zu vermeiden. Je nach der Stärke des Kupfer drahtes ist der Kupferniederschlag grösser oder kleiner. Die Kupferschicht kann in ihrer Dicke geregelt werden, einerseits dadurch, dass man den Draht dicker oder dünner wählt, anderseits aber auch dadurch,' dass man die Schraubenwindungen des Drahtes enger oder weiter legt. Wird ein äusserst sparsamer oder dünner Kupferüberzug gewünscht, so beför dert man das Stahlrohr in Richtung einer schiefen Ebene durch den Ofen. Von dem zerfliessenden, die Innen- oder die Aussenwand des Stahlrohres gleichmässig benetzenden Kupfer bleibt nur so viel auf der Wand haften, als es der Adhäsion der Metalle ent spricht.
Das überflüssige Material fliesst in folge der Schräglage des Rohres nach ab wärts ab und läuft am untern Ende dessel ben ab.
Bei diesem Verfahren muss allerdings da mit gerechnet werden, dass auf der Ober fläche immer noch einige, wenn auch sehr kleine poröse Stellen, zum Beispiel durch Blasenbildung, entstehen können. Um auch diese zu entfernen, kann das Rohr nachträg lich in abgekühltem Zustande einem Nach ziehprozess unterworfen werden. Das ver kupferte und erkaltete Rohr wird dabei von einem grösseren Durchmesser auf einen kleine ren nachgezogen, weil dadurch der kupferne Überzug molekular so zusammengedrängt wird, dass eine Oberflächenverdichtung ent steht, welche die Kupfermoleküle vollständig gleichmässig verteilt und poröse Stellen zum Verschwinden bringt.
Das beschriebene Verfahren kann noch dadurch vervollkommnet werden, dass man dem Rohr im Schmelzofen während des Schmelzvorganges eine drehende Bewegung um seine Längsachse erteilt. Durch diese Drehung wird das Kupfer gegen die Innen wand des Rohres angedrückt, wodurch der Überzug ein dichterer wird. Insbesondere wird durch die Drehbewegung verhütet, dass das überflüssige geschmolzene Kupfer sich in der Schräglage des Rohres am untern Ende ansetzt und dort einen stärkeren Überzug ergibt. Auch das so fertiggestellte verkupferte Rohr kann nachträglich auf einen kleineren Durchmesser nachgezogen werden. Anstatt beide Rohrwände zu verkupfern, könnte be greiflicherweise auch nur die eine verkupfert werden.
Die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung weist zwei in der Beschickungsrichtung des Ofens C dies- und jenseits desselben vorge- seherre Lagerstellen auf, auf die das thermisch zu behandelnde Stahlrohr A abgestützt wird. Die eine dieser Lagerstellen wird von einer auf der Ausgangsseite des Ofens C an die sem befestigten Stützplatte tn und die andere Lagerstelle von einem auf der andern Seite des Ofens C vorgesehenen, auf diesen zu und von diesem wegbewegbaren Stützorgan o gebildet. Das Stützorgan o ist so einge richtet, dass dem Rohr A mittels einer Ril- lenscheibe o' eine Drehbewegung erteilt wer den kann.
Das Stahlrohr A wird in schräger Lage durch die Muffe B des Heizofens C geschoben, in welchem es zum Beispiel ver kupfert werden soll. Die Lage muss nicht unbedingt schräg sein, sie kann auch wag recht sein, doch ist die Schräglage vorzu ziehen. Die Drehbewegung wird dem Rohr von einem elektrischen Motor D über die Rillenscheibe o1 erteilt. Der Motor D ist auf einem Support F befestigt, der durch eine von einem elektrischen Motor E angetriebene Leitspindel G eine Verschiebungsbewegung erhält. Er schiebt das Rohr A mit einer Ge schwindigkeit durch den Ofen C, welche der Zeit entspricht, die nötig ist, um das Kupfer einwandfrei zum Schmelzen zu bringen.
Beim Ausgang aus dem Schmelzofen nimmt eine Führung das verkupferte Rohr auf und führt es weiter. Der Vorschub und die Drehbewe gung des Stahlrohres können auch auf andere Weise erfolgen. So kann man ganze Lagen von Rohren über Walzen laufen lassen, von denen mindestens je eine die Vorschub- resp. die Drehbewegung hervorbringt.
Auf den Kupferüberzug kann natürlich ein weiterer Metallüberzug in gleicher Weise wie der Kupferüberzug aufgebracht werden, sofern dieser aus einem Metall besteht, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Kupfer besitzt, wie zum Beispiel Tombak oder Messing. Dies ist notwendig, damit beim Aufschmelzen dieses Metalles der bereits vorhandene Kupferüberzug nicht wieder auf geschmolzen wird. Beim Schmelzvorgang findet die Zuführung eines entsprechenden Flussmittels, wie zum Beispiel Borax in Ver bindung mit Borsäure, statt.
Es ist so ge- wissermassen ein Rohr aus Trimetall entstan den, dessen Körper aus Stahl besteht und mit einem Kupferüberzug, auf dem ein zwei ter Überzug aus Messing gelagert ist, ver sehen ist.