DE1165787B

DE1165787B - Verfahren zur Herstellung von geschweissten Rohren mit schraubenfoermig verlaufender Naht

Info

Publication number: DE1165787B
Application number: DEST19227A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich He Stradtmann
Original assignee: FRIEDRICH HEINRICH STRADTMANN
Current assignee: FRIEDRICH HEINRICH STRADTMANN
Priority date: 1962-05-12
Filing date: 1962-05-12
Publication date: 1964-03-19

Description

Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren mit schraubenförmig verlaufender Naht Zur Herstellung von geschweißten Rohren mit schraubenförmig verlaufender Naht aus Bandstahl ist es bekannt, das zum Rohr geformte Band einseitig oder gleichzeitig von innen und außen mittels kontinuierlich zugeführter Elektroden einer elektrischen Schmelzschweißung zu unterwerfen. Dabei arbeitet man mit Stahlbändern, die glatte und gerade (orthogonal zur Bandebene erstreckte) Bandkanten aufweisen und deren Bandkanten sich im geformten Rohr über die gesamte Stärke des Bandes flächig stoßen. Die bekannten Maßnahmen sind jedoch nicht frei von Nachteilen. Tatsächlich muß, wenn die Schweißnaht durchgeschweißt sein soll, was aus Gründen der Festigkeit erforderlich ist, der Werkstoff zur Bildung der Schweißnaht über die gesamte Dicke des Bandes verflüssigt werden, was eine erhebliche Wärmezufuhr erforderlich macht. Das führt unter Umständen zu nachteiligen Gefügeveränderungen des Werkstoffes im Bereich der Schweißnaht und bedingt und fördert im übrigen die Bildung von Haarrissen eben im Bereich der Schweißnaht, welche die Rohre Ausschuß werden lassen. Im Ergebnis ist die Herstellung von geschweißten Rohren mit schraubenförmig verlaufender Naht nicht befriedigend gelungen. Es ist fernerhin der Vorschlag bekannt, bei der Herstellung von Rohren aus Bandstahl mit in Längsrichtung verlaufender Schweißnaht das sogenannte Preßschweißen mit induktiver Erwärmung der zu schweißenden Naht zu verwirklichen. Hierzu ist es erforderlich, die Stoßkanten der zu schweißenden Naht mit hoher Flächenpressung gegeneinanderzupressen und dabei induktiv zu erwärmen. Hier wird die näehteilig hohe Erwärmung bis zur vollständigen Verflüssigung des Werkstoffes vermieden, weil die Temperatur des Werkstoffes einer preßgeschweißten Naht unterhalb der Liquidus-Linie bleibt. Die beschriebenen Maßnahmen lassen sich jedoch auf die Herstellung von Rohren mit schraubenförmig verlaufender Naht nicht übertragen, da die erforderliche Kantenpressung auf die Stoßkanten der schraubenförmig verlaufenden Naht sich nicht aufbringen läßt. Tatsächlich kann zur Erzeugung einer Kantenpressung das in der Vorrichtung zur Formung des Rohres nach Maßgabe der Verformungsgeschwindigkeit in Rotationsbewegung versetzte Rohr allenfalls gebremst werden, wodurch sich jedoch hinreichend hohe Kantenpressungen nicht erzeugen lassen. Auch ein Zusammendrücken in radialer Richtung führt nicht zu dem gewünschten Erfolg.
Im übrigen ist bei längsnahtgesehweißten Rohren vorgeschlagen worden, zunächst in der beschriebenen Weise eine Preßschweißung zu verwirklichen und dann mittels Elektroden den vorstehenden Bart abzunehmen. Die aufgezeigten Probleme bei der Herstellung von Rohren aus Bandstahl mit schraubenförmig verlaufender Naht lassen sich durch diese Maßnahmen offensichtlich nicht lösen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren mit schraubenförmig verlaufender Naht aus Bandstahl anzugeben, mit dem Rohre hergestellt werden können, deren Schweißnaht oder Schweißnahtbereich höchsten Qualitätsanforderungen genügt und frei von nachteiligen Gefügeveränderungen oder Haarrissen ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren mit schraubenförmig verlaufender Naht aus Stahlband und besteht darin, zunächst durch Preßschweißung eine Schweißunterlage zu erstellen und auf die Unterlage eine schließende Schweißnaht mittels Elektrodenschmelzschweißung aufzulegen. Im einzelnen wird dabei so vorgegangen, daß die Stahlbänder zunächst, z. B. beim Walzen, zumindest einseitig in an sich bekannter Weise mit einer schrägen oder abgesetzten Kante versehen und nach dem oder beim Formen des Rohrkörpers die Stoßkanten der Naht mit der Absetzung bzw. der Schrägung gegeneinandergepreßt und unter induktiver Erwärmung über einen Teil der Banddicke preßgeschweißt sowie im Rest mit Elektroden elektrisch schmelzgeschweißt werden. Zweckmäßig wird die mit der Absetzung oder Schrägung zu versehende Bandkante zugleich über die Bandebene verstärkt, so daß der Preßschweißung hinreichend Werkstoff zur Verfügung steht. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens soll die Preßschweißung durch geeignete Wahl der Absetzung oder Schrägung über etwa die Hälfte der Stahlbandstärke geführt werden. Im übrigen wird man im allgemeinen den äußeren Teil der Naht mittels Preßschweißung, den inneren Teil der Naht als Schmelzschweißung ausführen. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß zunächst eine Preßschweißleiste oder Preßschweißkante erzeugt und längs dieser eine Preßschweißung sowie erst im Anschluß daran eine Schmelzschweißung des Nahtrestes verwirklicht.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Herstellung von geschweißten Rohren aus Bandstahl mit schraubenförmig verlaufender Naht mittels Elektrodenschmelzschweißung gleichsam in einem Schweißgang auf einer mitbewegten Schweißunterlage möglich ist und daß zur Herstellung einer solchen Unterlage in hinreichender Stärke die Kantenpressung für die Preßschweißung ausgeübt werden können, wenn nicht die gesamte nach Maßgabe der Materialstärke breite Kante, sondern nur eine Abschrägeng oder Absetzung gepreßt wird, da in diesem Bereich die Flächenpressung hinreichend hoch ist. Die Kantenpressung kann auf beliebige Weise erzeugt werden. Jedenfalls wird erfindungsgemäß nur eine Schweißeng nach dem Elektrodenschmelzverfahren durchgeführt, und zwar auf einer bewegten Unterlage, wodurch im ganzen die Wärmezufuhr zur Naht so weit reduziert wird, daß die eingangs beschriebenen Nachteile nicht mehr auftreten. Im Ergebnis erreicht die Erfindung somit den Vorteil, daß die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohre mit schraubenförmig verlaufender Naht eine einwandfreie, von nachteiligen Gefügeveränderungen und Haarrissen freie Naht aufweisen, gleichgültig; aus welchem Werkstoff die Stahlbänder bestehen, die zu dem Rohr geformt werden.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch ein für das erfindungsgemäße Verfahren eingerichtetes Stahlband, die F i g. 2 bis 4 Querschnitte durch andere Ausführungsformen eines für das erfindungsgemäße Verfahren eingerichteten Stahlbandes, F i g. 5 die Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und F i g. 6 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 5.
Zur Herstellung von geschweißten Rohren mit schraubenförmig verlaufender Naht aus Stahlbändern wird erfindungsgemäß mit Stahlbändern 1 gearbeitet, die beispielsweise beim Walzen zumindest einseitig mit einer Schrägeng 2 oder einer abgesetzten Kante 3 versehen worden sind. Solche Stahlbänder sind in den F i g. 1. bis 4 dargestellt worden. Es ist erkennbar, daß zumindest eine Kante eine angewalzte Schrägeng 2 oder Absetzung 3 aufweist und dadurch (mit anderen Worten) mit einer Preßschweißkante 2 oder Preßschweißleiste 3 versehen ist. Die gleichsam zur Bildung einer mitbewegten Schweißunterlage vorgesehene Preßschweißleiste 3 macht dabei in ihrer Breite etwa ein Viertel bis der Hälfte der Bandstärke aus. Auch die Stoßkante 4 der Preßschweißleiste 3 kann abgeschrägt sein. Wenn nicht mit einer Preßschweißleiste 3, sondern mit einer Preßschweißkante 2 oder Schrägeng gearbeitet wird, soll die Schrägeng im allgemeinen einen Winkel von 3 bis 60°, bevorzugt 30 bis 45°, zur normalen Stoßkante ausmachen, was in den Figuren angedeutet worden ist. In den F i g. 1 bis 4 kann die Bandstärke den natürlichen Verhältnissen entsprechen. Man kann die Erfindung selbstverständlich auch bei stärkeren oder dünneren Stahlbändern 1 verwirklichen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Stahlbänder 1 nach dem oder beim Formen des Rohrkörpers mit den Absetzungen 3 oder Schrägengen 2 gegeneinandergepreßt und unter induktiver Erwärmung, die durch den Pfeil 5 in F i g. 1 angedeutet worden ist, über einen Teil der Banddicke preßgeschweißt. So entsteht eine mitbewegte Schweißunterlage, und im Anschluß daran erfolgt die Schweißeng mittels elektrischer Schmelzschweißung, wobei eine Elektrode 6 zugeführt wird. In F i g. 1 ist dieses angedeutet worden. Es empfiehlt sich, im Bereich der Preßschweißleiste oder -kante den Werkstoff zu verstärken, was in einigen Figuren mit 13 angedeutet worden ist.
Die F i g. 5 und 6 erläutern eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus dem Maschinengestell 7, z. B. mit Dom 8 oder Hülse zum Formen eines Stahlbandes 1 zum Rohr 9 und den Schweißvorrichtungen, und zwar ist eine außen auf die zu schweißende Naht einwirkende Induktionsschweißeinrichtung 10 bekannter Bauart und außerdem eine an einer Haltevorrichtung 11 im Innern des Rohres 9 angeordnete Einrichtung 12 für eine elektrische Schmelzschweißung vorgesehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren mit schraubenförmig verlaufender Naht aus Bandstahl, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst durch Preßschweißung eine Schweißunterlage erstellt und auf die Unterlage eine schließende Schweißnaht mittels Elektrodenschmelzschweißung aufgelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Absetzung oder Schrägeng zu versehende Bandkante zugleich über die Bandebene verstärkt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, däß die Preßschweißung durch geeignete Wahl der Absetzung oder Schrägeng über etwa bis zur Hälfte der , Stahlbandstärke geführt wird.
4. Stahlband zur Herstellung von geschweißten Rohren nach dem Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3; dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kante eine angewalzte Schrägeng oder Absetzung aufweist und dadurch mit einer Preßschweißschrägung oder Preßschweißleiste versehen ist.
5. Stahlband nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßschweißleiste in ihrer Breite etwa bis der Hälfte der Bandstärke ausmacht.
6. Stahlband nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßkante der Preßschweißleiste abgeschrägt ist.
7. Stahlband nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägeng der Pießschweißschräge im Winkel von etwa 3 bis 60°, bevorzugt 30 bis 45°, zur normalen geraden Stoßkante verläuft. B. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprächen 1 bis 3, bestehend aus einer Stahlbandwickehnaschine mit Schweißvorrichtung für das Schweißen der schraubenförmigen Naht, gekennzeichnet durch eine außen auf die zu schweißende Naht einwirkende Induktionsschweißeinrichtung und eine an einer Haltevorrichtung im Innern des Rohres angeordnete Einrichtung für die elektrische Schmelzschweißeng. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 843 515, 2 205 425, 2669639. ,