DE1008431B

DE1008431B - Verfahren und Vorrichtung zum Lichtbogenschweissen der Laengsnaht von Metallrohren mit sich nicht verbrauchender Elektrode

Info

Publication number: DE1008431B
Application number: DET10982A
Authority: DE
Inventors: Elmer Walter Williams; Howard John Bowman
Original assignee: TRENT TUBE Co
Current assignee: TRENT TUBE Co
Priority date: 1955-05-31
Filing date: 1955-05-31
Publication date: 1957-05-16

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen der Längsnaht von Metallrohren mit sich nicht verbrauchender Elektrode Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von geschweißten Rohren und insbesondere von. Rohren aus korrosionsbeständigen oder rostfreien Metallen und Legierungen, z. B. aus den verschiedenen austenitischen rostfreien Stählen, aus Legierungen mit hohem Nickelgehalt, aus Titan und dessen Legierungen u. dgl., vermittels Bogensch,weißung in inerter Atmosphäre.
Das übliche Verfahren zur Herstellung verhältnismäßig geschweißter Rohre der obenerwähnten Art besteht darin, daß man einen flachen Metallstreifen in Röhrenform biegt, indem man ihn durch eine Reihe von Form.rolleiipaaren führt, die horizontal hintereinander angeordnet sind und ein geeignetes Profil aufweisen, bis man einen kre-isfärmigen Querschnitt erhält und die gegenüberliegenden Ränder des Streifens am oberen Rand des Rohres zusammenstoßen und eine etwa V-förmige Naht bilden. Das so geformte röhrenförmige Material wird dann an einer Schweißeinheit vorbeigeführt, die oberhalb des Rohres angeordnet ist und deren Elektrode nach unten bis zu einer oberhalb der Rohrnaht liegenden Stelle führt. Es wird dann ein Bogen gezündet, der in dem Maß, in dem das röhrenförmige Material unterhalb der Elektrode vorbeigeführt wird, die aneinanderstoßenden Ränder der Naht schmilzt und miteinander zu einer fortlaufenden Schweißnaht verbindet. Während des Schweißens wird der Bogen und ein Teil des zu schweißenden Rohres in eine inerte Atmosphäre eingehüllt, die aus Helium od. dgl. besteht und aus einer die Elektrode umgebenden Düse unter Druck zugeführt und auf die Schweißstelle am Rohr gelenkt wird.
Die auf diese Weise hergestellte Schweißung weist zahlreiche Nachteile auf. An der äußeren Rohrfläche ist die Schweißnaht im Querschnitt konkav, während sie an der inneren Rohrfläche gewölbt oder konvex ist und eine nach. innen zur Röhrenachse zeigende Rippe bildet, die mehr oder weniger unregelmäßig längs der Schweißnaht verläuft. Dieser Umriß des Schnittes durch die Schweißnaht ist durch die Wirkung der Schwerkraft bedingt, die elin Durchsacken des geschmolzenen Metalls hervorruft, wodurch die Schweißnaht im Schnitt an der Außen- bzw. Innenseite des Rohres konkave bzw. konvexe Umrißlinien erhält. Außerdem zieht sich das geschmolzene Metall beim Abkühlen zusammen und reißt von den zusammenhängenden inneren Oberflächenteilen des Rohres ab, so daß sich Rinnen bilden, die vom Umriß der Innenfläche des Rohres in radialer Richtung verlaufende Einziehungen bilden. Diese Rinnen verlaufen in einer mehr oder weniger unregelmäßigen Farm längs der beiden Seiten der inneren gewölbten oder rippenartigen Teile der Schweißnaht. Diese Rinnen sind im höchsten Maße, nachteilig, da sie bei den nachfolgenden Verformungs- und Ziehvorgängen nicht vollständig beseitigt werden :können. Sie verbleiben dann im fertigen Rohr als deutlich sichtbare Fehler, verursachen Risse bei der Herstellung und sind die Ursache von Verschlechterung, Korrosion und gegebenenfalls sogar von einem Versagen bei der Verwendung der Rohre.
Zur Beseitigung der Nachteile, die durch die obenerwähnte übliche. Herstellungsmethode entstehen, ist gemäß der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgesehen, mit denen Rohre geformt und geschweißt werden, bei denen die fertige Schweißnaht im wesentlichen über die ganze Länge und Breite fehlerfrei ist, bei denen die- Innenfläche der Rohre glatt ist und keine: Einziehungen aufweist und bei denen die äußere. Begrenzungslinie der Schweißnaht im Schnitt leicht gewölbt ist und ohne Einziehungen mit der Außenfläche- des Rohres verbunden ist. Nach dem weiteren Verformen und Ziehen des Rohres ist die Schweißnaht kaum mehr erkennh-a:r, so glatt und fehlerfrei geht se in die anschließenden Rohrteile über. Die Schweißnaht zeigt- im Querschnitt glatte Randlinien, und auch in der Längsrichtung des Rohres verlaufen die Verbindungslinien zwischen der Schweißnaht und dem Stammetall gerade, und sie sind kaum zu erkennen.
Gemäß der Erfindung ist; ein verbessertes Verfahren zum Lichtbogensch.weißen der Längsnaht von Metallrohren mit sich nicht värbrauchender Elektrode vorgesehen: Das kennzeichnende Merkmal des Verfahrens besteht darin, däß die Rohrnaht unter der horizontalen Mittellinie des Rohres, angeordnet ist, wobei dieses Rohr in dieser Lage -fortlaufend an einer Elektrode, mit brennendem Bogen vorbeigeführt wird, die unterhalb der Mittellinie dieser Naht angeordnet ist, während die Ränder gleichzeitig aneinandergepreßt werden, indem so lange ein Druck auf das Rohr ausgeübt wird, bis das geschmolzene Metall abgekühlt und erstarrt ist.
Nachdem die Erfindung oben im allgemeinen. beschrieben wurde, wird sie jetzt an Hand der Zeichnungen mehr im einzelnen erläutert.
In den Fig. 1 bis 3 ist das bisher bekannte Schweißverfahren dargestellt und das Aussehen der Schweißia nach der Schwe:ißung und nach: dem ani ähte schließenden Verformen und Ziehen gezeigt.
Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine Schweißverbindung, woben die Schweißelektrode oberhalb der Schweißnaht angeordnet ist.
Fig.2 ist e@:ne perspektivische Teilansicht des in Fig.1 dargestellten Rohres nach dem Verformen, während Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht ist, die, der Fig.2 entspricht, jedoch das Rohr nach dem anschließenden Ziehen. darstellt.
Die Fig.4 bis 6 sind schematische Ansichten, die den Fig. 1 bis 3 entsprechen., bei denen jedoch. eine Schweißeng nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt ist. In diesen Figuren ist das Aussehen der Schweißnaht nach dem Verformen und Ziehen ebenfalls dargestellt.
Fig. 4 ist ein Teilquerschnitt durch die Schweißverbindung, wobei die Sch.weißung durch eine unterhalb der Naht angeordnete Elektrode fertiggestellt wurde.
Fig.5 ist eine perspektivische Teilansicht der Schweißverbindung nach dem Verformen, und Fig. 6 ist eine entsprechende Ansicht der Schweißverbindung nach dem anschließenden Ziehen des Rohres.
Fig.7 ist ein Seitenriß einer bevorzugten Ausführungsform einer Rohrform- und Schweißmaschine gemäß der vorliegenden Erfin:duhg, bei der ein Rohr fortlaufend aus einem endlosen Streifen gebildet wird, das fortlaufend geschweißt wird, während die Naht oberhalb. dar Schweißelektrode vorbeigeführt wird.
Fig. 8 ist ein Terilgrundriß der in Fig. 7 d.a,rge:-stellten Maschine, der im wesentlichen längs der Linie 8-8 der Fig. 7 genommen isst.
Fig.9 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie 9-9 der Fig. 8, der die Schweißeinrichtung innerhalb und außerhalb des Rohres zeigt.
Fig.10 ist ein Teilgrund:riß der Fig.9, der im wesentlichen, längs der Linie 10-10 der Fig. 9 verläuft. Fig. 11 ist ein Querschnitt durch. die in Fig. 9 gezeigte Anordnung, der im wesentlichen längs der Linie 11-11 der Fig. 9 verläuft.
In Fig. 1 erkennt man in einem Teilquerschnitt die gegenüberliegenden Ränder 10, 11- des nach einem bisher bekannten Verfahren hergestellten Rohres, wobei diese, Ränder am oberen Rand des Rohres aneinander anliegen und eine im wesentlichen. V-förmige Naht bilden, die mit 12 bezeichnet ist, wo die Ränder durch eine über dem Rohr angeordnete Schweißeinheit miteinander verschweißt werden. Die Schweißeinheit ist mit einer Schweißelektrode 1211 ausgerüstet, die vertikal nach unten bis zu einer über der Naht 12 liegenden. Stelle führt. Die sich ergebende Schweißnaht 13 hat im Querschnitt, wie oben bereits festgestellt wurde, eine leicht konkave oder durchhängende Umrißlinie 14 an der Rohraußenfläche und eine gewölbte Umrißlinie 15 an der Innenfläche des Rohres. In dem Maß, in dem das Metall durch den Bogen verflüssigt wird, sich abkühlt und erstarrt, schrumpft es und entfernt sich, bedingt durch Oberflächenspannungen, vom den zusammenhängenden Teilen des Rohrinneren, wie es bei 16 und 17 dargestellt ist, so daß sich längs der einander gegenüberliegenden Seiten der inneren Schweißraupe Rinnen 16,17 ausbilden, die radial verlaufende und gegen den inneren bogenförmigen Umriß des Rohres zurückspringende Einziehungen bilden.
Beim anschließenden Strecken des Rohres erhält die Schweißverbindung die bei 13a in Fig. 2 gezeigte Ausbildung. Im Querschnitt ist sie neben den zusammenhängenden inneren und äußeren Flächen des Rohres verbreitert, wie es bei 19 und 20 gezeigt ist. An der Außenfläche des Rohres geht die Schweißverbindung im wesentlichen glatt in die gebogene Umrißlinie 21 des Rohres über, wie es bei 14a gezeigt ist. Das Rohrinnere, wo ursprünglich, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, die gewölbte Schweißraupe 15 war, ist nunmehr glatt, wie es bei 15a in Fig. 2 gezeigt ist. Die zurückspringenden Rillen 16, 17 zwischen der Schweißnaht und dien zusammenhängenden Rohrteilen, wie sie in. Fig.1 dargestellt sind, sind nach dem weiteren Verformen .oder Strecken immer noch vorhanden, und sie verlaufen deutlich erkennbar in radialer Richtung unter der inneren gekrümmten Umlinie 18 des Rohres, wie es bei 16a, 17a in der Fig. 2 gezeigt ist, und sie erstrecken sich in der Längsrichtung des Rohrens mehr oder weniger unregelmäßig längs den entgegengesetzten Seiten der Schweißnaht, wie es in der Zeichnung bei 16b und 17b angezeigt ist.
Wenn. nun das gestreckte Rohr, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, anschließend .gezogen wird, indem man es durch eine Ziehmatrize und über einen Ziehdorn führt, der im Inneren des Rohres. angeordnet ist, dann hat das Rohr das in Fig. 3 dargestellte Aussehen. An der Außenfläche des Rohres geht die Schweißverbindung 13, wie bei 14b gezeigt, im wesentlichen glatt in die äußere gekrümmte Umrißlinie 21 des Rohres über. Auch im Inneren, des Rohres geht die Schweißverbindung, wie bei 15b dargestellt, im wesentlichem glatt in die innere gekrümmte Umrißlinie 18 des Rohres über. Die Einziehungen 16a, 1711, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, sind immer noch als deutlich sichtbare Rinnen erkennbar, und sie verlaufen in radialer Richtung unter der inneren gekrümmten Umrißlinie 18 des Rohres, wie es bei 16c, 17c gezeigt ist. Die Aussparungen verlaufen,, wie es bei 1611, 17d dargestellt ist, unregelmäßig längs der beiden Seiten der Schweißverbindung.
In Fig. 4 ist das erfindungsgemäße Schwe@ißverfahren dargestellt, bei dem das Rohr gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren in umgekehrter Lage hergestellt wird. Die Rohrränder 30, 31 werden an der Unterseite oder im untersten Teil des Rohres miteinander in Berührung gebracht, wie, es durch die gestrichelten Linien. 32 und 33 dargestellt ist. Dadurch erhält die- Naht im wesentlichen die: Form eines umgekehrten V, und, sie verläuft in, der Längsrichtung des Rohres. Die. Schweißeinheit ist unter der Naht angeordnet, und sie ist mit einer Bogenelektrode 34 ausgestattet, die vertikal nach oben führt und im wesentlichen in der Verlängerung der Nahst 32, 33 angeo,rdnet ist, jedoch einen geringen Abstand: von ihr hat. Die Schweißelektrode 34 führt durch eine kreisförmige Öffnung 35 eines Gehäuses 36, woben die Öffnung 35 einen, etwas größeren Durchmesser hat als die Schweißelektrode 34, so daß ein ringförmiger Zwischenraum 37 entsteht, durch den während des Schweißens ein inertes Gas, beispielsweise Helium, nach außen gepreit wird und unter Druck nach oben gegen die Rohrnaht 32, 33 und die zusammenh,ängendcn Rohrteile 30 und 31 strömt. Am Ende des Zuführungsrohres 39 ist längs des Rohrinneren eine trommelartige Kammer 40 vorgesehen, die Düs,-..n 41 aufweist, durch welche während des Schweißens ein inertes Gas, beispielsweise Helium, strömt, das unter Druck nach unten in Verlängerung der Schw eißelektrode geblasen wird und auf die, Naht 32, 33 und auf' die Rohrteile 30, 31 im Rohrinnerem auftrifft.
Bei dieser Anordnung erhält man eine Schweißverbindung, die im wesentlichen die Form hat, welche durch die eng schraffieirte Fläche 42 dargestellt ist. Im Rohrinneren geht diese Schweißverbindung, wie es 1>ei 43 gezeigt ist, im wesentlichen glatt in die innere gekrümmte Umrißlinie 44 des Rohres über. Am Rohräußeren ist die Schweißverbindung, wie bei 45 gezeigt, leicht gewölbt oder konvex, und sie geht ahne Rillenbildung, wie es bei 47 gezeigt ist, in die Rohrteile 30, 31 längs deren äußerer Umrißlinie 46 über. Es sei weiterhin bemerkt; daß die seitlichen Umrißlinien im Querschnitt dor Schweißverbindung im wesentlichen gerade sind, wie bei 48a, 48b gezeigt, so daß die innere Schweißverbindung 42 im Querschnitt etwa die Form eines Trapezes aufweist.
Nach dem Strecken hat die Schweißverbindung die in Fig:5 dargestellte Ausbildung, wobei sowohl die innere als auch. die äußere Oberfläche, wie bei 43a, 4511 gezeigt, leicht gekrümmt isst und mit der inneren bzw. äußeren Umrißlinie 44, 46 des eigentlichen Rollres übereinstimmt. Auch die, inneren und äußeren Oberfläehenteilc der Schweißverbindung 43a, 4511 bilden einen glatten und villenlosen Übergang zum Stammmetall das Rohres, wie es bei 50 und 51 gezeigt ist. Die längs des Rohres verlaufende Schweißverbindung bildet eine Naht, die man kaum vom eigentlichen Rohr unterscheiden kann und die, wie bei 52, 53 gezeigt ist, im wesentlichen geradlinig verläuft. Beim anschließenden Ziehen des Rohres wird die Schweißverbindung 42 nach weiter geglättet, so daß sie in die zusammenhängenden Rohrteile 30, 31 übergeht; wobei die Naht noch weniger von, dem gleichmäßigen Rohr zu unterscheiden ist.
Vergleicht man die Schweißanordnungen nach den Fig. 1 und 4 miteinander, so, sieht. man., daß das bekannte Verfahren nach Fig. 1, bei dem die Ränder des Rohrstreifens im oberen Rohrteil miteinander in. Berührung gebracht weirden, eine Naht in, Form eines V ergibt, während bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform, bei der die Ränder des Rohrstreifens im unteren Teil des Rohres in Berührung gebracht werden, eine Naht in Form eines umgedrehten V ergibt. Da bei einer Naht (vgl. Fig. 1) in Form eines aufrechten V der Zwischenraum zwischen den Rändern. des Rohrstreifens, oben am größten; ist, so hängt die Zone des, durch den Bogen geschmolzenen Metalls unter dem Einfluß der Schwerkraft am oberen Rand der Schweißverbindung nach unten durch, und das Metall fließt am unteren Rand heraus und bildet eine Rippe. Andererseits ist der Zwischenraum in Form eines umgedrehten V (Fig.4) zwischen den Rändern des Rohrstreifens unten am größten; während sich diese; Ränder am oberen Rand der Naht im wesentlichen berühren:. Dementsprechend zeigt das geschmolzene Metall nur eine geringe oder gar keine Neigung, am oberen Rand der Schweißverbindung durchzuhängen, und ein derartiger geringfügiger Durchhang kann, wann er überhaupt auftritt, die innere Fläche der Schweißverbindung in Übereinstimmung mit der bogenförmigen Umrißlinie des Rohres bringen.
In der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform weist die Außenfläche des Rohrres bei der. Schweiß-. verhindung einen gewölbten Umriß auf, was erwünscht ist, weil dadurch die. Entfernung des Materials mit dend@riti.scher Struktur möglich. wird, indem man das Werkstück beim anschließenden Strecken und Ziehen unter Druck setzt und kalt verformt.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der in Fig. 4 dargestellten Anordnung besteht im Vergleich zu der in Fig. 1 gezeigten üblichen Technik noch in folgendem. Bei der in Fig. 1 dargestellten Methode entweicht das aus dem geschmolzenen röhrenförmigen Material austretende Gas von der oberen Fläche der Schweißverbindung; strömt nach oben direkt zum Bogen hin und verursacht Intensitätsschwankungen des Bogens und manchmal sogar ein vorübergehendes vollständiges Erlöschen des Bogens. Das hat eine Schweißverbindung mit veränderlicher Breite zur Folge (vgl. Fig. 2), welche wegen drer obenerwähnten Schwankungen oder des vollständigen Erlöschens des Bogens Unregelmäßigkeiten audweisen kann. Im Gegensatz dazu tritt bei der Ausführungsform nach Fig.4, bei welcher der Bogen unter der Rohrnaht angeordnet ist, bei einer Entgasung der Schweißverbindung das. Gas an der unteren Oberfläche 45 der Schweißverbindung aus; strömt rund um das Rohr nach oben und. vom Bogen weg, während das an der Innenseite der Schweißverbindung bei 43 austre=tende Gas offensichtlich keinen Einfluß au,f den Bogen. hat, da diese Entgasung im Inneren des Rohres stattfindet, so daß der Bogen, durch das Rohr gegen. den Gasstrom abgeschirmt ist: Der Bogen brennt daher äußerst stabil, und es ergibt sich eine gleichmäßige Schweißverbindung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist.
Noch ein weiterer Vorteil der in zig. 4 dargestellten Ausführungsform besteht, verglichen mit Fig. 1, in folgendem: Es sei bemerkt, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 1, bei der die Schweißelektrode über der Schweißnaht angeordnet ist, das inerte Medium, wie Helium od.. dgl., nach unten gegen, die Schweißnaht geführt werden ruß, weil dieses Gas unter Druck aus dem den Bogen, umgebenden Gehäuse 12b strömt. Sobald das Gas jedoch das Gehäuse 12b verlassen hat, vcrs.ücht es nach. oben von dem Bogen weg zu strömen. Dadurch ist es sehr schwierig, den Bogen zu unterhalten und die Schweißstelle ständig in einer Atmosphäre von. inertem Gas zu halten. Bei der Anordnung nach Fig. 4, bei welcher der Bogen unter der Rohrnaht ist, wird das inerte Gas aus dem Gehäuse 36 geliefert, strömt nach oben zur Schweißverbindfung und von dort rings, um die Außenflächen des Rohres, so daß es hier wesentlich leichter ist, eine inerte Atmosphäre rings um Bogen und Schweißverbindung aufrechtzuerhalten.
Gemäß Fig. 4 kann die Innenfläche 43 der Schweißnaht gewünschtenfalls leicht konvex ausgeb,ildret werden, indem man den Druck der Streckwalzen, an welchen das Rohr etwa bei der Schweißstelle vorbeigeführt wird (vgl. unten), in geeigneter Weise einstellt. In gleicher Weise kann auch die Innenfläche der Naht durch die Wirkungen der Oberflächenspannung beeinflußt werden. Üblicherweise wird das inerte Medium, wie Helium od. dgl., von der Kammer 40 zur Oberfläche der Schweißverbindung geführt, was eine entsprechende Oberflächenspannung ergibt, durch welche die innere Oberfläche bei 43 geformt wird. Es wurde jedoch festgestellt, daß der Einfluß von Spuren von Sauerstoff in dem inerten Gas, das aus der Kammer 40 strömt, die Oberflächenspannung stark erhöht, so, daß die Schweißverbindung durch die normale Schrumpfung in Verbindung mit der Abkühlung eine glättende Wirkung auf die Innenfläche der Schweißverbindung ausübt, wie dies in der Figur dargestellt ist.
In den Fig. 7 bis 11 ist eine vollständige, gemäß der Erfindung ausgebildete Anlage zur Herstellung und zum Schweißen, von Rohren dargestellt. In dieser Anlage wird ein flacher Metallstreifen in Röhrnnfoirrn gebogen, wobei die Naht im, unteren Teil der Röhre ist, und die auf diese Weise gebildete Naht wli.rd in der obemerwähnten Art verschweißt. Bei dieser Ausführungsform wird der flache Metallstreifen 60, wie in der Zeichnung dargestellt, von rechts eingeführt; wobei er beispielsweise vom einer Haspel abgespult wird. Der Streifen wird dann in einer Führung 61 ausgerichtet und vom dort durch eine Reihe aufeinanderfolgender Formungsgestelle (-gerüste) geführt, die mit 62a bis 62b bezeichnet sind und von denen jedes ein Paar einander gegenüberliegender Formwalzen aufweist, vom denen einige, 63, 64, an horizontalen Achsen und andere, beispielsweise 65 und 66, an. vertikalen Achsen befestigt sind. Bei dieser Anlage werden die oberen Walzen, beispielsweise 63, der vertikalen Gerüste 62a, 62b, 62a, 62e, 629, 6211 durch die Antriebswelle 67 über eine zwischengeschaltete Schnecke, die bei 68 daran befestigt ist und die mit den Schneckenrädern 62a bis 62t im Eingriff steht, die! an den Gehäusen befestigt sind, angetrieben. Dieser Antrieb ist an: sich bekannt und wird daher im folgenden nicht näher beschrieben.
In dem Maße, in dem der anfänglich flache Streifen 60 fortlaufend durch diese Formixalzen geführt wird, werden die. Ränder des Streifens stufenweise nach untern gebogen und dann einander genähert, bis sich die Ränder berühren und ein Rohr 70 bilden, das an der Unterseite bei 71 eine aus den aneinander anstoßenden Rändern bestehende Naht aufweist. Das so gebildete Rohr wird dann. zu einer Schweißelektrode 72 in einem Gehäuse 73 geführt, ähnlich wie, es in Fig. 4 dargestellt ist. Dieses Gehäuse ist, wie in Fig. 9 gezeigt, bei 74 hohl ausgebildet und mit einer kre:isförmigzri Öffnung 75 versehen, durch welche! die Elektrode 72 im Abstand vom Rand dieser Öffnung geführt wird. Ein inertes Gas, beispielsweise Helium, tritt unter Druck aus. dem Inneren des Gehäuses durch die Ringöffnung zwischen Gehäuse und Elektrode aus und wird dann nasch oben gegen die Unterseite des Rohres zu der Schweißverbdndung gelenkt.
nie allgemein mit 73 bezeichnete Schweißeinheit weist eine mehr oder weniger übliche Ausbildung auf, wie sie für Bogenscb:-,veißen in inerter Atmosphäre verwendet wird. Sie hat als wesentliche Bestandteile eine vertikale. Säule 77, an der ein Ausleger 78 montiert ist, an dem wiederum vertikal ein. röhrenförmiger Elektrodenhalter 79 befestigt ist. Dieser Halter endest in dem obererwähnten Gehäuse 73, um, die sich nicht verbrauchende Elektrode 72 zu halten, die, aus thoriertem Wolfram od. dgl. besteht. Weiterhin, ist eine Abschirmung durch ein .inertes Gas, wie Argon, Helium o@d. dgl., vorgesehen.
Am Ende des Zuführungsrohres 80 für .das inerte Gas ist eine Gasauslaßkammer 81 (Fig 9 bis 11) vorgesehen, die im Inneren des Rohres verläuft. Sie ist trommelartig ausgebildet und unten. he' 82 alig°@flacht und mit einer Reihe von Düsen 83 versehen, wodurch das über die Leitung 80 unter Druck angelieferte und in das Innere der Kammer 81 strömende inerte Gas durch diese Düsenöffnungen 83 nach unten und nach außen gegen die Rohrnaht 71 und die danebenliegenden Rohrteile etwa an der Stelle über der Schweißelektrode 72 geblasen: wird:.
Etwa an der Stelle der Schweißelektrode wird das Rohr 70 durch ein, Paar Streckwalzen 84, 85 geführt, welche die aneinanderstoßenden Rohrränder 86, 87 (Fig. 11) an.ei.nanderdrücken, um die fertige Schweißverbindung 88 zu bilden, die das in dem in Fig. 4 gezeigten Schnitt dargestellte Aussehen hat.
Die Schweißelektrode 72 kann längs der Rohrnaht eingestellt werden, und zwar zu der Berührungs'Stelle mit dein Streckwalzen 84, 85 hin oder von diesen weg, je nach der Vorschubgeschwindigkeit des Rohres, nach; der Wandstärke und nach der Art des zu verschweißenden Materials. Die Einstellung verändert man empirisch so lange, bis man eine Schwenßverbindumg erhält, die das bei 42 in Fig.4 dargestellte- Aussehen: hat. Der größte Abstand zwischen der Schweißelektrode und dem Berührungspunkt mit den Streckwalzen 84, 85 liegt in solchen Fällen üblicherweise unter einem viertel bis zu einem halben Zoll (6 bis 13 mm).
Das Gaszuführungsrohr 80, welches die mit Düsen versehene Kammer 81 trägt, verläuft in dem Rohr 70 von der Schweißstelle aus nach rückwärts bis zu einem zwischen den Gerüston, 62a und 62e liegenden Punkt, wo. die Ränder 86, 87 des Metallstreifens noch genügend weit voneinander entfernt sind, so daß das Zuführungsrohr 80 an dieser Stelle befestigt und aus dem Rohr hörausgeführt werden kann. Zu diesem Zweck ist bei 92 ein Halteglied 91 für das Rohr an eine Seite des Walzengehäuses 62e angeschraubt. Dieses Glied 91 hat, wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, eine Platte 93, die mit dem u.nt---ren Ende des Rohres 80 verschweißt ist.
Das Rohr 80 führt vom dort aus über die Stütze 91 bis zu. einer Stelle, die neben der gegenüberliegenden Seite: des Gehäuses 62e liegt, und biegt dann bei 94 (Fig. 7) nach: unten um und führt durch die erweiterte Öffnung 86, 87 des Rohres und wird dann an einer Seite des Gehäuses 62e vermittels einer Klemme 95 gehalten. An dieser Stelle isst eine flexible Schlauchleitung 96, durch welche das inerte Gas zugeführt wird, über das Roilarende geschoben. Die, Klemme 95 ist einstellbar an dem Teil 97 angeschraubt, wobei dieser Tc,il 97 unter dem Rohr 70 liegt und bei 98 am anderen Ende des Gehäuses 62e verschraubt ist.
Aus Fig. 7 ersieht man, daß das Rohr, nachdem es an. der Schweißnaht 79 vorbei und zwischen den Streckwalzen 84, 85 geführt ist, durch ein Walzgerüst 621 geht, durch welches dis fertige und geschweißte Rohr zu einer Schneidvorrichtung gefördert wird, in welcher das Rohr in. an sich, bekannter Weise in Abschnitte geeigneter Länger zerschnitten wird.
Die vorliegende Erfindung kann insbesondere zum Schweißen von verhältnismäßig starkwandigem Material in der Größenordnung von 1/s bis 3/" Zoll (3,5 b-is 5 mm) verwendet werden. Wie oben ber,-its ausgeführt, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere die, verschiedensten rostfreien und korrosionsbeständigen Stähle und Legierungen schweißen, bsispielsweise die verschiedenen austenitischen Chrom-Nickel-Stähle mit einem Chromgehalt im Bereich vom: etwa 17 bis 25% und einem Nickelgeholt im Bereich vom vetwa 18 bis 3511/o, wobei die niedrigen Koblenstoffgehalte höchstens bei 0,031/o und die höheren Kohlenstoffgehalte höchstens bei 0,07 oder sogar bis zu 0,15°/o liegen und wobei gegebenenfalls geringe Mengen anderer Elemente, wie Niob (Columbium), Molybdän u. dgl., zugegeben werden können. Die Erfindung kann auch zum Schweißen von: Legierungen mit hohem Nickelgehalt verwendet werden, beispielsweise mit etwa 15% Chrom und 75 bis 80% Nickel oder mit etwa 20% Chrom und 30 % Nickel, ebenso, für die, verschiedenen Legierungsstufen mit Titan und Cirkonium, die in der Luft rasch angegriffen werden und. zunde@rn.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Lichtbogenschweißen der Längsnaht von Metallrohren mit sich nicht verbrauchender Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohr derart anordnet, daß die Naht unter der horizontalen Mittellinie des Rohres liegt, und daß man das so angeordnete Rohr fortlaufend an einer Elektrode mit brennendem Bogen vorbeiführt, die unterhalb der Mittellinie der Naht angeordnet ist, während man gleichzeitig die Ränder aneinanderdrückt, indem man so lange einen Druck auf das Rohr ausübt, bis sich das geschmolzene Metall abgekühlt hat und erstarrt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dä.durch gekennzeichnet, daß man das Rohr nach der Abkühlung und Verfestigung des geschmolzenen Metalls streyckt, um ihm einen im wesentlichen kreisfärm,igcn Umriß und eine. im wesentlichen konstante Wandstärke einschließlich derjenigen Teile des Rohres zu geben, welche die innere und äußere Oberfläche der Schweißverbindung umfassen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein derartiger Walzdruck auf die aneinanderstoßenden Ränder ausgeübt wird, daß die innere Schmelzfläche glatt in die innere gewölbte Umnrißlinie des Rohres übergeht und die äußere Schmelzfläche der Schweißverbindung im Querschnitt eine im wesentlichen gewölbte Form aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da,ß man den Bogen und die a.neinander'stoßenden Ränder an der Außen- und Innenseite des Rohres mit ein2;m inerten. Gas umspült.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr aus einem langen Metallstreifen gebildet wird, indem man diesen Streifen in Längsrichtung zuführt und ihn fortlaufend kalt in Röhrenform umbiegt, lyis die Ränder aufeinanderstoßen.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Mittel (beispielsweise 63, 64 und 65, 66), um das Rohr vorzuschieben und in eine Lage zu bringen, in welcher die Naht aus den sich berührenden Rändern: unter, der horizontalen Mittellinie des Rohres liegt, und uni das Rohr an einer Schweißeinheit (73, 77 bis 79) vorbeizuführen, welche eine Schweißelektrode (72) trägt, die unter der Mittellinie der Naht angeordnet ist und direkt nach oben zu der Naht führt, jedoch von ihr einen geringen Abstand hat, und. durch Mittel (84, 85), durch welche ein, Druck ausgeübt werden kann, tun die sich berührendem Ränder so lange aneinanderzupressen, bis das geschmolzene Metall abgekühlt und verfestigt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel, welche dieser Schweißeinheit zugeordnet sind und die dazu dienen, die Schweißelektrode mit einer Atmosphäre eines inerten Gases zu umgeben, welche während des Schweißens gegen die Naht geblasen, wird, und durch Mittel, durch welche ein inertes Gas an der Schweißstelle gegen die Innenfläche des Rohres geblasen wird, wobei diese Mittel eine Zufuhrleitung (80) für das. .inerte Gas aufweisen, die im Inneren dieses Rohres verläuft, und wobei die Zuführungsleitung neben der Schweißstelle eine Kammer (81) trägt, die mit Düsen (83) versehen ist, durch welche, Gas gegen die Naht geblasen wird. B.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Halten und Vorschieben des Rohres aus einer Reihe zusammenwirkender Paare von Formungswalzen (63, 64) und Schlußs.treckwalzen (84, 85) zusammen mit Mitteln (62a bis 62h) bestehen, durch welche die Walzen in horizontaler Reihe gehalten werden.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Reihe zusammenwirkender Paare von Formungswalzen (63, 64) und Schlußstreckwalzen (84, 85) zusammen mit Mitteln (62a bis 62h), durch welche: die, Walzen in einer horizontalen Reihe gehalten werden, um den Streifen (60) fortlaufend zu fördern und in Röhrenform umzubilden, bis seine Ränder einander berühren und eine in Längsriatung verlaufende Naht bilden, die unterhalb der horizontalen Mittellinie dieses Rohres liegt, ferner durch eine Schweißeinheit, (73, 77 bis 79), die unmittelbar bei den Sch@lußstreclcwa,lzen angeordnet ist und die mit einer Schweißelektrode (72) versehen; ist, die unter der Mittellinie dieser Naht liegt und nach oben auf diese Naht zu gerichtet ist; jedoch, von ihr einen geringen Abstand hat, wobei die Schweißeinheit mit Mitteln ausgestattet ist, die dazu dieneny die Schweißelektrode in eine Atmosphäre von einem inerten Gas einzuhüllen, welches während' des Schweißens gegen diese Naht geblasen wird, ferner mit Mitteln, durch welche eine Atmosphäre eines inerten Gases gegen die Innenfläche dieses Rohres an der Schweißstelle geblasen werden kann, wobei diese Mittel eine Zufuhrle-itung (80) aufweisen, die im Innaren des Rohres verläuft und die bei der Schweißstelle eine Kammer (81) trägt, die mit Düsen (83) ist, durch die dieses Gas gegen diese Naht geblasen wird, wobei die Zufuhrleitung an einer Stelle in das Rohr eintritt, an welcher die Ränder des Rohres während der Herstellung des Rohres noch genügend weit voneinander entfernt sind, so daß diese Leitung aus dem Rohr herausgeführt werden kann, und schließlich durch Mittel (95 bis 97), durch welche diese Leitung befestigt und gehalten wird.