DE127374C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Verfahren zum Verschweifsen von Rohren stumpf aufeinander. Das Schweifsen von Rohren bot in erster Linie bisher diejenigen Schwierigkeiten, welche sich aus der relativen Dünnwandigkeit des Rohrkörpers als solchen ergaben. Während man es bei Schienenschweifsung und dergl. mit einem massiven und sehr stabilen Object zu thun hat, ist im Gegensatz dazu gerade bei der Rohrschweifsung das Verhältnifs zwischen Oberfläche und Schweifsfläche ein so sehr verschiedenes gegenüber der Schienenschweifsung, dafs daraus die bekannten Schwierigkeiten der Schweifsung sich ohne Weiteres ergaben. Die Schwierigkeiten liegen zunächst darin, die Rohre während der Schweifsung genau auf einander passend centrirt zu halten. Es mufs also die Schweifsung im Ruhezustand stattfinden. Dieses würde z. B. mit der elektrischen Schweifsung erreicht werden, jedoch ist diese bei Rohren nicht mit sicherem Erfolg anzuwenden, da ein Durchbrennen und Verbrennen des Materials bei der relativen Dünnwandigkeit des zu schweifsenden Körpers unvermeidlich wird.

Eine weitere Schwierigkeit liegt in der ebenfalls durch die Dünnwandigkeit bedingten Neigung des Schweifsobjectes zur Deformation unter dem Schweifsdruck.

Man hat bisher ferner das Verschweifsen von Rohren stumpf auf einander praktisch so gut wie unausführbar gehalten, weil die Berührungsflächen bei einer derartigen Schweifsung relativ sehr geringe sind, und man mit Recht nicht annahm, dafs es möglich wäre, mit den bisher bekannten Schweifsverfahren eine brauchbare und bezüglich Festigkeit dem Stammmaterial einigermafsen gleichkommende Schweifsung zu erreichen.

Die Versuche und Erfahrungen, welche die Erfinderin mit ihrer Schienenschweifsung (Bericht des Vereins zur Förderung des Gewerbefleifses in Preufsen vom 6. Februar 1899) gemacht hat, legten es nahe, den Versuch zu machen, diese Schweifsungsmethode auch auf Rohre anzuwenden. Die Resultate der Versuche haben gezeigt, dafs thatsächlich durch die Anwendung des Goldschmidt'sehen Schienenschweifsverfahrens auf Rohre die Möglichkeit einer bisher nicht erreichbaren Schweifsung der Rohre stumpf auf einander, sowohl was Festigkeit der Schweifsung, als auch Leichtigkeit der technischen Handhabung, sowie Billigkeit des Verfahrens anlangt, erzielt wird.

Das Verfahren soll an folgendem Beispiel erläutert werden:

Es werden zwei Rohre stumpf gegen einander gelegt, wobei ihre Endflächen möglichst eben und an einander liegend gewählt oder zugerichtet werden. Darauf werden mittelst einer geeigneten Klemme diese beiden Rohrenden in dieser Lage gegen einander gehalten, wobei man genau das Aufeinanderpassen der Rohrkanten justiren kann.

Die so eingespannten, genau zu einander justirten, stumpf aufeinander geprefsten Rohre, z.B. von 52 mm Stärke, werden an ihrer Schweifsstelle mit einem dünnen Blechmantel versehen, welcher muldenförmig gestaltet, oben

offen und von einer solchen Gröfse ist, dafs die Wandung etwa 18 mm von der Aufsenwandung der Rohre entfernt ist. Die oben und an den beiden Seiten offene Hülle wird nun an beiden Seiten mit nassem Formsand oder dergl. geschlossen und auch an der Aufsenseite mit solchem überdeckt, um Wärmeausstrahlung zu vermeiden. Es wird so ein geschlossenes' Gefäfs oder Gehäuse erzielt, in welchem die durch Klemmen und Zugstangen festgelagerten Rohrenden ruhen.

Es wird nun in einem kleinen Tiegel etwa I¹Z₂ kg einer Mischung, bestehend beispielsweise aus

200 g Aluminium und
800 g Eisenoxyd

in bekannter Weise entzündet (zu vergleichen: die Patente 97585, 103101, 104928, 96317, 97408, 102200, deren Mischungen selbstverständlich alle mehr oder minder für diesen Zweck anwendbar sind).

Nachdem die Masse in Reaction ist, wird die flüssige Masse, also zuerst die oben befindliche, geschmolzene Thonerde und danach das restirende flüssige Eisen (bezw. sonstige Metalle) in die die Schweifsfuge umgebende Form gegossen, bis die Umhüllung gefüllt ist. Es legt sich sofort eine dünne erstarrende Kruste von Thonerde um die Rohrwandung und schützt dieselbe sowohl vor dem Verbrennen, als auch vor dem unerwünschten Deformiren beim Erweichen, ferner auch gegen das Anfressen durch das aus dem Tiegel nachfliefsende Metall. Dabei wird eine starke Erwärmung der Rohrenden je nach der Quantität der zugeführten flüssigen Thonerde und des flüssigen Eisens stattfinden; bei dieser starken Erwärmung tritt naturgemäfs eine Ausdehnung der Rohrenden ein, und da dieselben durch die Klemmen und Zugstangen daran verhindert sind, sich von einander zu entfernen, erfolgt eine Stauchung der Rohrenden, welche die Schweifsung der genau auf einander ruhenden Rohrenden herbeiführt, wobei event, der Druck noch durch Anziehen der Klemmen erhöht werden kann.

Eine andere Ausführungsart der Schweifsung kann derartig vorgenommen werden, dafs die Reaction direct in der Coquille herbeigeführt wird, so dafs also ein Tiegel nicht einmal nöthig ist. Hierbei ist zu beachten, dafs das während der Reaction ausgeschiedene Metall sich nicht oder nur in geringem Mafse an die Wandungen des Rohres ansetzt, was beispielsweise dadurch vermieden werden kann, dafs das Rohr mit Lehm, Graphit, Magnesia oder einer sonstigen Ligatur bestrichen wird; auch durch langsames Nachgeben der Masse kann dies Anschmelzen an Metall vermieden werden, sowie auch, indem die Mischung derartig zusammengesetzt wird, dafs eine Art Sinterkörper entsteht und dafs ferner ein Metall ausgeschieden wird, das die Eigenschaft, mit dem erwärmten Rohr zu verschmelzen, in geringem Mafse besitzt. Zu diesem Zweck sind beispielsweise dem Gemische mangan- oder kieselsäurehaltige Körper beizufügen, so dafs Legirungen dieser Metalle ausgeschmolzen werden.

Auch kann die Erwärmung in der Weise erfolgen, dafs zuerst aus einem Tiegel über die Schweifsstelle Korund gegossen wird und dafs sodann in der Coquille die Reaction unter Zugabe neuer Mengen des Gemisches weiter aufrecht erhalten wird, bis die Coquille gefüllt bezw. dem Rohre die nöthige Menge Wärme zuertheilt ist. Auch in diesem Falle schützt die übergegossene Korundschicht das Rohr vor Einwirkung des sich ausscheidenden Metalles in genügender Weise.

Ein sehr wesentlicher Vorzug der vorbeschriebenen Schweifsung besteht darin, dafs die Rohre, nachdem sie einmal genau auf einander justirt sind, nicht mehr bewegt zu werden brauchen, sondern der Schweifsdruck ohne jede Bewegung des Werkstückes als Ganzes . herbeigeführt wird. Es wäre eine stumpfe Schweifsung der Rohrränder auf einander mittelst Hammerschläge so gut wie unmöglich, da es dabei nicht gelingen würde, die Rohre genau eines in der Verlängerung des anderen zu halten und die zu grofse Stauchung und Verdickung der Rohrenden zu verhüten, während beim gegenwärtigen Verfahren, wie gesagt, die Justirung der Rohre zu einander bereits im kalten Zustande erfolgt, die Lage der Rohre zwecks Schweifsung nicht mehr verändert wird und nur eine ganz beschränkte Längenausdehnung als wirksame Kraft für das Schweifsen verfügbar ist. Auch ist infolge der Abwesenheit von Kohle jede Materialveränderung des Eisens verhindert, so dafs trotz der hohen Erhitzung auch die chemische Continuität des Materials erhalten bleibt.

Das Verfahren unterscheidet sich von den bisherigen Schweifsverfahren auch dadurch, dafs es auch in den meisten Fällen genügt, die Erwärmungsmasse, sei es nun, dafs sie durch Uebergiefsen oder durch Reaction in der Coquille mit den Rohren in Berührung gebracht wird, einseitig die zu schweifsenden Rohrenden umschliefst.

Man mufste bisher bei allen Rohrschweifsungen Ober- und Unterfeuer haben, weil sonst eine Schweifsung niemals gelang; das ist naturgemäfs besonders bei solchen Rohren fast unausführbar, welche infolge ihres geringen Durchmessers die Anbringung einer Unterfeuerung bei der Querschweifsung überhaupt nicht gestatten würden.

Selbstverständlich kann das Verfahren auch

auf andere relativ dünnwandige, in sich geschlossene Körper angewendet werden, welche nicht gerade unter den engeren Begriff Rohre fallen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :
   Verfahren zum Schweifsen von Rohren mit stumpf auf einander gestellten Rändern, dadurch gekennzeichnet, dafs die Rohre mit ihren Rändern unverrückbar auf einander geprefst bezw. gegen einander gehalten werden, sodann über die Schweifsstelle in eine geeignete Coquille eine aus der Verbrennung von Aluminium, Aluminium und Magnesium oder Carbiden mit Oxyden etc. entstandene Masse gegossen wird, bezw. die Reaction in der Coquille direct durchgeführt wird, worauf die Schweifsung durch den Druck im Werkstück unter Umhüllung der Rohre mittelst erstarrter, das Werkstück vor Deformation, sowie Luft- und Metalleinflufs schützender Schlacke (vornehmlich Thonerde) herbeigeführt wird.