Aus Einzelstücken zusammengeschweisster Körper Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Einzel stücken zusammengeschweissten Körper mit an der Schweissstelle sich überlappenden Führungsrändern.
Die Anschweissenden für die Verbindung von Rohren mit Böden von Kesseln, Wärmeaustauschern oder dergleichen werden häufig mit einem kleinen Zentrier- oder Führungsrand versehen, der in eine kurze zylindrische Ansenkung des schon in den Kesselboden gebohrten Loches zu stehen kommt. Dieser Zentrierrand muss eine relativ grosse Wand stärke haben, -um sein Schmelzen beim Schweissvor gang zu vermeiden. Lässt man diesen verhältnis mässig starken Zentrierrand auf den Grund der Ansenkung aufsitzen, so ergeben sich die Vorteile einer glatten Innenwand, einer einwandfreien Zen trierung und gleichzeitig der richtigen Lage des An schweissendes in axialer Richtung.
Die Praxis zeigt nun aber, dass bei einer solchen Ausführung im Zentrierrand bedeutende Druckspannungen und als Reaktion hierauf in der Schweissnaht Zugspannungen auftreten, die zu Anrissen in der Schweissnaht führen können. Man vermeidet deshalb allgemein, den Zen trierrand aufsitzen zu lassen und nimmt die damit verbundenen Nachteile, z. B. einer ungenauen Lage des Anschweissendes in Längsrichtung und einer ringförmigen Nut auf der einen Seite der Schweiss naht, in Kauf.
Die Erfindung gibt einen Weg an, um diese Nachteile zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass bei einem aus Einzelstücken zusammenge schweissten Körper mit an der Schweissstelle sich überlappenden Führungsrändern der Führungsrand des einen Stückes mit seiner der Schweissraupe zu gekehrten Fläche mindestens zum Teil an der der Schweissraupe abgekehrten Fläche einer zur Füh rung dienenden Ausnehmung des andern Stückes an liegt und eine Querschnittsverminderung ausserhalb der Schweissstelle besitzt, derart, dass bei Schrump fung der Schweissverbindung im verminderten Quer schnitt des Führungsrandes eine Deformation statt finden kann, ohne dass dadurch die Schweissverbin dung gefährliche Vorspannungen erhält.
Anhand der Zeichnung, in der als Beispiel für die Anwendung der Erfindung drei Schweissverbin dungen schematisch dargestellt sind, wird anschlie ssend die Erfindung ebenfalls beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt die Schweissverbindung eines Rohr stutzens mit einer Wand, während Fig. 2 und 3 die Schweissverbindung zwischen den stumpfen Kanten zweier Bleche zeigen.
In Fig. 1 ist der an die durchbohrte Wand 1, z. B. eines Behälters, angeschweisste Rohrstutzen mit 2 bezeichnet. Der an den Rohrstutzen angedrehte Führungsrand ist mit 3 und dessen in Form einer Stufe abgesetztes Randstück mit 4 bezeichnet. Die zur Aufnahme des Führungsrandes dienende zylin drische Ansenkung in der Bohrung 5 der Behälter wand ist mit 6 bezeichnet. Der Führungsrand kommt mit seinem Randstück auf dem Grund dieser An senkung zur Auflage, so dass der Führungsrand gleich zeitig und zwangläufig als- Abstandhalter zwischen den beiden Stücken 1 und 2 dient. Die Schweissnaht ist mit 7 bezeichnet.
Fig. 2 zeigt die Schweissverbindung zweier Bleche 8 und 9. Der an der abgeschrägten Kante des Ble- ches 8 vorgesehene Führungsrand 10 ist zusätzlich mit einem stufenförmigen Absatz 11 versehen. Das Blech 8 greift mit diesem Führungsrand 10 in die der Stärke des Führungsrandes entsprechende Aus- nehmung 12 an der abgeschrägten Kante des Ble- ches 9 ein, wobei die Stirnkante des Absatzes 11 auf der Grundfläche 13 der Ausnehmung 12 zum Anliegen kommt.
Die zwischen den abgeschrägten Kanten der beiden Bleche angebrachten und beide Bleche verbindende Schweissnaht ist mit 14 bezeich net. Die hier gezeigte Schweissverbindung kann mit Vorteil dort verwendet werden, wo die Schweissnaht auf beiden Seiten zugänglich sein soll und auf der einen Seite aber auch ohne Nacharbeitung keine Schweissraupe sichtbar sein darf.
Während in den bisher gezeigten Beispielen die Querschnitte der Führungsränder sowie ihre abge setzten Randstücke rechteckig sind und die äussere Begrenzungslinie in der geraden Verlängerung einer Seitenlinie des zu verbindenden Körpers liegt, kön nen die abgesetzten Randstücke auch eine andere Form aufweisen, oder an einer andern Stelle des Führungsrandes angebracht sein, wenn nur der Quer schnitt des Randstückes gegenüber der Wurzel des Führungsrandes eine Verminderung erfährt, welche die gewünschte Elastizität des Randstückes entste hen lässt.
In Fig. 3, die im übrigen der Fig. 2 entspricht, ist der in seinem Querschnitt gegenüber der Wurzel des Führungsrandes 1 ü verminderte Absatz mit 15 bezeichnet. Er ist in diesem Falle kreisbogenförmig gewölbt und ergibt so eine besonders weiche Ab stützung.
Wie in den Figuren gezeigt, besitzt der Füh rungsrand, der gleichzeitig als Abstandhalter zwi schen den zu verschweissenden beiden Einzelstücken dient, in der Höhe der Schweissnaht eine solche Stärke, dass er einer Verformung bei dem Schweiss vorgang genügend Widerstand leisten kann. Ausser halb der Schweisszone ist der Führungsrand in seiner Wandstärke beträchtlich reduziert, so dass der ent standene abgesetzte Rand sich elastisch und/oder plastisch verformen kann, ohne dass die Schweissnaht unzulässig belastet wird. Die Wandstärke des Füh- rungsrandes kann ausserhalb der Schweisszone auch in anderer Weise, als es in den Figuren dargestellt ist, reduziert sein.
So kann der Führungsrand auch einfach zu seinem freien Ende hin in seinem Quer schnitt verjüngt werden, oder er kann, ähnlich wie es in Fig. 3 gezeigt ist, mit Ziernuten versehen sein.
Ein anderes Anwendungsgebiet für die vorste hend beschriebene Schweissverbindung, die gleich gut anwendbar ist für gerade oder gekrümmte Schweissnähte, ergibt sich zum Beispiel für das An schweissen von Schaufeln an Schaufelträgern von Turbomaschinen oder für das Zusammenschweissen von Turbinenläuferscheiben oder sonstigen Rotations körpern.
Body welded together from individual pieces The invention relates to a body welded together from individual pieces with guide edges overlapping at the welding point.
The welding ends for connecting pipes to the bottom of boilers, heat exchangers or the like are often provided with a small centering or guide edge that comes to stand in a short, cylindrical countersink of the hole already drilled in the boiler bottom. This centering edge must have a relatively large wall thickness to avoid its melting during the welding process. If you let this relatively strong centering edge sit on the bottom of the countersink, the advantages of a smooth inner wall, a perfect centering and at the same time the correct position of the weld end in the axial direction result.
Practice shows, however, that with such a design, significant compressive stresses occur in the centering edge and, as a reaction to this, tensile stresses occur in the weld seam, which can lead to cracks in the weld seam. One therefore generally avoids letting the Zen trierrand sit and takes the associated disadvantages, such. B. an imprecise position of the weld end in the longitudinal direction and an annular groove on one side of the weld seam, in purchase.
The invention provides a way to avoid these disadvantages. This is achieved by the fact that in a body welded together from individual pieces with guide edges overlapping at the welding point, the guide edge of one piece with its surface facing the weld bead is at least partly on the surface facing away from the weld bead of a recess of the other piece serving for the guidance is applied and has a cross-section reduction outside the welding point, such that when the welded connection shrinks in the reduced cross-section of the guide edge, deformation can take place without the welded connection receiving dangerous biases.
Based on the drawing, in which three welding connections are shown schematically as an example for the application of the invention, the invention is then also explained by way of example.
Fig. 1 shows the welded connection of a pipe socket with a wall, while Fig. 2 and 3 show the welded connection between the butt edges of two metal sheets.
In Fig. 1 the to the pierced wall 1, z. B. a container, welded pipe socket with 2 designated. The guide edge turned onto the pipe socket is denoted by 3 and its edge piece offset in the form of a step is denoted by 4. The serving to accommodate the guide edge cylin drical countersink in the bore 5 of the container wall is denoted by 6. The leading edge comes to rest with its edge piece on the bottom of this countersink, so that the leading edge simultaneously and inevitably serves as a spacer between the two pieces 1 and 2. The weld seam is labeled 7.
2 shows the welded connection between two metal sheets 8 and 9. The guide edge 10 provided on the beveled edge of the metal sheet 8 is additionally provided with a stepped shoulder 11. The sheet 8 engages with this guide edge 10 in the recess 12 corresponding to the thickness of the guide edge on the beveled edge of the sheet 9, the front edge of the shoulder 11 resting on the base 13 of the recess 12.
The weld seam attached between the beveled edges of the two sheets and connecting both sheets is denoted by 14. The welded connection shown here can be used with advantage where the weld seam should be accessible on both sides and no weld bead should be visible on one side, even without reworking.
While in the examples shown so far, the cross-sections of the guide edges and their offset edge pieces are rectangular and the outer boundary line lies in the straight extension of a side line of the body to be connected, the offset edge pieces can also have a different shape, or at another point of the Guide edge be attached if only the cross-section of the edge piece against the root of the guide edge experiences a reduction, which can hen the desired elasticity of the edge piece.
In FIG. 3, which otherwise corresponds to FIG. 2, the shoulder which is reduced in its cross-section compared to the root of the guide edge 1 u is denoted by 15. In this case, it is arched in the shape of an arc of a circle and thus provides a particularly soft support.
As shown in the figures, the leading edge, which also serves as a spacer between the two individual pieces to be welded, has such a strength at the level of the weld that it can provide sufficient resistance to deformation during the welding process. Outside the welding zone, the wall thickness of the guide edge is considerably reduced, so that the stepped edge that has arisen can deform elastically and / or plastically without the weld seam being unduly stressed. The wall thickness of the leading edge can also be reduced outside the welding zone in a way other than that shown in the figures.
So the guide edge can also simply be tapered towards its free end in its cross-section, or it can, similarly as shown in Fig. 3, be provided with decorative grooves.
Another area of application for the welded connection described above, which can be used equally well for straight or curved weld seams, arises, for example, for welding blades to blade carriers of turbo machines or for welding turbine rotor disks or other rotating bodies.