DE1237241B

DE1237241B - Verfahren zum elektrischen Nahtschweissen von Stahlrohren

Info

Publication number: DE1237241B
Application number: DE1964M0059942
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dieter Renkes; Dipl-Ing Helmut Basten
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1964-02-14
Filing date: 1964-02-14
Publication date: 1967-03-23
Also published as: AT275274B; SE326622B; NL6501621A; BE659643A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 23 k

Deutsche KI.: 21h-32/10

Nummer: 1237241

Aktenzeichen: M 59942 VIH d/21 h

Anmeldetag: 14. Februar 1964

Auslegetag: 23. März 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Nahtschweißen von Stahlrohren, bei dem die zu verschweißenden Teile durch elektrischen Widerstand aufgeheizt werden und bei dem die Energiezufuhr von einem Hochfrequenz- oder Mittelfrequenzgenerator durch konduktive oder induktive Übertragung erfolgt.

Die herkömmliche, elektrische Widerstandsschweißung beruht darauf, daß die infolge ihres elektrischen Widerstandes erhitzten Kanten unter Druck zusammengebracht und dadurch verschweißt werden. Das Pressen ist bisher ein nicht zu umgehender Bestandteil des Schweiß Vorganges und hat ein Abbiegen der Werkstoffzeilen im Bereich der Schweißnaht zur Folge. Hiermit sind gewisse ungünstige Eigenschaften der Schweißnaht zwangläufig verbunden, die dazu führen, daß bestimmte Prüfvorschriften und Lieferbedingungen nicht eingehalten werden können.

Zwar kann beim Hochfrequenzschweißen die Zone der Erwärmung und der Bereich der möglichen Auf- so Stauchung bzw. Aufbiegung der Werkstoffzeilen klein gehalten werden und somit der schädigende Effekt weitgehend vermindert, doch keineswegs ganz ausgeschaltet werden.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum elekirischen Widerstandsschweißen, bei dem unter anderen die mit dem bisher üblichen Anpressen verbundenen Nachteile vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die sich gegenüberliegenden Kanten der zu verschweißenden Teile über den teigigen Zustand hinaus bis zum schmelzflüssigen Zustand erhitzt und dabei so einander genähert werden, daß die aufgeschmolzenen, beiderseitigen Randzonen ineinanderfließen und — gegebenenfalls unter Hinzufügung von Zusatzwerkstofr, z.B. in Form von Draht, Pulver, Folie — den Zwischenraum völlig ausfüllen, wobei die auf die zu verschweißenden Teile ausgeübte Kraft einerseits so groß ist, daß der Spiegel des Schmelzbades, das von unten durch eine beispielsweise keramische Badunterstützung begrenzt ist, mindestens bis zur Oberkante der zu verbindenden Teile ansteigt, andererseits aber so gering ist, daß jeweils in der teigigen Übergangszone zwischen dem flüssigen und dem festen Zustand der zu verbindenden Teile keine Aufstauchung bzw. Aufbiegung der Werkstoffzeilen eintritt.

Zur Angleichung der technologischen Eigenschaften der Schmelzzone an die des Grundmaterials können an sich bekannte Zusatzwerkstoffe verwendet werden, wobei diese in Form von Draht, Pulver, Folie od. dgl. hinzugefügt werden.

Verfahren zum elektrischen Nahtschweißen von
Stahlrohren

Anmelder:

Mannesmann Aktiengesellschaft,

Düsseldorf, Mannesmannufer 1 b

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Dieter Renkes, Duisburg-Bissingheim; Dipl.-Ing. Helmut Basten, Duisburg

Beispielsweise kann der Zusatzwerkstoff als Draht, kalt zugeführt, in das Schmelzbad hineinragen. Es ist auch möglich, den Draht mittels Induktor vorzuwärmen, gegebenenfalls bis zum Abtropfen des Drahtes.

Ferner ist daran gedacht, den Zusatzwerkstoff pulverisiert hinzuzufügen, wobei das Pulver unter Umständen vor dem Verschweißen als Schicht auf die Schweißkanten aufgespritzt wird.

Unabhängig davon kann der Schweißprozeß in an sich bekannter Weise unter Schutzgas oder unter Pulver erfolgen. In der Regel wird sich an den Schweißprozeß auch eine an sich bekannte Wärmenachbehandlung anschließen.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine kontinuierliche Nahtschweißung mit hoher Vorschubgeschwindigkeit. Wie Versuche bestätigt haben, sind dabei Geschwindigkeiten von 15 m/Min, und. mehr zu erreichen, also ein Vielfaches der Geschwindigkeit bei der bekannten Unter-Pulverschweißung. Schliffbilder und technologische Untersuchungen haben gezeigt, daß es möglich ist, die Zeilenaufbiegung zu vermeiden, und daß das texturlose Gefüge im Schmelzbereich der Naht durch Zuführen von Legierungselementen weitgehend in seinen physikalischen Werten dem Grundwerkstoff angepaßt werden kann.

Besondere Bedeutung hat das Verfahren bei der Herstellung von Großrohren, bei dem verhältnismäßig dicke Flachprodukte als Vormaterial verwendet werden, die mit einem relativ geringen Verformungsgrad gewalzt worden sind. Bei derartigem Vormaterial ist die Wahrscheinlichkeit der feinen Verteilung der metallurgischen Einschlüsse geringer als bei einem Vormaterial mit höherem Verformungsgrad. Hieraus ist ein großer Teil der bisherigen Schwierigkeiten zu erklären. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung von Schrau-

: 709 520S19

Claims

bennahtrohren bietet sich die Möglichkeit, durch geringeres oder stärkeres Verdrängen des Schmelzbades Ungleichmäßigkeiten in der Geradheit der Bandkanten auszugleichen.

Für durch elektrische Widerstands-Preßschweißung geschweißte Rohre ist bereits ein nicht zum Stand der Technik gehörendes Verfahren. vorgeschlagen worden, bei dem vor dem Verschweißen entlang beider Bandkanten je eine Randzone mit walzfaserfreier Struktur erzeugt wird, die z.B. durch ein© Lichtbogenaufschmelzung hervorgerufen wird. Im Gegensatz zu diesem Vorschlag entfällt bei der vorliegenden Erfindung die genannte Vorbehandlung, nämlich das Erzeugen einer texturfreien Bandkante, womit nicht nur ein doppelter maschineller Aufwand, sondern auch ein unterschiedlicher zeitlicher Aufwand vermieden wird. Ferner entfällt bei der vorliegenden Erfindung das gegenseitige Anpressen, wodurch die Möglichkeit eines Auf stauches überhaupt ausscheidet. Besonders bei der Verwendung hochfester Stähle machen sich Zeileneinschlüsse, die durch ein Aufstauchen umgelenkt und in der Nachbarschaft der Schweißverbindung an die Oberfläche gelangen, hinsichtlich der technologischen Eigenschaften der Naht (ζ. B. Kerbschlagzähigkeit und Biegeverhalten) nachteilig bemerkbar.

Patentanspruch:

Verfahren zum elektrischen Nahtschweißen von Stahlrohren, bei dem die zu verschweißenden Teile durch elektrischen Widerstand aufgeheizt werden und bei dem die Energiezufuhr von einem Hochfrequenz- oder Mittelfrequenzgenerator durch konduktive oder induktive Übertragung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Kanten der zu verschweißenden Teile über den teigigen Zustand hinaus bis zum schmelzflüssigen Zustand erhitzt und dabei so einander genähert werden, daß die aufgeschmolzenen, beiderseitigen Randzonen ineinanderfließend und — gegebenenfalls unter Hinzufügung von Zusatzwerkstoff, z. B. in Form von Draht, Pulver, Folie — den Zwischenraum völlig ausfüllen, wobei die auf die zu verschweißenden Teile ausgeübte Kraft einerseits so groß ist, daß der Spiegel des Schmelzbades, das von unten durch eine beispielsweise keramische Badunterstützung begrenzt ist, mindestens bis zur Oberkante der zu verbindenden Teile ansteigt, andererseits aber so gering ist, daß jeweils in der teigigen Übergangszone zwischen dem flüssigen und dem festen Zustand der zu verbindenden Teile keine Aufstauchung bzw. Aufbiegung der Werkstoffzeilen eintritt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschriften Nr. 1008 431, 1126 538; USA.-Patentschrift Nr. 2 677746;
Buch von Etienne de Fodow, »Die elektrische Schweißung und Löthung«, 1892, S. 53;
Zeitschrift »Welding Journal«, April 1963, S. 281; Buch »Elektro—Schlacke—Schweißen«, VEB-Verlag Technik, Berlin, 1957, S. 45 bis 62.

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