DE1627453B2

DE1627453B2 - Reibstumpfschweissverfahren zum verbinden von rohrfoermigen werkstueckteilen

Info

Publication number: DE1627453B2
Application number: DE19671627453
Authority: DE
Inventors: Pawel M.; Aschrafow Mamed Abdul R.O.; Efendiew Gamid E.o.; Baku; Achmedow Baba A.o. Samgait; Timofejew Wladimir I.; Kornew Towii N.; Baku; Gelman Alexandr S. Moskau; Sutowsky (Sowjetunion)
Original assignee: Aserbeidschansky Nautschno-Issledowatelskij Institut Neftyanowo Maschinostrojenia, Baku (Sowjetunion)
Priority date: 1967-06-27
Filing date: 1967-06-27
Publication date: 1973-07-19
Also published as: DE1627453A1; DE1627453C3

Description

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anzuschweißende Werkstückteil 4 mit der größeren dem Stauchen gewährleistet ist. Es erfolgt eine Querschnittsfläche wird in eine Haltevorrichtung 5 Vergrößerung der Wandstärke an der Schweißstelle, eingespannt, die mit einer Spindel 6 drehfest ver- Eine Deformation des Werkstückes an der Schweißbunden ist. Die Spindel 6 läuft in Lagern 7 in einem stelle nach innen wird durch den Dorn 11 oder den Gehäuse 8. Ein hydraulischer Zylinder 9 entwickelt 5 Schaft 15 des Werkstückteils 4 verhindert. Sollte die während der Schweißung eine Axialkraft, welche von Wandstärke des Schaftes 15 dazu nicht ausreichen, einem Drucklager 10 aufgenommen wird. Im Inneren so wird ein zusätzlicher Dorn eingesetzt. Nach des Werkstückteils 1 und des Werkstückteils 4 ist bei erfolgter Aufweitung des Werkstückteils 1 durch der Schweißstelle ein Dorn 11 mit der Fassung 3 Stauchen und nach der Ausfüllung des Hohlraumes koaxial angeordnet. Der Dorn und die Fassung io zwischen dem Werkstückteil 4 und der Fassung 3 bestehen aus einem hitzebeständigen verschleißfesten erfolgt bei zunehmender Axialkraft eine weitere Werkstoff. Der Dorn 11 ist auf einer Welle 12 ange- Erwärmung. Dadurch wird die örtliche Erwärmung ordnet, die mit der Spindel 6 verbunden ist und der sich berührenden Querschnittsflächen beschleusynchron mit dieser läuft. Die Querschnittsfläche des nigt. Nachdem die zur Verschweißung der Werk-Werkstückteils 1 kann konisch oder eben ausgeführt 15 stücke erforderliche Oberflächentemperatur erreicht sein. Sie ist kleiner, als die Querschnittsfläche des ist, wird die Relativbewegung zwischen den Werk-Werkstückteils 4, die ebenfalls konisch ist, um eine stückteilen abgebremst und auf diese wird an ihrer größere Fläche und eine geeignete Fließrichtung des Schweißstelle ein hoher Druck ausgeübt. Nach Werkstoffes der Werkstückteile zu erreichen. Die Beendigung des Schweißvorganges wird die Halte-Form der Querschnittsflächen richtet sich im allge- 20 vorrichtung 5 des Werkstückteils 4 geöfinet und der meinen nach dem Werkstoff und den geometrischen hydraulische Zylinder zurückbewegt. Damit wird der Abmessungen der Werkstückteile. Die Fassung 3 Dorn 11 aus dem fertiggeschweißten Werkstück kann mit der Haltevorrichtung 2 verbunden werden herausgezogen, während letzteres in der Halte- und zwar sowohl lösbar, als auch nicht lösbar. Der vorrichtung 2 festgehalten wird.
Dorn 11 kann auf der Welle 12 auch lose angeordnet 25 In Fig. 3 ist die Form der Werkstückteile und sein. Wenn der Innendurchmesser des Werkstück- ihre Anordnung in der Fassung zusammen mit dem teils 1 viel größer ist als der Innendurchmesser des Dorn bei Schweißung mit Einziehung durch Stau-Werkstückteils 4, übernimmt der Schaftteil 15 des chen zu erkennen. Die miteinander zu verschweißen-Werkstückteils 4 die Funktion des Domes 11, der den Querschnittsflächen des Werkstückteils 1 und des in das Innere des Werkstückteils 1 hineinragt. 30 Werkstückteils 4 haben denselben Außendurchmesser

Der Schweißvorgang wird wie folgt durchge- und werden daher nach innen konisch geformt. Die

führt. Form der Querschnittsfläche des Werkstückteils 1

Das Werkstück 4 wird in Drehung versetzt und kann, wie oben erwähnt, beliebig sein. Eine Defor-

mit dem hydraulischen Zylinder 9 in Achsrichtung mation des Werkstückteils 4 nach außen wird durch

verschoben. Infolge der Reibung zwischen den 35 die mit ihm verbundene Fassung 3 begrenzt. Der

Berührungsstellen der Werkstückteile 1 und 4 wird Innendurchmesser der Fassung 3 ist etwa dem

Wärme entwickelt. Wegen des geringeren Quer- Außendurchmesser an der Schweißstelle gleich. Der

schnittes des Werkstückteils 1 steigt seine Temperatur Dorn 11 ist so beschaffen, daß die erforderliche

schneller, als die Temperatur des Werkstückteils 4. Größe des Endes des Werkstückteiles 1 nach dem

Es tritt eine plastische Deformation des Werkstück- 40 Stauchen gewährleistet ist.

teils 1 auf, sein Werkstoff fließt über die konische Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile be-Querschnittsfläche des Werkstückteils 4 und füllt den stehen insbesondere in der hohen Güte der Schweiß-Hohlraum zwischen dem Werkstückteil 4 und der verbindung, welche durch die große Schweißfläche Fassung 3 aus. Die Axialkraft von dem Zylinder 9 und geringe Faserdeformation in der Schweißnaht wird so weit vergrößert, bis der Werkstoff des 45 erzielt wird. Es ist möglich, auch bei härtbaren Werkstückteils 1 den ganzen Raum zwischen dem Werkstoffen eine hochwertige Schweißverbindung zu Werkstückteil 4 und der Fassung 3 ausfüllt. Die schaffen, wenn der Dorn und die Fassung gekühlt innere Oberfläche der Fassung 3 ist so ausgeführt, werden. Dadurch wird auch eine hohe Lebensdauer daß die erforderliche Form des Werkstückes nach des Domes und der Fassung erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ί 2 schmalen Berührungsfläche zwischen den zu verPatentansprüche: schweißenden Werkzeugteilen eine nicht genügend tiefe Verschweißung erfolgen kann.

1. Reibstumpfschweißverfahren zum Verbin- Aus der deutschen Patentschrift 946323 ist es den von rohrförmigen Werkstückteilen, bei 5 bekannt, zwei Werkstückteile miteinander zu verweichem die Ausbildung des Schweißwulstes binden, wobei die Verbindungsstelle nach innen von durch eine äußere Fassung und einen inneren einem Dorn begrenzt wird, der von einem vorsprin-Dorn auf eine vorgegebene Form begrenzt wird, genden Stumpf eines der Werkstückteile gebildet wobei die Fassung und der Dorn jeweils die wird. Die Verbindung der beiden Werkstückteile ist Schweißstelle der Werkstückteile übergreifen, io aber im wesentlichen ein Aufschrumpfen zweier dadurch gekennzeichnet, daß zum Ver- zylindrischer Teile. Das äußere Teil wird durch binden von zwei Werkstückteilen mit unter- elektrische Widerstandsdrähte beheizt, dehnt sich schiedlich großem Innen-oder Außendurchmesser aus und wird auf das innere Teil aufgesetzt. Beim die Querschnittsfläche des Werkstückteils mit Abkühlen wächst der Anpreßdruck zwischen den der größeren Querschnittsfiäche konisch ausge- 15 beiden Werkstückteilen mit zunehmender Abnahme bildet wird, und daß zwischen dem Werkstück der Schrumpftemperatur, so daß das äußere Werk- und der Fassung oder dem Werkstück und dem stückteil immer fester auf dem inneren Werkstück-Dorn ein die gewünschte Ubergangsform des teil aufsitzt. Zusätzlich zu diesem Aufschrumpfeffekt Schweißwulstes von der kleineren zur größeren wird der Reibschweißeffekt ausgenutzt, indem die Querschnittsfläche hervorrufender Hohlraum 20 beiden Werkstückteile zueinander verdreht werden, freigelassen wird. Bei dieser Anordnung erfolgt die Schweißverbindung

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- aber im wesentlichen zwischen den zylindrischen kennzeichnet, daß der die Schweißstelle nach Oberflächen der beiden Werkstückteile. Auch müssen innen begrenzende Dorn von einem vorspringen- die Berührungsflächen der beiden Werkstückteile den Stumpf des Werkstückteils mit der größeren 25 völlig gleich ausgeführt sein.
Querschnittsfläche gebildet wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Verfahren zur Schweißung von rohrförmigen Werkgekennzeichnet, daß die Konizität des Werkstück- stückteilen mit unterschiedlichen Querschnittsflächen teils mit der größeren Querschnittsfläche in durch Reibungswärme anzugeben, das mit einfacher Fließrichtung des sich bildenden Schweißwulstes 30 Ausrüstung bei geringem Zeitaufwand eine hochvorgesehen wird. wertige Schweißverbindung zwischen den Werkstückteilen herzustellen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch

gelöst, daß zum Verbinden von zwei Werkstückteilen 35 mit unterschiedlich großem Innen- oder Außendurch-

Die Erfindung betrifft ein Reibstumpfschweiß- messer die Querschnittsflächen des Werkstückteils verfahren zum Verbinden von rohrförmigen Werk- mit der größeren Querschnittsfläche konisch ausgestückteilen, welchem die Ausbildung des Schweiß- bildet wird, und daß zwischen dem Werkstück und wulstes durch eine äußere Fassung und einen inneren der Fassung oder dem Werkstück und dem Dorn ein Dorn auf eine vorgegebene Form begrenzt wird, 40 die gewünschte Übergangsform des Schweißwulstes wobei die Fassung und der Dorn jeweils die Schweiß- von der kleineren zur größeren Querschnittsfläche stelle der Werkstückteile übergreifen. hervorrufender Hohlraum freigelassen wird.

Zum Verbinden von Werkstückteilen durch Wenn die Querschnittsfläche des Werkstückteils

Reibstumpfschweißen sind schon viele Vorschläge mit dem größeren Querschnitt erheblich größer ist, gemacht worden. Beispielsweise ist es aus der USA.- 45 als die Querschnittsfläche des Werkstückteils mit dem Patentschrift 3 323 203 bekannt, bei der Ver- kleineren Querschnitt, ist es vorteilhaft, daß der die schweißung von zylindrischen Stäben aus einer Schweißstelle nach innen begrenzende Dorn von Zirkoniumlegierung den Schweißwulst außen mit einem vorspringenden Stumpf des Werkstückteils einer Fassung zu begrenzen. Dabei ist es nachteil- mit der größeren Querschnittsfläche gebildet wird,
haft, daß dieser bei der Verschweißung zwangläufig 50 Es ist auch vorteilhaft, daß die Konizität des entstehende Wulst nach dem Schweißen entfernt Werkstückteils mit der größeren Querschnittsfläche werden muß. Ähnliche Verfahren sind aus der in Fließrichtung des sich bildenden Schweißwulstes britischen Patentschrift 1053148 und aus der vorgesehen wird.

britischen Patentschrift 963 681 bekannt. Aus der Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

deutschen Patentschrift 476480 ist es bekannt, 55 Zeichnung dargestellt und werden im folgenden kleine Plättchen aus hochwertigem Schnellarbeits- näher beschrieben. Es zeigt

stahl durch Reibstumpfschweißen mit einem Träger F i g. 1 den Schnitt einer Einrichtung zum Durchaus weniger kostspieligem Werkzeugstahl zu ver- führen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
binden. Fig. 2 eine Anordnung der Werkstückteile, in

Aus der belgischen Patentschrift 623 841 ist es 60 welcher der Dorn von einem vorspringenden Stumpf bekannt, zwei rohrförmige Werkstückteile gleicher des einen Werkstückteils gebildet wird,
Innen- und Außendurchmesser unter Verwendung Fig. 3 eine Anordnung der Werkstückteile, bei

eines die Schweißstelle innen begrenzenden, sie welcher das Werkstückteil mit der kleineren Querübergreifenden Domes und einer die Schweißstelle schnittsfläche beim Schweißen eingezogen wird,
begrenzenden, sie übergreifenden äußeren Fassung 65 Das Werkstückteil 1 mit der kleineren Querzu verschweißen. Dabei ist es jedoch nachteilhaft, schnittsfläche wird in einer feststehenden Haltedaß die Schweißverbindung vielfach keine aus- vorrichtung 2 eingespannt und trägt an der Schweißreichende Festigkeit aufweist, weil nur entlang einer stelle eine starr befestigte äußere Fassung 3. Das