Verfahren und Vorrichtung zum Schweissen im Ofen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zum Schweissen im Ofen und ist da durch gekennzeichnet, dass das Werkstück und mindestens ein in der Ofenwand vorge sehenes Schweissfenster relativ zueinander der art bewegt werden, dass die zu schweissende Naht sich vor dem Schweissfenster vorbei bewegt.
Es empfiehlt sich, das Werkstück nach dem Anlegen der Schweissnähte im gleichen Ofen auf eine weiter erhöhte Temperatur zu erwärmen und es alsdann ohne wesentliche Zwischenabkühlung in einen entsprechend vorgewärmten Glühofen zu bringen.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Ver fahrens, welche Vorrichtung gekennzeichnet ist durch einen mit mindestens einem Schweiss fenster versehenen Ofen sowie durch Mittel, welche das Werkstück und das Schweiss fenster relativ zueinander derart bewegen, dass die zu schweissende Naht sich vor dem Schweissfenster vorbeibewegt.
Wird das Werkstück durch Heizgase un mittelbar erwärmt, so empfiehlt es sich, die Heizgase unter Überdruck dem das Werkstück enthaltenden Raum des Ofens zuzuführen und sie unter Unterdruck abzuführen, derart, dass der Druck vor den Schweissfenstern im Innern des Ofens mindestens annähernd dem Druck der Atmosphäre gleich ist.
Dient die Vorrichtung nach der Erfin dung zum Schweissen von Ringnähten an Rotationskörpern, so empfiehlt es sich, die Schweissfenster in den Ebenen der Ringnähte anzuordnen und Mittel vorzusehen, durch welche der Rotationskörper um seine Rota tionsachse gedreht werden kann.
Dient die Vorrichtung nach der Erfin dung zum Schweissen von Ringnähten an mindestens annähernd waagrecht im Ofen gelagerten Rotationskörpern, so empfiehlt es sich, ein System den Rotationskörper tragen der Rollen vorzusehen, mit denen der Rota tionskörper um seine Rotationsachse gedreht werden kann. In diesem Fall ist es vorteil haft, die Schweissfenster im obern Teil des Ofens anzuordnen.
An Hand der Zeichnung sollen im nach folgenden Ausführungsbeispiele des Werk stückes; des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt in Längsschnitt und Ansicht einen als Rotor für eine Gasturbine bestimm ten Rotationskörper in fertig geschweisstem und bearbeitetem Zustand.
Fig. 2 zeigt teils in Ansicht, teils in Längsschnitt einen Ofen mit einem darin liegenden, aus seinen nur vorbearbeiteten Teilstücken vorerst nur zusammengehefteten Rotationskörper.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den mittleren Teil des Ofens.
Der Rotationskörper nach Fig. 1 ist durch Ringnahtschweissungen 1 und 2 aus Teilstük- ken 3 bis 11 zusammengefügt.. Zur Herstel lung eines Rotationskörpers dieser Gattung werden die nur vorbearbeiteten Teilstücke zu- nächst durch Heftschweissung an den Ring nähten gruppenweise oder insgesamt mitein ander verbunden und alsdann in mindestens annähernd waagrechter Lage der Rotations achse zum Anwärmen in einen Ofen gelegt, wie dies. in Fig. 2 und 3 für einen insgesamt gehefteten Rotationskörper dargestellt ist, dessen Trommel mit 13 und dessen Wellen stummel mit 12 und 14 bezeichnet sind.
Die Trommel 13 des Rotationskörpers ist auf Rollen 15 gelagert und kann mit diesen mit Hilfe eines Getriebes 16 in beiden Dreh richtungen gedreht werden. Der nicht gezeich nete Antrieb der Welle 17 des Getriebes 16 ist derart zu wählen, dass er die Welle 17 sowohl im Sinn des Pfeils 18 wie auch ent gegengesetzt zu diesem anzutreiben vermag, und zwar mit verschieden einstellbarer Ge- schwindigkeit. Der Rotationskörper 12, 13, 14 kann somit während des Anwärmens bzw. während der Unterbrechungen des Schwei ssens mit erhöhter Geschwindigkeit gedreht werden, um, insbesondere längs seines Um fanges,
eine mindestens annähernd gleiche Temperatur zu erzielen bzw. dieselbe wieder herbeizuführen. Während des Schweissens da gegen kann er mit einer derart verminderten Geschwindigkeit gedreht werden, dass die selbe dem Fortschreiten der Schweissraupe entspricht. Nach Anlegen eines Stückes einer Schweissraupe kann er ferner mit erhöhter Geschwindigkeit gewendet werden, z. B., um unter Vermeidung wesentlicher Abkühlung dieses Stückes sogleich das gegenüberliegende Stück anlegen zu können. Ferner kann. der Rotationskörper jederzeit zum Stillstand ge bracht werden, z.
B., um bereits hergestellte Teile der Ringschweissnaht wieder entfernen zu können.
Die Rollen 15 sind auf der Ofensohle 19 gelagert. Letztere bildet zusammen mit den senkrecht zur Rotationsachse heranschiebbaren Seitenteilen 20 und 21 den Mittelteil des Ofens, welcher die Trommel 13 des Rotationskörpers umgibt. Über die Wellenstummel 12 und 14 des Rotationskörpers sind die Endteile 22 und 23 des Ofens in Richtung der Rotationsachse an den. Mittelteil des. Ofens herangeschoben.
Im obern Teil des Ofens sind Schweiss fenster 24 und 25 vorgesehen, welche in den Ebenen der auf der Trommel 13 bzw. auf den Wellenstummeln 12 und 14 des Rotationskör pers zu schweissenden Ringnähte angeordnet sind und nach Bedarf geöffnet und geschlos sen werden können. Der Rotationskörper kann im Ofen durch Strahlung erwärmt werden. Er kann auch, wie in Fig. 2 und 3 gezeichnet, unmittelbar durch Heizgase erwärmt werden. Im letzteren Fall ist es wichtig, die Heizgase unter Überdruck dem: das Werkstück enthaltenden Raum des Ofens zuzuführen.
Würde nämlich in diesem Raum ein Unterdruck entstehen, so würde durch ein geöffnetes Schweissfenster 24, 25 ein kalter Luftstrom eindringen und Span nungen im Werkstück hervorrufen. Ebenso muss aber auch vermieden werden, dass in die sem Raum ein Überdruck entsteht, denn sonst würde durch das geöffnete Schweissfenster ein. Heizgasstrom austreten und den Schweisser belästigen. Es ist daher ausserdem wichtig, die Heizgase unter Unterdruck aus dem das Werk stück enthaltenden Raum des Ofens abzufüh ren.
Der Überdruck der Zuführung und der Unterdruck der Abfühxatng der Heizgase sind derart einzustellen, dass der Druck vor den Schweissfenstern im Innern des Ofens minde stens annähernd dem Druck der Atmosphäre gleich ist.
Die Heizgase können durch Brenner 26 er zeugt werden, denen durch das Rohr 27 Brenn stoff und durch das Rohr 28 Luft unter ein stellbarem Überdruck zugeführt wird. Der Unterdruck in der in Fig. 2 und 3 nicht ge zeichneten Abführleitung der Heizgase kann durch einen drosselbaren Kamin oder durch eine andere einstellbare Saugvorrichtung er zeugt werden.
Der wie beschrieben geheftete und im Ofen gelagerte Rotationskörper wird mit Hilfe der Brenner 26 unter ständigem Drehen um seine Rotationsachse bei noch geschlossenen Schweiss fenstern 24, 25 auf eine vorbestimmte, unter halb der Schweisstemperatur liegende Tempe ratur erwärmt. Ist die vorbestimmte Tempe- ratur erreicht, so wird das in der Ebene der als die erste zu schweissenden Ringnaht ange ordnete Schweissfenster, z.
B. eines der Schweiss fenster 24, geöffnet, die Umdrehungsgeschwin digkeit des Rotationskörpers wird vermindert und gegebenenfalls zeitweise auf Null gebracht, und die Ringnaht wird durch das Schweiss fenster hindurch geschweisst, wobei das Werk stück und das Schweissfenster relativ zuein ander derart bewegt werden, dass die zu schweissende Naht sich vor dem Schweissfenster entweder stetig oder schrittweise vorbei bewegt.
.Dabei kann es sich empfehlen, im Stillstand oder in verminderter Drehgeschwin digkeit des Rotationskörpers zunächst nur einen kleinen Bruchteil des Umfanges der Ringnaht mit einer kurzen Schweissraupe zu belegen, den Rotationskörper alsdann mit stark erhöhter Drehgeschwindigkeit um etwa 180 zu drehen und alsdann bei wiederum verminderter oder auf Null gebrachter Dreh geschwindigkeit eine zweite, der ersten gegen überliegende kurze Schweissraupe anzulegen und, in dieser Weise fortfahrend, den Umfang der Ringnaht zunächst mit gleichmässig ver teilten kurzen Schweissraupen zu belegen, dann das Schweissfenster zu schliessen, bei wieder erhöhter Drehgeschwindigkeit einen Aus gleich der Temperatur abzuwarten, dann das Schweissfenster wieder zu öffnen,
den Rota tionskörper in verschiedenen Stellungen zum Stillstand zu bringen, einzelne Teile der Schweissraupen durch das Schweissfenster hindurch wieder zu entfernen und erst dann die entsprechende Lage der Schweissung zu vollenden.
Sollen Ringnähte geschweisst werden, wel che nicht auf der Trommel 13, sondern auf den Wellenstummeln 12 und 14 des Rota tionskörpers liegen, soll also statt der Schweiss fenster 24 eines der Schweissfenster 25 ge öffnet werden, so ist -zu beachten, dass die letzteren auf einer geringeren Höhe liegen als die ersteren und dass daher der Druck im Ofen etwas höher eingestellt werden muss, da mit der Druck vor dem zu öffnenden Schweiss fenster 25 im Innern des Ofens dem Druck der Atmosphäre gleich wird. Die Vorteile des beschriebenen Verfahrens würden zum Teil vernichtet werden, wenn das Werkstück nach dem Anlegen der Schweiss nähte ohne vorheriges Glühen auf eine Tem peratur erkalten würde, welche unterhalb der vorbestimmten Temperatur liegt, auf der das Werkstück während des Schweissens im Ofen gehalten wurde.
Um dies zu verhüten, wird das Werkstück nach dem Anlegen der Schweiss nähte im gleichen Ofen auf eine weiter er höhte Temperatur erwärmt und alsdann ohne wesentliche Zwischenabkühlung in einen ent sprechend vorgewärmten Glühofen gebracht. Die weiter erhöhte Temperatur wird zweck mässigerweise derart gewählt, dass die Tempe ratur des Werkstückes, während dieses aus dem Ofen genommen und in den Glühofen gebracht wird, an keiner Stelle des Werk stückes unter die vorbestimmte Temperatur sinkt.
Es ist ein Vorteil des beschriebenen Ofens, dass das Werkstück durch Auseinan derschieben der Ofenteile 20 bis 23 sehr rasch zum Transport in den Glühofen frei zulegen ist, wodurch die Zwischenabkühlung sehr vermindert wird.
Die vorstehend gegebenen Erläuterungen und Vorschriften beziehen sich in der Haupt sache auf den Fall eines Rotationskörpers, der, im Ofen waagrecht gelagert, aus Teilstük- ken durch Ringnahtschweissung zusammen gefügt wird. Die Erfindung beschränkt sieh nicht auf diesen Fall.
An Hand dieser Er läuterungen und Vorschriften ist ein Fach mann vielmehr imstande, das Verfahren nach der Erfindung auch auf andere Fälle anzu wenden und insbesondere die Vorrichtung nach der Erfindung derart abzuändern, dass sie ein Schweissen in senkrechter Lage der Rotationsachse gestattet., ein Schweissen von Längsnähten und schliesslich ein Schweissen beliebig gestalteter Nähte an beliebig gestalte ten Werkstücken, wobei nicht ausschliesslich das Werkstück, sondern statt seiner auch der das Schweissfenster enthaltende Ofen oder auch ein als Schweissfenster enthaltender Ofenteil derart bewegt werden kann, dass die zu schweissende Naht sich vor dem Schweiss fenster vorbeibewegt.