DE102010027182A1

DE102010027182A1 - Rohrförmiges Bauteil aus miteinander im Stumpfstoß verschweißten Metallrohren unterschiedlicher Wandstärke und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102010027182A1
Application number: DE102010027182A
Authority: DE
Inventors: Dr. Zimmermann Klaus
Original assignee: Wisco Tailored Blanks GmbH
Current assignee: Wisco Tailored Blanks GmbH
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-01-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Bauteile, bei dem Metallrohre (1.2, 1.2, 1.3) mit unterschiedlichen Wandstärken stirnseitig aneinander gesetzt und miteinander im Stumpfstoß verschweißt werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Metallrohr (1.2, 1.3), das eine dickere Wandstärke aufweist als ein damit stirnseitig im Stumpfstoß zu verschweißendes Metallrohr (1.2) an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend so bearbeitet wird, dass sich dessen Wandstärke über eine Länge (L, L1, L2) von mindestens 1/50 D zum stumpfstoßseitigen Rohrende hin auf ein Maß verringert, das im Bereich von 90% bis 140% der dünneren Wandstärke des damit zu verschweißenden Metallrohres (1.2) liegt, wobei D dem Durchmesser (Außendurchmesser) des Metallrohres mit der dickeren Wandstärke entspricht. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes maßgeschneidertes rohrförmiges Bauteil mit mindestens einem Metallrohr (1.2, 1.3), das eine dickere Wandstärke aufweist als ein damit stirnseitig im Stumpfstoß verschweißtes Metallrohr (1.2), wobei das die dickere Wandstärke aufweisende Metallrohr (1.1, 1.3) an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend bearbeitet ist, so dass sich dessen Wandstärke über eine Länge (L, L1, L2) von mindestens 1/50 D zum stumpfstoßseitigen Rohrende hin auf ein Maß verringert, das im Bereich von 90% bis 140% der dünneren Wandstärke des damit verschweißten Metallrohres (1.2) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Bauteile, bei dem Metallrohre, vorzugsweise Stahlrohre mit unterschiedlichen Wandstärken stirnseitig aneinander gesetzt und miteinander im Stumpfstoß verschweißt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein rohrförmiges Bauteil aus Metallrohren, vorzugsweise Stahlrohren unterschiedlicher Wandstärke, die stirnseitig miteinander im Stumpfstoß verschweißt sind.
Rohrförmige Kraftfahrzeugteile wie beispielsweise Kardanwellen oder Stoßdämpferrohre wurden früher zumeist aus konventionellen Halbzeugen wie Stahlrohr hergestellt. So genannte „Tailored Orbitals” (Maßgeschneiderte Rundhalbzeuge) sind weiterentwickelte, geschweißte Halbzeuge aus Rohr oder Draht, die aus verschiedenen Materialdicken, Werkstoffen und Beschichtungsarten kombiniert werden. Ihre Struktur wird dabei auf den jeweiligen Anwendungsfall hin optimiert. Im Prinzip handelt es sich um runde, rohrförmige Tailored-Produkte. Ebenso wie bei „Tailored Blanks” (Maßgeschneiderte Metallplatinen) im Karosseriebereich ermöglichen Tailored Orbitals einen Mehrwert in Form von Gewichtseinsparung, Funktionsverbesserung und/oder Materialeinsparung.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von maßgeschneiderten rohrförmigen Bauteilen (Tailored Orbitals) durch Aneinanderschweißen von unterschiedlich langen Rohrsegmenten ist beispielsweise aus der DE 10 2008 022 713 A1 bekannt.
Seitens der Anmelderin wurde festgestellt, dass konventionell hergestellte Tailored Orbitals, die dynamischen Schwingungen ausgesetzt sind, beispielsweise aus Tailored Orbitals hergestellte Stoßdämpferrohre, oft eine unbefriedigende Schwingfestigkeit aufweisen, wenn sie – wie in 7 schematisch dargestellt – aus Rohrsegmenten 7.1, 7.2 mit verschiedenen Wandstärken zusammengesetzt sind. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet die Schweißnaht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aus Metallrohren mit verschiedenen Wandstärken zusammengesetztes Bauteil hinsichtlich seiner Schwingfestigkeit gegenüber herkömmlichen Bauteilen dieser Art zu verbessern. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von bezüglich ihrer Schwingfestigkeit verbesserten Bauteilen aus Metallrohren mit verschiedenen Wandstärken anzugeben.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein rohrförmiges Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem Metallrohre, vorzugsweise Stahlrohre (Rohrsegmente) mit unterschiedlichen Wandstärken stirnseitig aneinander gesetzt und miteinander im Stumpfstoß verschweißt werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Metallrohr, das eine dickere Wandstärke aufweist als ein damit stirnseitig im Stumpfstoß zu verschweißendes Metallrohr an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend so bearbeitet wird, dass sich dessen Wandstärke über eine Länge von mindestens 1/50 D, vorzugsweise mindestens 1/20 D zum stumpfstoßseitigen Rohrende hin auf ein Maß verringert, das im Bereich von 90% bis 140%, vorzugsweise bis 120% der dünneren Wandstärke des damit zu verschweißenden Metallrohres liegt, wobei D dem Durchmesser (Außendurchmesser) des Metallrohres mit der dickeren Wandstärke entspricht.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich durch eine mehrstufige oder vorzugsweise stetige Reduzierung der Wandstärke des Rohres mit der größeren Wandstärke mittels spanender Bearbeitung auf ein Maß, das im Wesentlichen dem Maß der geringeren Wandstärke des an das Rohr stirnseitig im Stumpfstoß anzuschweißenden Rohres entspricht, die Haltbarkeit, insbesondere die dynamische Schwingfestigkeit des Fügestoßes erheblich verbessern lässt. Hierzu werden an dem Rohr mit der größeren Wandstärke ein oder mehrere vorzugsweise stetig verlaufende Abschrägungen („Fasen”) durch spanende Bearbeitung ausgebildet. Die Abschrägungen können dabei im Längsschnitt des Rohres betrachtet gerade sein, jedoch auch freie Formen haben, insbesondere bogenförmig oder geschwungen ausgebildet sein, so dass das Rohr mit der größeren Wandstärke, das üblicherweise das steifere Rohr ist, im Bereich der Abschrägung gezielt geschwächt wird. Die Länge der jeweiligen Abschrägung (Fase) soll mindestens 1/50 D, vorzugsweise mindestens 1/20 D, insbesondere mindestens 1/5 D betragen und entspricht höchstens dem halben Außendurchmesser des die dickere Wandstärke aufweisenden Rohres.
Durch die Reduzierung der Wandstärke des eine dickere Wandstärke aufweisenden Rohres wird die zu verschweißende Stirnfläche des Rohres verringert. Bei kleineren zu verschweißenden Stirnflächen kann die Schweißgeschwindigkeit entsprechend erhöht werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Metallrohr mit dickerer Wandstärke und das damit zu verschweißende Metallrohr mit dünnerer Wandstärke so ausgewählt werden, dass der Innendurchmesser des Metallrohres mit dickerer Wandstärke kleiner ist als der Innendurchmesser des damit zu verschweißenden Metallrohres mit dünnerer Wandstärke, während der Außendurchmesser des Metallrohres mit dickerer Wandstärke größer ist als der Außendurchmesser des damit zu verschweißenden Metallrohres mit dünnerer Wandstärke. Diese Ausgestaltung berücksichtigt das Auftreten von Toleranzen der Rohrdurchmesser und stellt – wenn ein Dickensprung am Fügestoß der miteinander verschweißten Rohre vermieden werden soll – weitgehend sicher, dass das Rohr mit dünnerer Wandstärke nicht aufgrund von Toleranzen seines Rohrinnen- und/oder -außendurchmessers an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend bearbeitet und damit geschwächt werden muss. Bei dieser Ausgestaltung kann lediglich das Rohr mit der dickeren Wandstärke an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende innen und außen spanend bearbeitet werden, um dessen dickere Wandstärke durch Abschrägungen (Fasen) der dünneren Wandstärke des anderen Rohres anzupassen bzw. auf das Maß der dünneren Wandstärke zu reduzieren. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gleicht somit Toleranzen der Rohrdurchmesser aus bzw. gestattet einen entsprechenden Toleranzausgleich in zuverlässiger Weise.
In diesem Zusammenhang besteht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, dass das mindestens eine Metallrohr mit dickerer Wandstärke an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend so bearbeitet wird, dass sich der Materialabtrag an dessen Außenseite und der Materialabtrag an dessen Innenseite über unterschiedliche Längen erstrecken. Vorzugsweise erstreckt sich der Materialabtrag an der Außenseite des Metallrohres mit dickerer Wandstärke über eine größere Länge als der Materialabtrag an der Innenseite desselben Metallrohres. Hierdurch kann die dynamische Schwingfestigkeit eines maßgeschneiderten rohrförmigen Bauteils, das aus unterschiedliche Wandstärken aufweisenden Rohrsegmenten gebildet ist, weiter verbessert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass der durch das mindestens eine Metallrohr mit dickerer Wandstärke und das damit verschweißte Metallrohr mit dünnerer Wandstärke definierte Stumpfstoß (Schweißnaht) wärmebehandelt, vorzugsweise einer Glühbehandlung unterzogen wird. Hierdurch werden die lokalen Werkstoffeigenschaften, insbesondere die Festigkeit in Bezug auf eine statische sowie dynamische Belastung des Stoßes verbessert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels eines Fängers, der im Inneren der im Stumpfstoß miteinander zu verschweißenden Metallrohre angeordnet wird, beim Schweißen auftretender Schweißaustrieb gefangen. Auf diese Weise kann die Rohrinnenseite frei von Schweißaustriebspritzern gehalten werden. Dadurch lassen sich maßgeschneiderte Rohre mit relativ glatten Innenflächen erzielen, was insbesondere hinsichtlich einer Innenbeschichtung der Rohre sowie hinsichtlich einer Anwendung der Rohre als Gleitführung bzw. Befüllung mit Medien, z. B. Öl günstig ist.
Bei den miteinander zu verschweißenden Metallrohren unterschiedlicher Wandstärke kann es sich typischerweise um solche mit Längsschweißnaht handeln. Diesbezüglich sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die miteinander zu verschweißenden Metallrohre stirnseitig so aneinander gesetzt werden, dass die Längsschweißnähte der miteinander verschweißten Metallrohre gegeneinander um mindestens 10° versetzt sind. Durch diesen gezielten Drehversatz der Längsschweißnähte aufeinanderfolgender Rohre des herzustellenden maßgeschneiderten Bauteils wird erreicht, dass die Längsschweißnaht für eine nachfolgende Verarbeitungsoperation stets an der optimalen Position liegt. Bei der nachfolgenden Verarbeitungsoperation kann es sich beispielsweise um die Herstellung von quer zur Rohrlängsachse verlaufenden Bohrungen (Durchbrüchen) handeln, an denen anschließend zum Beispiel Anschlussstutzen oder dergleichen angebracht werden. Durch den Drehversatz kann bei der Herstellung mehrerer über den Rohrumfang verteilt anzuordnender Bohrungen gegebenenfalls verhindert werden, dass eine oder mehrere Bohrungen die Längsschweißnaht des Rohres schneiden. Auch beim Biegen der zusammengesetzten Metallrohre ist die gezielte Anordnung der Längsnähte ebenfalls von Wichtigkeit, wobei die Längsnähte bevorzugt im Bereich der neutralen Faser liegen können. Selbstverständlich können Metallrohre auch mit fluchtenden Längsschweißnähten aneinander gesetzt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen schematisch:
1 bis 4 vier verschiedene erfindungsgemäße Bauteile, die aus Metallrohren mit unterschiedlicher Wandstärke zusammengesetzt sind, wobei jeweils ein Abschnitt des Bauteils in Längsschnittansicht dargestellt ist;
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils in perspektivischer Darstellung;
6 einen Abschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Bauteils, das aus drei miteinander verschweißten, unterschiedliche Wandstärken aufweisenden Rohren gebildet ist, in Längsschnittansicht; und
7 einen Abschnitt eines herkömmlichen Bauteils, das aus miteinander verschweißten, unterschiedliche Wandstärken aufweisenden Rohren gebildet ist, in Längsschnittansicht.
In der Zeichnung sind Abschnitte rohrförmiger Bauteile 1, 1', 1'', 1'', 1''', 1IV, 1V dargestellt. Das jeweilige Bauteil 1, 1', 1'', 1'', 1''', 1IV, 1V ist aus Metallrohren 1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.2, 1.3, vorzugsweise Stahlrohren zusammengesetzt, die unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Hierzu werden beispielsweise Endlosrohre oder Langrohre in gewünschte Rohrsegmente abgelängt (zerteilt). Die stirnseitig, koaxial aneinandergesetzten und im Stumpfstoß miteinander verschweißten Metallrohre (Rohrsegmente) 1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.2, 1.3 können neben unterschiedlichen Wandstärken auch unterschiedliche Rohrlängen aufweisen und/oder aus unterschiedlichen Metall- bzw. Stahlwerkstoffen bestehen.
Das eine dickere Wandstärke aufweisende Rohr 1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''' bzw. 1.3 ist an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend bearbeitet, so dass sich seine Wandstärke über eine bestimmte Länge L, L₁ bzw. L₂ zum stumpfstoßseitigen Rohrende hin auf ein Maß verringert, das im Bereich von 90% bis 140%, vorzugsweise im Bereich von 95% bis 110% der dünneren Wandstärke des damit verschweißten Metallrohres 1.2 liegt. Vorzugsweise ist das Ende des die dickere Wandstärke aufweisenden Rohres 1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''' bzw. 1.3 so bearbeitet bzw. abgeschrägt, dass die einander zugewandten Stirnflächen der Rohre 1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''' bzw. 1.3 und 1.2 im Wesentlichen gleich groß sind.
Die Reduzierung der Wandstärke des die dickere Wandstärke aufweisenden Rohres 1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''' bzw. 1.3 erstreckt sich über eine Länge L, L₁ bzw. L₂ von mindestens 1/50 D, vorzugsweise mindestens 1/20 D. Das Maximum der Länge L, L₁ bzw. L₂ entspricht vorzugsweise dem halben Außendurchmesser D, D₁ bzw. D₂ des die dickere Wandstärke aufweisenden Rohres 1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''' bzw. 1.3.
In dem in 1 dargestellten Beispiel weisen die beiden Rohre (Rohrsegmente) 1.1, 1.2 im Wesentlichen den gleichen Innendurchmesser, jedoch unterschiedliche Außendurchmesser und damit unterschiedliche Wandstärken auf. Die außenseitige Reduzierung der Wandstärke ist in diesem Beispiel gerade und stetig ausgeführt. Die Wandstärkenreduzierung des Rohres 1.1 ist hier in Form einer umlaufenden Fase (konischen Abschrägung) 4 ausgebildet.
Die reduzierte zu verschweißende Stirnfläche 2 des die dickere Wandstärke aufweisenden Rohres 1.1 ermöglicht eine schmalere Schweißnaht 3 und eine höhere Schweißgeschwindigkeit als dies bei der herkömmlichen Herstellung von rohrförmigen Bauteilen aus Rohren unterschiedlicher Wandstärke gemäß dem Stand der Technik der Fall ist (vgl. 7).
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Rohr (Rohrsegment) 1.1' mit dickerer Wandstärke an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende wiederum spanend bearbeitet, so dass dessen Wandstärke auf das Maß der dünneren Wandstärke des angeschweißten Rohres 1.2 reduziert ist. Im Unterschied zu dem Beispiel gemäß 1 nimmt die Wanddicke des Rohres 1.1' nicht linear, sondern bogenförmig oder geschwungen über die Länge L zum Rohrende hin ab. Auch die Wanddickenreduktion gemäß 2 hat einen stetigen Verlauf in Richtung Rohrende bzw. Schweißnaht 3.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rohre 1.1'', 1.2 des maßgeschneiderten Bauteils 1'' so ausgewählt, dass der Innendurchmesser des Rohres 1.1'' mit dickerer Wandstärke kleiner ist als der Innendurchmesser des damit verschweißten Rohres 1.2 mit dünnerer Wandstärke, während der Außendurchmesser des Rohres 1.1'' größer ist als der Außendurchmesser des damit verschweißten Rohres 1.2. Hierdurch wird eine vollständige Anbindung des eine dünnere Wandstärke aufweisenden Rohres 1.2 an das Rohr 1.1'' mit dickerer Wandstärke bei eventuellen Durchmesser- bzw. Formtoleranzen der Rohre 1.1'', 1.2 sichergestellt. Ferner ergeben sich hierdurch Vorteile für nachfolgende Biegeoperationen an dem maßgeschneiderten rohrförmigen Bauteil 1''.
Die Wandstärke des Rohres 1.1'' mit dickerer Wandstärke ist durch eine außenseitige Abschrägung 4.1 und eine innenseitige Abschrägung 4.2 auf das Maß der Wandstärke des Rohres 1.2 mit dünnerer Wandstärke reduziert, wobei die Abschrägungen 4.1, 4.2 wiederum mittels spanender Bearbeitung hergestellt sind. Die axialen Längen L der Abschrägungen 4.1, 4.2 sind gleich lang; sie können jedoch auch unterschiedlich lang ausgeführt werden (vgl. 6).
Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Rohre (Rohrsegmente) 1.1''', 1.2 im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser auf, jedoch haben sie unterschiedliche Innendurchmesser und damit wiederum unterschiedliche Wandstärken. Die konische Abschrägung (Fase) 4.3 zur Reduzierung der Wandstärke des Rohres 1.1''' mit dickerer Wandstärke auf das Maß der dünneren Wandstärke des angefügten Rohres 1.2 ist dementsprechend an der Innenseite des Rohres 1.1''' ausgebildet.
Die in den 1 bis 4 dargestellten maßgeschneiderten rohrförmigen Bauteile 1, 1', 1'' bzw. 1''' können aus Rohren (Rohrsegmenten) 1.1, 1.2, 1.1', 1.2, 1.1'', 1.2, 1.1'', 1.2 zusammengesetzt sein, die jeweils eine Längsschweißnaht 5 aufweisen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die miteinander zu verschweißenden Metallrohre 1.1, 1.2, 1.1', 1.2, 1.1'', 1.2, 1.1''', 1.2 stirnseitig so aneinander gesetzt werden, dass die Längsschweißnähte 5 der miteinander verschweißten Metallrohre 1.1, 1.2, 1.1', 1.2, 1.1'', 1.2, 1.1''', 1.2 gegeneinander um mindestens 10° versetzt sind. Dies ist beispielhaft in 5 dargestellt.
In 6 ist schematisch ein Abschnitt eines maßgeschneiderten rohrförmigen Bauteils 1'' gezeigt, das aus drei Rohrsegmenten 1.1, 1.2, 1.3 zusammengesetzt ist, die unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Zwischen zwei Rohrsegmenten 1.1, 1.3 mit relativ dicker Wandstärke ist ein Rohrsegment 1.2 angeordnet, das demgegenüber eine relativ dünne Wanddicke aufweist. Das Rohrsegment 1.1 mit relativ dicker Wandstärke und das Rohrsegment 1.2 mit dünner Wandstärke haben im Wesentlichen den gleichen Innendurchmesser. Die Wandstärke des Rohrsegments 1.1 ist außen über eine Länge L, die im Bereich von 1/20 D bis maximal dem halben Außendurchmesser des Rohrsegmentes 1.1 liegt, auf das Maß der dünneren Wandstärke des mittleren Rohrsegments 1.2 verringert. Das an die andere Stirnfläche des mittleren Rohrsegments 1.2 angeschweißte Rohrsegment 1.3 hat einen Innendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des mittleren Rohrsegments 1.2, und einen Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des mittleren Rohrsegments 1.2. Die dickere Wandstärke des Rohrsegments ist ebenfalls auf das Maß der dünneren Wandstärke des mittleren Rohrsegments reduziert. Das Rohr (Rohrsegment) 1.3 ist hierzu an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend bearbeitet, wobei sich der Materialabtrag an dessen Außenseite und der Materialabtrag an dessen Innenseite über unterschiedliche Längen L₁, L₂ erstrecken. Es ist zu erkennen, dass sich der Materialabtrag bzw. die Abschrägung 4.1 an der Außenseite des Rohres 1.3 über eine größere Länge L₁ erstreckt als der Materialabtrag bzw. die Abschrägung 4.2 an der Innenseite des Rohres 1.3. Die Abschrägungen (Fasen) 4.1, 4.2 sind dabei vorzugsweise unterschiedlich ausgebildet. Beispielsweise ist die Abschrägung 4.2 an der Innenseite des Rohres 1.3 gerade ausgebildet, während die Abschrägung 4.1 an der Außenseite des Rohres 1.3 bogenförmig oder geschwungen ausgebildet ist.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten möglich, die auch bei abweichender Gestaltung von der in den beiliegenden Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. So können beispielsweise die erfindungsgemäßen Bauteile auch aus mehr als zwei oder drei Rohrsegmenten 1.1, 1.2, 1.3 mit unterschiedlichen Wandstärken zusammengesetzt sein. Ferner können die vorzugsweise stetig ausgeführten Abschrägungen 4, 4.1, 4.2 bzw. 4.3 auch aus im Längsschnitt betrachtet geraden und bogenförmigen Abschnitten zusammengesetzt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008022713 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Bauteile, bei dem Metallrohre, vorzugsweise Stahlrohre (1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.2, 1.3) mit unterschiedlichen Wandstärken stirnseitig aneinander gesetzt und miteinander im Stumpfstoß verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Metallrohr (1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.3), das eine dickere Wandstärke aufweist als ein damit stirnseitig im Stumpfstoß zu verschweißendes Metallrohr (1.2) an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend so bearbeitet wird, dass sich dessen Wandstärke über eine Länge (L, L₁, L₂) von mindestens 1/50 D zum stumpfstoßseitigen Rohrende hin auf ein Maß verringert, das im Bereich von 90% bis 140% der dünneren Wandstärke des damit zu verschweißenden Metallrohres (1.2) liegt, wobei D dem Außendurchmesser des Metallrohres mit der dickeren Wandstärke entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Metallrohr (1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.3) mit dickerer Wandstärke an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend so bearbeitet wird, dass sich dessen Wandstärke über eine Länge (L, L₁, L₂) von mindestens 1/20 D zum stumpfstoßseitigen Rohrende hin auf ein Maß verringert, das im Bereich von 90% bis 120% der dünneren Wandstärke des damit zu verschweißenden Metallrohres (1.2) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Metallrohr (1.1'', 1.3) mit dickerer Wandstärke und das damit zu verschweißende Metallrohr (1.2) mit dünnerer Wandstärke so ausgewählt werden, dass der Innendurchmesser des Metallrohres (1.1'', 1.3) mit dickerer Wandstärke kleiner ist als der Innendurchmesser des damit zu verschweißenden Metallrohres (1.2) mit dünnerer Wandstärke, während der Außendurchmesser des Metallrohres (1.1'', 1.3) mit dickerer Wandstärke größer ist als der Außendurchmesser des damit zu verschweißenden Metallrohres (1.2) mit dünnerer Wandstärke.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Metallrohr (1.1'', 1.3) mit dickerer Wandstärke an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend so bearbeitet wird, dass sich der Materialabtrag an dessen Außenseite und der Materialabtrag an dessen Innenseite über unterschiedliche Längen (L₁, L₂) erstrecken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das mindestens eine Metallrohr (1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.3) mit dickerer Wandstärke und das damit verschweißte Metallrohr (1.2) mit dünnerer Wandstärke definierte Stumpfstoß wärmebehandelt, vorzugsweise einer Glühbehandlung unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines im Inneren der im Stumpfstoß miteinander zu verschweißenden Metallrohre (1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.2, 1.3) angeordneten Fängers beim Schweißen auftretender Schweißaustrieb gefangen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die im Stumpfstoß miteinander zu verschweißenden Metallrohre (1.1, 1.2) unterschiedlicher Wandstärke jeweils eine Längsschweißnaht (5) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander zu verschweißenden Metallrohre (1.1, 1.2) stirnseitig so aneinander gesetzt werden, dass die Längsschweißnähte (5) der miteinander verschweißten Metallrohre (1.1, 1.2) gegeneinander um mindestens 10° versetzt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die spanende Bearbeitung des mindestens einen Metallrohres (1.1, 1.1'', 1.1'') mit dickerer Wandstärke so ausgeführt wird, dass dessen Wanddicke linear über die Länge (L) zum Rohrende hin abnimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die spanende Bearbeitung des mindestens einen Metallrohres (1.1', 1.3) mit dickerer Wandstärke so ausgeführt wird, dass dessen Wanddicke bogenförmig oder geschwungen über die Länge (L) zum Rohrende hin abnimmt.
Rohrförmiges Bauteil (1, 1', 1'', 1''', 1IV, 1V) aus Metallrohren (1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.2, 1.3), vorzugsweise Stahlrohren unterschiedlicher Wandstärke, die stirnseitig im Stumpfstoß miteinander verschweißt sind, gekennzeichnet durch mindestens ein Metallrohr (1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.3), das eine dickere Wandstärke aufweist als ein damit stirnseitig im Stumpfstoß verschweißtes Metallrohr (1.2) an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend bearbeitet ist, so dass sich dessen Wandstärke über eine Länge (L, L₁, L₂) von mindestens 1/50 D zum stumpfstoßseitigen Rohrende hin auf ein Maß verringert, das im Bereich von 90% bis 140% der dünneren Wandstärke des damit verschweißten Metallrohres (1.2) liegt, wobei D dem Außendurchmesser des Metallrohres mit der dickeren Wandstärke entspricht.
Bauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Metallrohr (1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.2, 1.3) mit dickerer Wandstärke an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend so bearbeitet ist, dass sich dessen Wandstärke über eine Länge (L, L₁, L₂) von mindestens 1/20 D zum stumpfstoßseitigen Rohrende hin auf ein Maß verringert, das im Bereich von 90% bis 120% der dünneren Wandstärke des damit verschweißten Metallrohres (1.2) liegt.
Bauteil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Metallrohr (1.1'', 1.3) mit dickerer Wandstärke und das damit verschweißte Metallrohr (1.2) mit dünnerer Wandstärke so ausgewählt sind, dass der Innendurchmesser des Metallrohres (1.1'', 1.3) mit dickerer Wandstärke kleiner ist als der Innendurchmesser des damit verschweißten Metallrohres (1.2) mit dünnerer Wandstärke, während der Außendurchmesser des Metallrohres (1.1'', 1.3) mit dickerer Wandstärke größer ist als der Außendurchmesser des damit verschweißten Metallrohres (1.2) mit dünnerer Wandstärke.
Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Metallrohr (1.1'', 1.3) mit dickerer Wandstärke an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend so bearbeitet ist, dass sich der Materialabtrag an dessen Außenseite und der Materialabtrag an dessen Innenseite über unterschiedliche Längen (L₁, L₂) erstrecken.
Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die im Stumpfstoß miteinander verschweißten Metallrohre (1.1, 1.1', 1.1'', 1.1''', 1.2, 1.3) unterschiedlicher Wandstärke jeweils eine Längsschweißnaht (5) aufweisen, wobei die Längsschweißnähte (5) gegeneinander um mindestens 10° versetzt sind.
Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Metallrohr (1.1, 1.1'', 1.1''') mit dickerer Wandstärke an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend so bearbeitet ist, dass dessen Wanddicke linear über die Länge (L) zum Rohrende hin abnimmt.
Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Metallrohr (1.1', 1.3) mit dickerer Wandstärke an seinem stumpfstoßseitigen Rohrende spanend so bearbeitet ist, dass dessen Wanddicke bogenförmig oder geschwungen über die Länge (L) zum Rohrende hin abnimmt.