DE1934107A1

DE1934107A1 - Vorrichtung zum Verschweissen hohlzylindrischer Werkstuecke mittels eines Lichtbogenschweissverfahrens unter Schutzgas

Info

Publication number: DE1934107A1
Application number: DE19691934107
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dietrich
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1969-07-04
Filing date: 1969-07-04
Publication date: 1971-01-14

Description

Yorrichtung zum Versohweißen hohizylindrischer Werkstücke mittels eines Liohtbcgensohweißverfahrens unter- Sohutzgas Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen hohlzylindrischer Werkstücke, vorzugsweise zum Aneinanderschweißen von Rohren, mittels eines Liohtbogenschweißverfahrens unter Schutzgas mit Schutzgaazuführung in den Bereich der im Innern der Werkstücke liegenden Nahtwurzel.
Beim Lichtbogenschweißen unter Schutzgas ist es vielfach erforderlich, nicht nur die Schweißzone auf der dem Schweißbrenner zugewandten Seite der zu verschweißenden Werkstücke sondern gleichzeitig auch die Gegenseite durch eine Sohutzgashülle gegen.
die schädlichen Einflüsse der Atmosphäre zu schützen. Ein solcher Schutz der Gegenseite ist vor allem dann von wesentlicher BL9-deutung, wenn die Schweißnaht ausschließlich von einer Seite der Werkstücke aus gelegt wird, d.h. wenn die Herstellung der Nahtwurzel von der gleichen Seite aus wie später die Fertigstellung der Schweißnaht erfolgen soll. Da in einem solchen Falle die Nahtwurzel nach ihrer Herstellung von der Gegenseite aus nicht mehr aufgeschmolzen wird, muß diese bereits beim ersten Arbeitsgang die gewünschte -Endqua.lität aufweisen. Dies kann, sofern überhaupt ein Schutzgassohweißverfahren angewandt wird, dadurch erreicht werden, daß beim Schweißen der Nahtwiirzel auch die Gegenseite der Schweißnaht mit Schutzgas beaufschlagt wird.
Viele Schweißnähte sind, bedingt durch die Werkstückform, nur von einer Seite der Werkstücke aus herzustellen.
Ein bekanntes Beispiel ist das Aneinanderschweißen von Rohren, deren Lurohmesser so gering ist, daß von ihrem Innern aus nicht geschweißt werden kann. Bei derartigen Rohrschweißungen ist deshalb ein Schutz der Nahtwurzelzone beim Herstellen der Nahtwurzel immer dann erforderlich, wenn an die Schweißung hohe Qualitätsanforderungen gestellt werden. Aus diesem Grunde ist es im Rohrleitungsbau üblich, zur Herstellung der Nahtwurzel die freien Enden der zu verschweißenden Rohre durch Stopfen zu verschließen und über kleine Zu- und Ableitungen in diesen Stopfen Schutzgas durch das ganze Rohr zu leiten.
Dieses Verfahren, das einen ausreichenden Schutz für die Nahtwurzel gewährleistet, hat den bisher in Kauf'genommenen Nachteil, daß eine erhebliche Menge Sohutsgae verbraucht wird.
Dieser Nachteil tritt besonders stark in Erscheinung, wenn die Rohre große Volumina besitzen oder wenn ein wertvolles Schutzgas verwendet werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Verschweißen hohlzylindrischer Werkstücke mittels eines Lichtbogensohweißverfahrens unter Schutzgas die Schutzgaszuführung zur Nahtwurzel zu verbessern und insbesondere den Verbrauch an Schutzgas für den Schutz der Nahtwurzel herabzusetzen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für die Schutzgaszuführung zur Nahtwurzel eine hohlzylindrische geschlossene Schutzgaskammer vorgesehen ist, deren Zylindermantel der inneren Querschnittsform der Werkstücke angepaßt iet und aus einem porösen Werkstoff, vorzugsweise Sintermetall, besteht und in deren einer Stirnfläche eine Schutzgaszuführungsleitung befestigt ist.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Verbrauch an Schutzgas wesentlich herabgesetzt, da nur ein im Vergleich zu dem aessmtvolumen der hohlzylindrischen Werkstücke äuBerst kleines Volumen, nämlich dasjenige der Schutzgaskammer, mit Schutzgas gefüllt werden muß. Der Zylindermantel der Schutzkammer besteht aus einem porösen Werkstoff, vorzugsweise Sintermetall, durch dessen Poren das Schutzgas in einem gleichmäßigen Strom austreten kann. ähnliche poröse Wände für die Zuführung von Schutzgasen sind schon früher verwendet worden, Jedoch stete so, daß das schutzgas von außen durch die Poren des Werkstoffe in das Innern einer Kammer hineingedrückt wird, die als Ganzes einen Schutzraum bildet, welcher den zu schützenden Gegenstand umschließt.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine solche Sohutzbenu gaskammer gerade umgekehrt .h. der zu schützende Gegenstand, nämlich die Nahtwurzel, befindet sich außerhalb der Kammer, aus der der Gasstrom aus tritt und dabei die wärmebeeinflußte Zone bespült. Da die Schutzkammer erfindungsgemäß der inneren Querschnittsform der Werkstücke angepaßt ist, ergibt sich der Vorteil, daß die Nahtwurzel auf ihrer gesamten Länge gleichzeitig von Schutzgas beaufschlagt wird.
Der Schutzgasverbrauch wird nicht nur durch das kleine Volumen der Schutzgaskammer sondern darüber hinaus auch durch die sehr geringe Durchflußmenge des Sobutzgases durch die Poren des porösen Werketoffes wesentlich herabgesetzt. Trotz dieses gegenüber dem bekannten Verfahren der Füllens der Werketoffinnenräume mit Schutzgas wesentlich verminderten Schutzgasverbrauches wird, bedingt durch die Verwendung der porösen Wand für den Zylindermantel der Schutzgaskammer, eine sehr gleichmäßig. Schutzgasströmung in die Nahtwurzelsone und damit eine besonders intensive Abschirmung der Nahtwurzel erreicht. Das aus der Schutzgaskammer austratende Gas hat darüber hinaus schon nach kurzer Spülzeit die Zusammensetzung des verwendeten Sohutzgaxea, Für Werkstoff. litt kreisföritgem Innenquerschnitt, also insbeandere für Rohre, ist eine Schutzgaskammer in Yorm eines Kreiszylinders besonders vorteilhaft, wenn die Höhe des Kreiszylindere das 0,5- bis 3-faohe seines Durchmessers beträgt. Um eine über die ganze Länge der Nahtwurzel gleichmäßige Sohutzgseströmung zu erhalten, ist erfindungagemäß mindestens eine der Stirnflächen der Schutzgaskammer mit Abstandshaltern versehen, die über den Zylindermantel hinausragen. Mit Hilfe dieser Abstandshalter kann die rfindungsgemäße Vorrichtung konzentrisch in das Innere der Rohre hineingebracht werden.
Weiter Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Figur beschrieben, die als Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung für das Aneinanderschweißen von Rohren zeigt.
In der Pigur sind mit 1 und 2 zwei Rohre bezeichnet, die an der Stelle 3 mit einem Lichtbogenschweißverfahren unter Schutzgas aneinandergeschweißt werden sollen. Die Rohre 1 und 2 sind so eng, daß die Nahtwurzel 6 ebenfalls von außen geschweißt werden muß. Hierzu ist es erforderlich, daß die Nahtwurzel 6 während des Sohweißens vom Innern der Rohre 1 und 2 her durch eine Schutzgashülle geschützt wird.
Die Schutzgaszuführung in die Nahtwurzelzone erfolgt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, die in dem dargestellten Boigpil eine hchlzylindrische Schutzgackammer 4 mit kreisförmigem Querschnitt und eine Schutzgaszuführungsleitung 7 umfaßt. Der Zylindermantel 5 der Schutzgaskammer 4 besteht aus porösem Sintermetall, durch das dem Schutzgas in gleichmäßigam Strom in den Bereich der Nahtwurzel 6 gelangen kann.
Zur Sicherstellung einer konzentrischen Lage der Schutzgaskammer 4 im Innern der Rohre 1 und 2 und damit einer gleichmäßigen Verteilung des Schutzgases über den ganzen Umfang der Nahtwurzel 6 sind an der einen 8 der beiden Stirnflåohen 8 und 9 der Schutzgaskammer 4 Abstandshalter 10 angebracht. Ds Umriß einer in dieser.Art ausgestalteten Stirnfläche zeigt die Figur la.
3 Pstentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Verschweißen hohlzylindrischer Werkstüche, vorzugsweise zum Aneinsnderschweißen von Rohren, mittels eines Lichtbogeneehweißverfahrens unter Schutzgas mit Schutzgas zuführung in den Bereich der im Innern der Werkstücke liegenden Nahtwurzel, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schutzgaszuführung zur Nahtwurzel (6) ine hohlzylindrische geschlossene Schutzgaskammer (4) vorgesehen ist, deren Zylindermantel (5) der inneren quersohnittßform der Werkstücke angepaßt ist und aus einem porösen Werkstoff, vorzugsweise Sintermetall, besteht und in deren einer Stirnfläche (8) eine Schutzgaszuführungsleitung (7) befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für Werkstücke mit kreisförmigem Innenquerschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sahutzgaskammer (4) die Form eines Kreiszylinders aufweist, dessen Höhe das 0,5- bis 3-fache seines Durchmesser ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine (8) der Stirnflächen (8, 9) der Schutzgaskammer (4) über den Zylindermantel (5) hinausragende Abstandshalter (10) aufweist.