DE1940341A1

DE1940341A1 - Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Metalleisten u.dgl.,insbesondere von Schweisselektroden

Info

Publication number: DE1940341A1
Application number: DE19691940341
Authority: DE
Inventors: Mosgrove Walter G; Landis George Gideon
Original assignee: Lincoln Electric Co
Current assignee: Lincoln Electric Co
Priority date: 1966-01-03
Filing date: 1969-08-08
Publication date: 1971-02-25
Also published as: DE1940341B2; FR2053667A5; GB1280526A; NL6910816A; AU444377B2; US3466907A; AU5713169A; DE1940341C3; NL144853B

Description

der Firma .

The Lincoln Electric Company, 22801 St. Olair Avenue,

Cleveland, Ohio (USA)

Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Metalleisten u.dgl., insbesondere von Schweißelektroden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstelle^ von Metalleisten u.dgl., insbesondere von Schweißelektroden. Vorzugsweise ist die Erfindung auf die Herstellung von leisten- oder bandförmigen Metallprofilteilen und von Elektrode^ in fortlaufenden Längen gerichtet, und zwar vor allem solcher rohrförmiger Elektroden, die mit. Schweißzusätzen Od.dgl. gefüllt werden, wie dies z.B. in den TJSA-Patentschriften 2 909 778 und 2 909 650 beschrieben ist. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung einen wesentlich
breiteren Anwendungsbereich hat und nicht nur auf die Ver-

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arbeitung von Stahl beschränkt ist, sondern auch bei der Verarbeitung anderer Metalle, wie z.B. Aluminium, Anwendung finden kann.

Es ist üblich, für aus Stahl bestehende Schweißelektroden einen massiven Stahldraht, ein hohles Stahlrohr oder ein Flachband bzw. eine Flachleiste zu verwenden. Die massiven Schweißelektroden werden in der Weise gefertigt, daß Bohstäbe zu einem Draht mit einem gewünschten Solldurchmesser w . gezogen werden· Der Draht wird dann entweder in kurze Längenabschnitte geschnitten oder zu Spulen aufgewickelt.

Die rohrförmigen oder aus Flachstäben bestehenden Elektroden werden la allgemeinen in der Weise gefertigt, daß ein breites, flaches Stahlband der erforderlichen Bandstärke in einzelne Streifen oder Leisten bestimmter Breite geschnitten wird, worauf die Streifen bzw. Leisten endseitig miteinander verschweißt werden. Im Falle der Fertigung von rohrförmigen Elektroden werden dann die miteinander verschweißten Strei- ) fen U-förmig geformt, worauf die Außenkanten der IT-Schenkel in gegenseitige Anlage oder in Überlappung gebracht werden.

Bei solchen leisten- oder rohrförmigen Stahlelektroden ist es öedocii. schwierig, die Elektroden so herzustellen, daß sie * über die ganze Länge gleichbleibende metallurgische Eigenschaften aufweisen. Dies ist selbst dann der Fall, wenn die . miteinander verschweißten Streifen oder Leisten aus demselben Stahlband herausgetrennt werden, welches aus einem ein-

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heitIichen Stahlblock gewalzt worden ist. Es hat sich gezeigt, daß sich bei den Stahlblöcken die metallurgischen Eigenschaften in jede» beliebigen Querschnitt des Blocks von dessen Außenkanten und Seitenflächen zum Kern hin ändern. Ein aus dem Block gewalztes breites Stahlband oder Stahlblech weist demgemäß zwischen seinen Außenkanten unterschiedliche metallurgische Eigenschaften auf. Wenn das Stahlband dann in einzelne Streifen geschnitten wird, so sind demgemäß auch deren metallurgische Eigenschaften unterschiedlich. Diese Schwankungen in den metallurgischen Eigenschaften sind zwar vom Gebrauchszweck her im allgemeinen unbeachtlich; für den Anwendungsbereich der Schweißelektroden haben sie Jedoch erhebliche Bedeutung, zumal es nicht ohne weiteres möglich ist, die Schwankungen der metallurgischen Eigenschaften durch unterschiedliche Schweißzusätze, die in die rohrförmige Schweißelektrode eingeführt werden, auszugleichen. Es ist daher unvermeidbar, daß sich Schweißraupen von unterschiedlicher Beschaffenheit ergeben, was häufig nicht ohne weiteres hingenommen werden kann.

Weitere Schwierigkeiten bei der Herstellung von Stahlrohren aus in einzelne Streifen geschnittenen Flachbändern ergeben sich daraus, daß die Flachbänder nicht nur in der Breitenabmessung, sondern selbst in ihrer Längsrichtung Dickenschwankungen aufweisen. Diese Dickenschwankungen bedingen bei der Fertigung von Schweißelektroden entsprechende Schwan— kungen im Gewicht je Elektroden-Längeneinheit.

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Bei der Herstellung von Streifen oder Leisten durch Schlitzen von Bändern u.dgl. ist es außerdem schwierig, genaue Breitenabmessungen beizubehalten. Weiterhin ist nachteilig, daß der Kilopreis der von den Stahlwerken gelieferten Stahlbänder verhältnismäßig hoch und um ein Mehrfaches größer ist als der Kilopreis eines rohen Stangen- oder Stabmaterials. Der Preis der rohrförmigen Stahlelektroden liegt daher erheblich höher als der Preis der herkömmlichen massiven Stahlelektroden.

Bei der Herstellung von rohrförmigen Elektroden ist es schwierig, die Ränder der zur Fertigung der Elektroden verwendeten Leisten in eine solch feste gegenseitige Anlage zu* bringen, daß sie nach dem endgültigen Schließvorgang in dieser Lage bleiben. Dies gilt sowohl dann, wenn die Streifen aus rohem Stabmaterial gefertigt werden, als auch dann, wenn sie aus einem Flachband geschnitten werden. Es ist daher häufig nicht zu vermeiden, daß die gegeneinandergelegten Ränder der zur Rohrform geformten Metallstreifen nach dem Verlassen der Verschlußrollen sich wieder voneinander abspreizen, so daß sich zwischen den Rändern ein schmaler Spalt bildet, durch den Verunreinigungen, wie z.B. Feuchtigkeit oder ölbestandteile in das Elektrodeninnere gelangen können. Dieses Aufspreizen der Elektrodenränder vollzieht sich unabhängig davon, welcher Verschlußdruck bei der Verformung des Streifens zu der Rohrelektrode angewendet wurde.

Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, diese

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und weitere Nachteile und Schwierigkeiten zu beheben. Sie bezweckt insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung, mit dem bzw. mit der sich Metalleisten u.dgl. sowie aus diesen Metalleisten in fortlaufenden Längen geformte rohrförmige Schweißelektroden in wirtschaftlicher Weise und mit hoher Eroduktionsgeschwindigkeit fertigen lassen, wobei die Elektroden auch über größere Längenabschnitte gleichbleibende metallurgische Eigenschaften aufweisen.

Unter der Bezeichnung "Leisten" bzw. "Streifen" sind hier flache oder gekrümmte schmale Metallbänder von gleichmäßiger bzw. angenähert gleichmäßiger Dicke und Breite im Unterschied zu solchen vom Hersteller gelieferten breiten Bändern zu verstehen, die in der vorgenannten Weise zu einzelnen Streifen oder schmalen Leisten geschnitten werden.

Der Ausdruck "Stab" bezeichnet ein längliches Metallteil, dessen Abmessungen und/oder Gewicht je Längeneinheit größer sind ■als diejenigen bzw. dasjenige der fertigen Leiste; solche Stabe weisen vorzugsweise einen zylindrischen Querschnitt auf, obwohl sie in manchen fällen auch ein quadratisches oder ein

sonstiges! mehreckiges Profil haben¹ können. . " : -■"[.' _ ι- .".-.,■"

Unter der¹ Bezeichnung "roher Stab¹! ist ein Stab zu verstehen, der aus einem Stahlblock, einer Bramme od.dgl. durch Warmwalzen, Schmieden.und/oder Ziehen unter Verminderung der Querabaessungen des Blocks bzw. der Bramme bei entsprechender Erhöhung der Längsabmeasung geformt wird. Ein solcher Hohsta|>

hat über seine Querschnittsf lache vom Außenmantel sum Kern hin dieselben Schwankungen im chemischen Aufbau wie der ursprüngliche Block. Entsprechend weist der Stab in jeder Quer-. schnittsfläche einen chemischen Aufbau auf, der mit dem entsprechenden Flächenbereich des Stahlblocks übereinstimmt. Der Stab befindet sich in warmgewalztem Zustand und entspricht demgemäß einem vollvergüteten Stab.

^ Es ist bekannt, daß solche aus Stahl bestehenden Bohstäbe eine Außenhaut aufweisen, die aus einem niedriger legierten Stahl besteht und weniger Einschlüsse enthält als die inneren Xerazönen des- Stabs. Biese Außenhaut des Stabs ist über den gesamten Stabumfang hinweg im wesentlichen von gleichförmiger chemischer Beschaffenheit. Es ist weiterhin bekannt, daß Stahiblocke an ihren Enden in Längenbereichen von etwa 1556 der gesamten Blocklänge metallurgische Eigenschaften aufweisen können, die sich sehr deutlich von denjenigen metallurgischen Eigenschaften unterscheiden, die der Block auf

\ seinen übrigen, inneren Längenhereiche|t hat. Diese Schwankungen im metallurgischen Aufbau wirken sich bei der Serstellung von Schweißelektroden nachteilig aus. Bei der vorliegenden Erfindung werden daher vorzugsweise solche Sohsti&e verwendet, die aus dem inneren Längenabschnitt des Stahlblock« gefertigt sind, dessen Läng« etwa 7006 der gesamten ursprüngliches. Länge des Stahlblocks entspricht. M« Stahlblookenden voa jeweils 15% der Sesamtlänge können vor der Queraehaittsv4rf ormung afegekdpft werden j sie kwsamm. aber

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auch nach der Fertigstellung der Stäbe oder dee Drahtes abgetrennt werden. Diese abgetrennten, von des oberen und unteren Ende des Stahlblocke gebildeten Teile können zur Herstellung herkömmlicher nassiver Stahlschweißelektroden verwendet werden, bei denen die metallurgischen Eigenschaften des Stahls von geringerer Bedeutung sind.

Es ist an sich bekannt, Stäbe in einer Gruppe von hintereinander angeordneten, in Axialdichtung flachen Walzen zu Bändern von gleichmäßiger Bandstärke zu verformen. Bei dieser Arbeitsweise wird jedoch der Stahl einer solch starken Kaltverformung unterworfen, daß es zur Erzielung eines Fertigproduktes, von einer Dicke, die für die Herstellung von Schweißelektroden in Betracht kommt, einer oder mehrerer Vergütungsbehandlungen bedarf. Außerdem erfolgt beim Kaltwalzen die Verminderung des Dickenmaßes hauptsächlich durch eine axiale Längung des Werkstücks. Wenn jedoch als Fertigerzeugnis ein Rohr verlangt wird, so muß die Werkstoffdehnung in Querrichtung erfolgen, um einen Streifen bzw. eine Leiste der erforderlichen Breite zu erhalten.

Ihrem Grundgedanken nach besteht die Erfindung in dem Vorschlag, eine Metalleiste od.dgl. aus einem Stabmaterial in der Weise zu fertigen, daß der Stab fortschreitend in bestimmten Bereichen solange in seiner Dicke herabgesetzt wird, bis er schließlich in allen Bereichen ein gleichmäßiges Dickenmaß hat. Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dabei vor allem dadurch, daß die Leiste bzw. die Schweiß-

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elektrode durch formgebende Bearbeitung aus einem Metallstab in der Weise hergestellt wird, daß der Metallstab durch Anformen einer längsverlaufenden Kehle oder einer Rille od.dgl. zu einer rinnen- oder etwa U-förmigen Leiste von gleichmäßiger Dicke und Breite verformt wird. Der Verformungsvorgang erfolgt hierbei vorzugsweise in kontinuierlicher Arbeitsweise, wobei die längsverlaufende Kehle od.dgl. progressiv angeformt und anschließend verbreitert und vertieft wird, bis die aus dem Stab geformte Leiste die gleichmäßige Wandstärke und Breite hat.

Es empfiehlt sich, die in Stablängsrichtung verlaufende Kehle symmetrisch einzudrücken und anschließend in mehreren Verformungeetufen zu verbreitern und zu vertiefen. Es hat sich herauegeβte11t, daß dadurch, daß zunächst die Längskehle in den Stab eingeformt wird, die Leiste sich in mehreren Kaltverformungsvorgängen herstellen läßt, ohne daß hierbei Vergütungsbehandlungen des Metalls eingeschaltet zu werden brauchen. Selbstverständlich lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aber auch Vergütungsbehandlungen vorsehen.

Als Ausgangematerial werden zweckmäßig Metallstäbe verwendet, deren Metergewicht erheblich größer ist als das Metergewicht der fertigen Metalleiste. Sie formgebende Bearbeitung der Metallstäbe erfolgt gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorzugsweise so, daß der Stab durch die Eindrückung der Rille bzw. Kehle in zwei im wesentlichen symmetrische und einstückig miteinander verbundene Teile aufgeschlitzt wird,

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worauf dann diese Teile zu einer V- oder U-förmigen Leiste geformt werden, die über die gesamte Breite eine gleichmäßige Dicke und über die gesamte Länge eine gleichmäßige Breite hat. Bei dieser Arbeitsweise wird vorteilhafterweise so yorgegangen, daß die durch die Eindrückung der Hohlkehle gebildeten Schenkel des nun etwa V-förmigen Stabs eine von der Stab-Längsmittelebene zu den freien Sc&enkelenden hin ansteigende Wandstärke aufweisen. Bei den nachfolgenden Verformungsstufen wird dann das Maß des Dickenanstiegs dieser Schenkel stufenweise vermindert, bis schließlich nach der letzten Verformungsstufe die Leiste über ihre gesamte Querabmessung dasselbe Dickenmaß hat. Bei dieser Arbeitsweise läßt sich bei jeder Verformungsstufe eine größere Verminderung des Dickenmaßes mit geringerer Verformungskraft, geringerer mechanischer Beanspruchung der Verformungswerkzeuge und somit auch mit einer geringeren Anzahl an Verformungsstufen erzielen. Als Verformungswerkzeuge werden zweckmäßig walzen oder Rollen verwendet, die eine kontinuierliche Arbeitsweise ermöglichen. Dabei erfolgt die Formgebung zweckmäßig stufenweise mittels hintereinandergeschalteter Hollenpaare, deren eine Holle jeweils eine etwa V- oder U-förmige Umfangsnut aufweist, während die andere Holle einen im Querschnitt etwa V- oder U-förmig© * Umfang bzw. eine entsprechend geformte ITase od.dgl., aufweist, die in die genannte Mut der anderen Holle einfaßt. Vorzugsweise ist hierbei die Anordnung so getroffen, daß die Scheitelwinkel der etwa V-förmigen Verformungsnase von Verformungsstufe zu Verformungsstufe zunehmen.

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Es empfiehlt eich, bei den der anfänglichen Aufschlitzung der Stäbe folgenden Verformungsstufen das Metall des aufgeschlitzten Stabes stufenweise von der Mittelebene des aufgeschlitzten Stabes nach außen bis zu den Außenkanten in der Wandstärke zu verhindern, bis angenähert die endgültige Wandstärke erreicht ist. Dies bedeutet, daß der Bittlere Bereich des aufgeschlitzten Stabs bereit· beim ersten Verformungsvorgang angenähert auf das endgültige Dickenmaß vermindert wird, wahrend bei diesem Verformungevorgang in den Endbereichen des aufgeschlitzten Stabes noch keine Dickenverminderung erfolgt. Dies wird zweckmäßig erst bei den nachfolgenden Verformungsstufen vorgenommen, ohne daß hierbei der mittlere Bereich des aufgeschlitzten Stabs in der Sicke herabgesetzt wird. Zu erwähnen ist, daß bei der Verformung der äußeren Schenkelteile des aufgeschlitzten Stabes eine gewisse Streckung und Längung des bereits verformten inneren Bereichs des Stabes und demgemäß auch eine geringfügige Verminderung des Dickenmaßes in diesem Bereich eintritt.

Als Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist von Bedeutung, daß die dicken Bandteile des durch die Eindrückung aufgeschlitzten iptabes den mittleren Bereich desselben an einer Streckung in ffcaMingsrichtung hindern, wenn der Stab anschließend in seinem Dickenmaß vermindert wird. Die Verdrängung des Werkstoffs und die Streckung des Stabes erfolgen daher hauptsächlich in der Stabquerrichtung. lter kaltbearbeitete ,Mittelbereich des Stabes hindert andererseits

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die Außenbereiche dee Stabes daran, daß diese sich bei ihrer Weiterverformung bis zum Erreichen des gewünschten Dickenmaßes in Stablängerichtung strecken; auch hier erfolgt mithin die Werkstoff verdränglang und die Streckung hauptsächlich in Querrichtung des Stabe. Auf diese Weise wird ein maximales Verhältnis von Querstreckung zu Längsstreckung erzielt, d.h. es wird bei einem gegebenen Stabdurchmesser eine maximale Breite der fertiggestellten Leiste erreicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die aus dem Rohstab geformte, angenähert V- bzw. U-förmige Leiste anschließend zu einem Rohr geformt. Dies erfolgt vorzugsweise derart, daß der Krümmungsradius der von den Randbereichen der Leiste entfernt liegenden Leistenteile, d.h. der Scheitelwinkel der V- bzw. ü-förmigen Leiste unmittelbar vor der letzten Verformungsstufe kleiner eingestellt wird als der Krümmungsradius des fertigen Rohres, so daß der Krümmungsradius bei dem nachfolgenden Schließen der Leiste zu einem Rohr zumindest in einem geringen Umfang erhöht wird. Hiermit wird erreicht, daß das Metall an der Rohrinnenseite in ümfangBrichtjung gestreckt wird, so daß sich in dem Metall hler eine Umfangespannung einstellt, welche die Ränder der zu einem Rohr geformten Leiste in gegenseitiger Anlage hält. Diese Arbeitsweise steht im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, wo beim Schließen des Bandes zu einem Rohr der Krümmungsradius vermindert wird, so daß das Metall an der den Rändern gegenüberliegenden Rohrinnenseite unter einer Umfangs-

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Druckspannung steht. Dies hat zur Folge, daß sich die Händer unter Abbau der Druckspannung wieder voneinander abheben, sobald die Kraft nachläßt, unter der das Band zu einem Rohr geschlossen wird.

Bei der Herstellung einer rohrförmigen Schweißelektrode od.dgl. wird nach Vorstehendem das erfindungsgemäße Verfahren zweckmäßigerweise so durchgeführt, daß ein langgestrecktes Metallstück mit parallelen Rändern verwendet wird, dessen Breitenmaß größer ist als das Dickenmaß und das bei einer gewissen Elastizität ein etwa bogenförmiges Profil hat, wobei das Profil seitlich der in Abstand angeordneten Ränder zumindest an einer Stelle der Bogeninnenseite einen Krümmungsradius auf- · weist, der kleiner ist als der Krümmungsradius dieser Stelle an der fertigen Elektrode. Nach Befüllen des Profilinnenraums mit Schweißzusätzen u.dgl. wird dann das Profilstück so verformt, daß der Krümmungsradius zumindest an den anderen Abschnitten der Profilinnenseite bis zur Anlage der Profilränder vermindert wird, wobei diese Abschnitte während des Verforaungsvorgangs unter einer Druckbeanspruchung stehen, unter der sich die Profilränder bei nachlassender Verformungskraft normalerweise voneinander trennen würden. Um dies zu vermeiden, wird daher der Krümmungsradius an der-erstgenannten Stelle des Profils soweit erhöht, daß während des Verformungsvorgangs diese Stelle unter eine solche Zugbeanspruchung gebracht wird, daß die genannten Profilränder beim Nachlassen der Verformungskraft in gegenseitiger Anlage verbleiben. Die genannte Stelle liegt zweckmäßig längs der Mittel-

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linie des Metallstücks bzw. der Metalleiste.

Wach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Verfahren so durchgeführt, daß die Leisteunmittelbar vor der abschliessenden Verformung einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt hat, wobei die Schenkel von der Scheitelstelle des Profils unter einem vorbestimmten Winkel gegeneinander divergieren, während ihre Enden unter einem kleineren Winkel gegeneinander divergieren oder sogar parallel zueinander .verlaufen. Diese Formgebung des Profils erleichtert die anschließende Verformung der U-förmigen Leiste zu einem zylindrischen Rohr, bei dem die Schenkelenden in gegenseitiger fester Anlage verbleiben,

Fach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung wird der Stab während der Eindrückung der Kehle bzw. fiille od.dgl. gegen Querbewegung und insbesondere gegen Drehung und Verdrillung um seine Längsachse festgelegt. Hiermit wird sichergestellt, daß der Stab genau in der Mittelebene eingedrückt bzw. eingeschlitzt wird. Um diese Quer- und Drehbewegungen des Stabes auszuschließen, wird bei Verwendung eines Hollenpaares als Verformungswerkzeug die Anordnung so getroffen, daß der Stab sich gegen den Boden der Umfangsnut der einen Rolle legt, bevor er von der die Verformung bewirkenden Hase der anderen Holle erfaßt wird. Die genannte Hut der als Matrize verwendeten Holle hat zweckmäßig angenähert einen V-förmigen Querschnitt mit im Querschnitt geradlinigen Seitenflachen, wobei der Krümmungsradius der Hut an der Scheitel-

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stelle des "V" kleiner ist als der Badius des Stabs, so daß der Stab sich im wesentlichen nur an zwei Stellen der V-Nut an deren Seitenflächen punktförmig abstützt, wobei die Ab-'stützstellen in gleichem Abstand von der Mittelebene der Hatrizenrolle liegen. Die Wirkungslinie der von der Holle ausgeübten Torformungskraft verläuft zwischen diesen beiden Abstützstellen, wodurch erreicht wird, daß der Stab während des Eindrücken» bzw. Auf schlitzens seine Lage in der Nut zuverlässig beibehält.

Zusätzlich oder statt dessen kann die Anordnung aber auch so getroffen werden, daß der Stab die genutete Holle zumindest über einen Winkel von 45° umschließt. Der maximale Umschlingungswinkel wird lediglich dadurch begrenzt, daß zwischen dem der Holle zulaufenden Stababschnitt und dem die Holle verlassenden Stababschnitt ein gewisser Zwischenraum verbleiben muß. Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Stab so zwischen den beiden Hollen des Hollenpaares hindurchgeführt wird, daß er auch hinter der die Hollenmittelpunkte verbindenden Linie noch über einen Bogenweg von mindesten» 4-5° in Kontakt mit der einen dieser beiden Hollen verbleibt.

Stahl&rzeugnisse, z.B. Drähte, die durch Herunterwalzen oder Schmieden eines Blocks auf einen kleineren Durchmesser, z.B. den eines Hohstabes, hergestellt worden sind, wobei der Höhstab anschließend auf einen noch kleineren Durchmesser gezogen worden, ist, lassen sich durch Beobachtung des Querschnitts des Erzeugnisses unter einem Mikroskop leicht darauf-»·

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hin prüfen, nach welchem Verfahren sie gefertigt worden sind. Stahlblöcke haben bekanntlich im allgemeinen eine Oberfläche, deren Anteil an Legierungsbestandteilen und Einschlüssen kleiner ist als im inneren Bereich und insbesondere Is Kern des Stahlblocks. Der Anteil der Einschlüsse und der Legierungsbestandteil erhöht sich zumeist stetig von der Außenfläche des Blocks zu dessen Innenkern hin. Dabei ist der Legierungsanteil über den gesamten Umfang des Blocks im wesentlichen gleich groß. Unter die genannten Legierungeanteile fallen alle solche Elemente-, die mit Eisen eine Legierung eingehen, seien es solche Elemente, wie z.B. Sohlenstoff, Mangan u.dgl., die für die Legierung vorteilhafte Eigenschaften aufweisen, oder auch solche Elemente, wie z.B. Schwefel, die im allgemeinen in der Legierung unerwünscht sind. Diese unterschiedliche metallurgische Beschaffenheit der Stahlblöcke ist in jedem Fall und auch unabhängig von dem Wals- oder Schmiedevorgang oder der Warm- oder Kaltbearbeitung vorhanden; sie läßt sich unter dem Mikroskop leicht feststellen. Wenn bei der Verarbeitung ein Schneid- oder ein Schiitasvorgang vorgesehen wird, so lassen sich insbesondere an der Oberfläche des Erzeugnisses sprunghafte Änderungen in der metallurgischen bzw. chemischen Beschaffenheit erkennen.

Hit dem erfindungsgemäSen Verfahren lassen sich Stahlrohrelektroden aus mit ihren Bändern zu einem Bohr geschlossenen schmalen Bändern bzw. Leisten herstellen, deren Oberflächen (einschließlich der Oberflächen der Sandteile) von.übereinstimmender metallurgischer bzw. chemischer Beschaffenheit

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sind und hier einen niedrigeren Legierungsanteil aufweisen als in. den Innenzonen der Leiste und/oder in ihren metallurgischen Eigenschaften so beschaffen sind, daß der Anteil an Legierungsbestandteilen und an Einschlüssen zwischen diesen Flächen von einem Minimum bis zu einem Maximum variiert, derart, daß die Schwankungen im metallurgischen Aufbau der Rohrwandungen sich proportional zu den Schwankungen im metallurgischen Aufbau des ursprünglichen Stahlblocks ändern.

Ψ Wie erwähnt, findet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zweckmäßig ein Verformungswerkzeug Verwendung, welches aus einem Walzen- bzw. Rollenpaar besteht, wobei die eine. Rolle am Umfang eine Nut od.dgl. aufweist, während die' andere Rolle am Umfang eine etwa V- oder U-förmige Nase od.dgl. trägt, die als Verformungswerkzeug in die Nut der erstgenannten Solle einfaßt. Die Anordnung ist dabei vorzugsweise derart getroffen, daß die Matrizenrolle eine etwa U-förmige Nut mit einer bogenförmigen Seheitelflache und im wesentlichen flachen, tangential zu der bogenförmigen Scheitelfläche verlaufenden Seitenflächen aufweist, wobei der Krümmungsradius dieser Scheitelfläche größer ist als der Krümmungsradius des Rundstabes. Die etwa V-förmige Nase der anderen Rolle schließt zwischen ihren Flanken einen Winkel ein, der kleiner ist als der Winkel zwischen den Seitenflächen der Nut. Andererseits kann die Matrizenrolle aber auch eine etwa U-förmige Nut mit bogenförmiger Scheitelfläche und flachen, gegeneinander divergierenden Seitenflächen aufweisen, wobei der Krümmungsradius

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der Scheitelfläche kleiner ist als der Sadius des Bundstabes. Es empfiehlt sich, an dengenannten Rollen etwa radial gerichtete, in gleichem Abstand von der Mittelebene der Hut bzw. der Nase angeordnete Führungsflächen vorzusehen, welche die beiden zusammenwirkenden Hollen in Axialrichtung gegeneinander ausrichten. Diese Führungsflächen sind vorzugsweise leicht konisch ausgebildet, so daß sie sick mit einer leichten Verkeilung gegeneinander abstützen. Für die stufenweise Verformung werden zweckmäßig mehrere als Formwerkzeuge dienende Hollenpaare hintereinandergeschaltet. Dabei ist die Anordnung vorzugsweise derart getroffen, daß zumindest drei Rollenpaare hintereinandergeschaltet sind, die jeweils eine untere Rolle mit einer etwa ü-förmigen Umfangsnut und eine obere Rolle mit einem etwa V-förmigen umfang aufweisen. Die Seitenflächen des V-förmigen Umfangs der ersten oberen Rolle schließen hierbei zweckmäßig einen Winkel ein, der kleiner ist als der von den Nut-Seitenflächen der ersten unteren Rolle eingeschlossene Winkel. Die Seitenflächen des V-förmigen Umfangs der zweiten oberen Rolle schließen dagegen einen Winkel ein, der einerseits kleiner ist als der von den Nut-Seitenflächen der zweiten unteren Rolle eingeschlossene Winkel und ebenso kleiner als der Differenzbetrag der

beiden genannten Winkel des ersten Rollenpaares. Der zwischen •den Seitenflächen des V-förmigen Umfangs der letzten oberen Rolle gebildete Winkel ist gleich dem Winkel, den die Seitenflächen der V-Nut der letzten unteren Rolle einschließen,

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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einrichtung lassen sich Metallbänder, Metallleisten u.dgl. mit erheblich niedrigeren Fertigungskosten herstellen als mit den bekannten Verfahren, bei denen breite Metallbänder in einzelne Streifen geschnitten warden müssen. Vorteilhaft ist ferner, daß sich die Leisten od.dgl. aus Stabmaterial so formen lassen, daß - bezogen auf das Verhältnis der Ausgangsdurchmesser - eine Leiste von größtmöglicher Breite und kleinstmöglicher Dicke erhalten wird, ohne daß hierbei unbedingt eine Vergütungsbehandlung vorgesehen zu werden braucht. Bas erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in besonderem Maße für die Herstellung von Schweißelektroden, die über große Längen gleichbleibende metallurgische Eigenschaften aufweisen. Außerdem lassen sich rohrförmige Schweißelektroden nach dem erf indungsgemäßen Verfahren wesentlich billiger herstellen als nach den bekannten Verfahren. Die Verwendung der walzen bzw. Sollen als Verformungswerkzeuge bietet die Möglichkeit, die Hollen so auszubilden, daß der Stab während der Verformungsvorgänge an einer Drehung und Verdrillung um seine Längsachse gehindert wird. Weiterhin ist vorteilhaft, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Tiergestellten Rohre sich nicht nachträglich an den Stoßstellen der gegeneinandergedrückten Händer öffnen können. Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich durch bauliche Einfachheit, hohe Leistungsfähigkeit und auch dadurch aus, daß der zu verformende Stab während des Verformungsund Aufschlitzvorgangs sehr genau gehalten und ausgerichtet ν

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wird. Weiterhin läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung ohne Schwierigkeiten so herrichten, daß ein etwaiger vorhandener Durchhang des schmalen Bandes bzw. der Leiste ebenso wie Unterschiede in der Durchgangsgeschwindigkeit des Stabs durch die einzelnen Rollen automatisch kompensiert werden, so daß der Stab während der Bearbeitung ständig unter einer gewissen Spannung gehalten wird. Mit Hilfe der Erfindung läßt sich ein Stab od.dgl. zu einer U- oder V-förmigen Leiste mit geringstmöglicher Anzahl an Bearbeitungsstufen bringen. Weiterhin lassen sich Rohrelektroden mit in Umfangsrichtung gleichmäßigen metallurgischen Eigenschaften herstellen, wobei die metallurgischen Eigenschaften der Rohrwand sich jedoch von der Außen- zur Innenseite so ändern, daß der Legierungsanteil zur Innenseite hin zunimmt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in Seitenansicht eine Einrichtung zur Herstellung von Schweißelektroden gemäß der Erfindung;

Fig. 2 bis 11 im Querschnitt das in der Einrichtung gemäß Fig. 1 bearbeitete Werkstück in den verschiedenen. Fertigungsstufen;

Fig.12 bis 15 in der Darstellung gemäß den Fig. 2 bis 11 eine geänderte Ausführungsform der Erfindung, wobei hier der der Verminderung des Dickenmaßes dienende Bearbeitungsvorgang in drei Stufen erfolgen kanu;

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Fig. 16 bis 18 in der Darstellung der Mg. 12 bis 15 die

. Verschlußrollen, mit denen die Profile in die Rohrform gebracht werden;

Fig. 19 bis 22 in der Darstellung der Fig. 2 bis 11 eine geänderte Ausführungsform der Erfindung.

- Die Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben sind, läßt in Fig. 1 eine Rolle bzw. eine Spule 10 aus Stangen- oder Stabmaterial· 11 erkennen, welches von links nach rechts durch die Bearbeitungseinrichtung hindurchläuft. Diese weist Richtrollen 12, ein Kalibrierwerkzeug 13, ein Rollenpaar 14 und 14·', eine leerlaufende Umlenkrolle 15» ein zweites Rollenpaar 16 und 16', eine Um-· lenkrolle 17, ein drittes Rollenpaar 18 und 18', eine dritte Umlenkrolle 19» ein viertes Rollenpaar 20 und 20', eine vierte Umlenkrolle 21 und ein fünftes Rollenpaar 22 und 22' auf. Die genannten Rollenpaare bilden die eigentlichen Verformungswerkzeuge, mit denen das stangen- bzw. stabförmige Werkstück 11 verformt wird. Der Rohstab 11 verläßt die Rollen 22, 22' in Gestalt einer U-förmigen Leiste 30 (Fig. 8), dessen konvex gewölbte Unterseite mit 31» dessen Ränder mit 33 und dessen konkav gewölbte Innenfläche mit 32 bezeichnet sind. Die Leiste weist demgemäß hinter dieser Fertigungsstufe ein mit seiner öffnung nach oben gerichtetes Rinnenprofil 3^ auf.

Es versteht sich, daß die'Anzahl der als Verformungswerkzeuge dienenden Rollen auch größer oder kleiner sein Vann als bei der Anordnung gemäß Fig. 1. Es hat sich gezeigt, daß im allgemeinen fünf Rollenpaare ausreichen, um den Rundstab

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11(Pig. 2) in die in Pig. 7 dargestellte Form zu bringen.

Der Stab 11 kann aus beliebigem Metall bestehen, welches sich kalt bearbeiten läßt; vorzugsweise besteht er aus einem vollvergüteten Stahl-Rohstab. ¥armgewalzte Stäbe u.dgl. weisen im allgemeinen keinen gleichmäßigen Durchmesser auf; ihre Querschnittsform ist zumeist etwas unrund. Das Kalxbrierwerkzeug 13 hat daher die Aufgabe, den Stab auf einen gleichmäßigen Durchmesser und auf die kreisrunde Querschnittsform zu bringen. .

Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung weisen die unteren Rollen 14·,. 16/, 18', 20' und 22' der genannten Rollenpaare jeweils eine Umfangsnut bzw. eine Rille auf, deren Krümmungsradius dem Krümmungsradius ^ der Fläche 31 der fertigen Leiste 30 entspricht (Fig. 3).

Die oberen Rollen weisen dagegen am Umfang eine Zunge oder Nase od.dgl. auf. Die Nasen der einzelnen Rollen haben unterschiedliche Querschnitte, um das Stabmaterial 11 beim kontinuierlichen Durchgang durch die Bearbeitungseinrichtong in die verschiedenen Profilformen gemäß den Fig. 3 his 7 zu verformen. Jedes Rollenpaar ist von einem gesonderten, in der Drehzahl einstellbaren Elektromotor 40 über ein Drehzahl-Untersetzungsgetriebe 41 angetrieben. Die zusammenwirkenden oberen und unteren Rollen laufen jeweils mit gleicher Drehzahl um. Mit 43 ist eine Schlupfkupplung bezeichnet. Gegebenenfalls kann auch ein Differential vorgesehen werden, um zu erreichen, daß sich die beiden Rollen eines jeden Rollenpaares

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mit geringfügig voneinander abweichenden Drehzahlen drehen können. Dies ist deshalb erforderlich, weil jede der beiden zusammenwirkenden Rollen mit unterschiedlichen Durchmessern - an dem stabförmigen Werkstück angreifen und der wirksame Durchmesser der einen Rolle nicht unbedingt genau gleich dem wirksamen Durchmesser der anderen Rolle ist. Die oberen Rollen der einzelnen Rollenpaare sind, was in der Zeichnung nicht eigens dargestellt ist, so gelagert, daß sie sich in k ihrem Abstand von der unteren Rolle in radialer Richtung ver— . stellen lassen. Dies bietet die Möglichkeit, den Verformungsgrad bzw. die Verformungsarbeit der einzelnen Rollenpaare an dem Stab 11 einzustellen.

Die Querschnittsfora der oberen Rollen kann unterschiedlich sein; für die Erfindung wesentlich ist jedoch, daß die Umfangsnase 25 der ersten Rolle 14 eine solche Form hat, daß sie in den Stab 11 eine längsverlaufende Kehle oder Rille od.dgl. alt einer nach oben gerichteten konkav gewölbten t Fläche 32* eindrückt, durch die der Stab aufgeschlitzt bzw. in zwei symmetrische Schenkelteile 36 von nicht näher bestimmter Form aufgeteilt wird, die einstückig miteinander verbunden sind. Um dies zu erreichen, ist es wesentlich, daß die umlaufende Käse eine angenähert V-förmige, an der Scheitelst eile gerundete Querschnittefοrm hat, wie dies Fig. 3 erkennen läßt. Statt dessen könnte die Nase aber auch eine etwa U-förmig gestaltete Querschnittsform haben, was jedoch weniger vorteilhaft wäre, weil in diesem Fäll die Längsdehnung des Stabes größer und das erreichbare Breitenmaß der Leiste

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30 kleiner sein würde. Die konkave Fläche 31' hat in sämtlichen Verformungsstufen einen Krümmungsradius, der vorzugsweise gleich dem Krümmungsradius der fertigen Leiste 30 ist*

Die hinter dem ersten Rollenpaar 14, 14' angeordneten Rollensätze haben die Aufgabe, die in den Stab eingedrückte Kehle zu vertiefen und zu verbreitern, bis der Stab schließlich zu einer Leiste mit im wesentlichen gleichmäßiger Wandstärke geformt ist. Eine gleichmäßige Wandstärke ist vor allem dann wichtig, wenn die Leiste 30 anschließend zu einem Stahlrohr geformt wird, da dies bei Verwendung des Stahlrohrs als Schweißelektrode für die Schweißeigenschaften vorteilhaft ist.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß die oberen und die unteren Rollen der einzelnen Rollensätze jeweils in Horizontalrichtung fluchtend hintereinander angeordnet sind, während die Umlenkrollen 15, 17, 19 und 21 gegenüber den Rollensätzen nach unten hin versetzt angeordnet sind, so daß der Stab die Rolle 14' des ersten Rollenpaares über einen Bogenumfang von etwa 90° umschließt. Hinter dem ersten Rollenpaar läuft der Stab dann über die Umlenkrolle 15, an der er um etwa 180° in entgegengesetzter Richtung gebogen wird. An dem zweiten Rollenpaar wird der Stab wiederum in Gegenrichtung gebogen, wobei er die untere RoJ-Ie 16' über einen Winkel von 180° umschlingt. Entsprechendes gilt für den Verlauf des Stabes an den weiteren Verformungs- und Umlenkrollen. Wesentlich für die Erfindung ist vor allem, daß der Stab 11 die

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Solle 14' zumindest auf einem Winkel von 45° umschlingt und daß überdies der Stab dem Rollenpaar 14, 14' unter einem solchen Winkel zuläuft, daß er sich in die Umfangsnut der Rolle 14' legt, bevor er mit der oberen Rolle 14 in Berührung kommt. Der Stab umschlingt die Rolle 16' über einen solchen Bogenweg, daß er nicht nur während des Verformungsvorgangs, sondern auch vor und nach dem Verformungsvorgang durch die Rolle 16 in Anlage an der Rolle 16' liegt. Mit diesen Haßnahmen wird vermieden, daß sich der Stab beim Durchgang durch die verschiedenen Rollensätze um seine Achse dreht oder sich verwindet.

Es ist aus Fig. 1 erkennbar, daß dieselben Umschlingungswinkel an den Verformungsrollen auch dann erreicht werden können, wenn die Umlenkrollen 15, 17» 19 und 21 fortgelassen werden. In diesem Fall müssen die Rollenpaare gegenüber der horizontalen Fluchtlinie, welche die Verformungsstellen der einzelnen Rollenpaare verbindet, versetzt angeordnet werden. Beispielsweise könnte das Rollenpaar 16, 16' in diesem Fall dort angeordnet werden, wo sich in Fig. 1 die Umlenkrolle 15 befindet. In diesem Fall würde die mit der Umfangsnut versehene Rolle 16' bei diesem Rollenpaar als die obere Rolle angeordnet werden.

Im allgemeinen empfiehlt es sich jedoch, die Umlenkrollen " 15, 17, 19 und 21 zwischen den einzelnen Rollenpaaren vorzusehen, da diese eine zusätzliche wünschenswerte Funktion erfüllen. Die Umlenkrollen 15, 17, 19 und 21 sind in Vertikal-

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richtung verstellbar; sie stehen jeweils unter der Wirkung einer kräftigen Feder 50» die das Bestreben hat, die Solle von der genannten horizontalen Mittellinie fortzudrücken. Palis sich bei geringfügigen Schwankungen der Drehzahl der Motoren 40 und/oder bei Änderungen in der Längendehnung des Stabs an den verschiedenen Bearbeitungsstelleh Schwankungen. der Iängenabschnitte des Stabs zwischen den Verformungsrollen und den ITmkehrrollen einstellen, so verstellen sich die Umkehrrollen 15, 17» 19 und 21 gegen den Rückstelldruck der Federn 50 in Vertikalrichtung. Solche Vertikalverstellungen lassen sich mittels herkömmlicher Regeleinrichtungen zur Steuerung der Speisespannung des der Jeweiligen Umlenkrolle unmittelbar folgenden Antriebsmotors ausnutzen. Dabei wird die Anordnung so getroffen, daß für den Fall, daß sich der Iiängenabschnitt eines Stabs im Bereich einer Omlenkrolle unter Anheben dieser Rolle verkürzen sollte, die Spannung des Antriebsmotors des der Omlenkrolle folgenden Rollenpaars auf eine entsprechend niedrigere Geschwindigkeit geregelt wird, so daß der Stababschnitt verlängert und dadurch die Verkürzung des Längenabschnitts des Stabs wieder kompensiert wird. Entsprechendes gilt für den, Fall, daß sich der Isängenabschnitt des Stabs im Bereich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rollenpaaren erhöhen sollte. Auf diese Weise wird · ein sich gegebenenfalls einstellendes Spiel bzw. ein Durchhang des Stabs zwischen den einzelnen Rollen beseitigt.

Im übrigen werden sämtliche Motoren 4-0 von einer gemeinsamen

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Hauptsteuervorrichtung so gesteuert, daß die Durchlaufgeschwindigkeit des Stabes durch, die Bearbeitungseinrichtung nach Haßgabe der jeweiligen Betriebsbedingungen auf einfache - Weise geregelt werden kann.

Aus den Fig. 2 bis 7 ist zu erkennen, daß der Stab beim Durchgang durch die Bearbeitungseinrichtung stufenweise verformt und dabei in seinem Dickenmaß vermindert wird. Dabei bildet die Längung des Stabs den Hauptanteil der Verformung.

* Aus den Fig. 3 bis 7 ist jedoch zu erkennen, daß die Quer- und Umfangsabmessung des Stabs bei dessen Durchgang durch die verschiedenen Verformungsstufen erhöht wird. Aufgrund der entsprechenden Formgebung der einzelnen Verformungsnasen der oberen Walzen laßt sich eine Leiste herstellen, welche auf ihrer Länge eine gleichmäßige Breite hat. Gegebenenfalls können die einzelnen Verformungsrollen so angeordnet werden, daß sie das Breitenmaß des Stabs in den verschiedenen Stufen oder an der fertigen Leiste zwangsweise begrenzen.

In der Querschnittsdarstellung des Bundstabes gemäß Fig. 2 ist durch Punktierung angedeutet, daß die metallurgischen Eigenschaften des Stabs über die Querschnittsflache in der Weise variieren, daß an der Oberfläche bzw. der Außenhaut des Stabs Verhältnismäßig reiner Stahl vorhanden ist, wobei die Legierungselemente und die Einschlüsse hinter der Außenhaut sprunghaft zunehmen und dann in Richtung auf den Innenkern .des. Stabs stetig ansteigen. Diese Außenhaut aus ver- .

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hältnismäßig reinem Eisen ist im allgemeinen weicher als das Metall in der Kernzone des Stabs. Dies hat den Vorteil, daß hierdurch die VerformungsroIlen geschont und deren Lebensdauer erhöht wird. Bemerkt sei, daß während der einzelnen Verformungsbehandlungen und der Umformung des Rohstabs 11 zur Leiste 30 keine Scher- oder Schneidwirkung an der Innenseite des Rohstabes auftritt. Die Oberfläche 32 und die Unterseite 31 werden daher von der ursprünglichen Umfangsflache des Stabs 11 gebildet. Dies bedeutet, daß die metallurgische Beschaffenheit der Leiste 30 über den Leistenquerschnitt von den Flächen 31» 32 und den Rändern 33» wo verhältnismäßig reines Eisen vorliegt, sich zur Innen- und Kernzone der Leiste hin ändert, wobei hier der Anteil der Legierungselemente und der Einschlüsse größer ist.

Bemerkt sei ferner, daß während des Umformens des Stabs 11 zu der Leiste 30 keine Vergütungsstufen vorgesehen und notwendig sind. Der rohe Stab 11 ist normalerweise aus einem Stahlblock warmgewalzt und auf den Solidurchmesser warmgezogen. Er wird daher dem Herstellerbetrieb für Schweißstäbe im allgemeinen in weichem bzw. in niedrig gekohltem Zustand zur Verfügung gestellt. Falls sich der Stab nicht in diesem Zustand befinden sollte, empfiehlt sich eine Vergütung bzw. ein Glühen desselben, bevor er der Verformungseinrichtung zugeführt wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung weist eine Vorrichtung auf, mit der die rinnenförmige Leiste 30 mit einer vorbestimmten

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Menge an Schweißzusätzen gefüllt wird, bevor die Leiste anschließend zu einem Rohr geformt wird. Diese Vorrichtung besteht aus einem Fülltrichter 60, welcher die Schweißzusätze 61 aufnimmt und dessen Auslaßöffnung 62 unmittelbar über

dem Durchlaufweg der Leiste 30 angeordnet ist. Das Befüllen der rinnenförmigen Leiste erfolgt dabei in der Weise, daß sie zunächst mit einer übermäßig großen Menge an Schweißzusätzen 61 voll aufgefüllt wird, wie dies Fig. 8 zeigt. Anschließend wird mit Hilfe herkömmlicher Vorrichtungen, z.B. eines Abstreifers 64 die Uberschußmenge der Schweißzusätze entfernt, so daß in der rinnenförmigen Leiste nur die vorbestimmte Menge an Schweißzusätzen verbleibt (Fig. 9)·

Die so mit den Schweißzusätzen gefüllte rinnenförmige Leiste wird dann zu einem Rohr geschlossen, wie dies Fig. 10 erkennen läßt. Dieser Verformungsvorgang wird mittels eines Rollenpaares 74· bewirkt, dessen Rollen die rinnenförmige Leiste 30 gemäß Fig. 9 in die Rohrform gemäß Fig. 10 drücken. Die Menge der Schweißzusätze bzw. der Flußmittel 61 ist so eingestellt, daß diese den lichten Rohrquerschnitt voll ausfüllen. Bei dem geschlossenen Rohr legen sich die Randflächen 33 gegeneinander.

Aus Fig. 10 ist zu erkennen, daß die Randflächen 33 leicht gerundet sind. Wenn das Rohr 30 anschließend durch eine Kalibriermatrize hindurchgeführt wird, so werden die ge- / rundeten Flächen 33 gegeneinandergepreßt, wobei sie sich flachdrücken, so daß sie stumpf gegeneinanderstoßen, wie - ,

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dies in Pig. 11 gezeigt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der beschriebenen Bearbeitungseinrichtung lassen sich Stangen oder Stäbe verwenden, deren Kilopreis erheblich unter dem Kilopreis der bisher verwendeten. Stahlbänder liegt. Auch die Fertigungskosten je Kilo Elektrode, die sich aus der Verformung des Stabs zu der U-förmigen Leiste, dem Auffüllen der Leiste mit den Schweißzusatzen und dem Schließen der Leiste zu einem Rohr ergeben, liegen erheblich unter dem Kilopreis der nach den herkömmlichen Verfahren hergestellten rohrförmigen Schweißelektroden. Außerdem zeichnen sich die erfindungsgemäß hergestellten Schweißelektroden durch eine größere Gleichförmigkeit der Schweißeigenschaften aus»

Wie erwähnt, ist es für die erfindungsgemäße Bearbeitungsein richtung wesentlich, daß die verschiedenen Sollen so gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß der Stab beim Durchlauf durch die der Verformung des Stabs dienenden Hollen an einem Drehen oder Verwinden um seine Längsachse gehindert ist. Dies wird dadurch erreicht, daß der Stab entweder vor, oder während oder nach jedem Verformungsvorgang über einen Bogenweg von mindestens 4-5° geführt wird. Für die erfindungsgemäße Verfahrensweise ist es vor allem wesentlich, daß zur Herstellung der Schweißelektroden als Ausgangswerkstück ein. Stangen- oder Stabmaterial verwendet wird, welches in der beschriebenen Weise zu einer Leiste verformt wird. Dabei .lassen sich Leisten und Schweißelektroden herstellen, die

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über sehr große fortlaufende Längen eine gleichmäßige Dicke, Breite und auch gleichmäßige metallurgische Eigenschaften aufweisen. Dies steht im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen die Schweißelektroden in maximalen Längen von etwa 600 m aus einem vorhandenen Stahlblock und einem hieraus gewalzten Band gefertigt werden, welches in einzelne Streifen geschnitten wird, die ihrerseits endseitig miteinander verschweißt werden. Eine solche Leiste weist zwar dieselbe W . durchlaufende Länge auf wie eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigte Leiste, jedoch besitzt diese Leiste jeweils in Abständen von etwa 60Om eine Schweißnaht. Außerdem ändern sich hier die Breiten- und Dickenabmessungen sowie die metallurgischen Eigenschaften jeweils nach 600 m beim Übergang zu dem nächstfolgenden Streifen.

Wie erwähnt, sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung fünf Verformungsstufen erforderlich, um den rohen Bundstab zu einer Leiste zu verformen, die über ihren gesamten Querschnitt eine gleichmäßige Dicke aufweist. Die sämtlichen unten liegenden Verformungsrollen weisen hier eine konkav gerundete bzw. rillenförmige Querschnittsform auf, was unter Umständen zu gewissen Schwierigkeiten hinsichtlich der genauen Zentrierung des Stabs gegenüber der ersten oberen Verformungsrolle bzw. der Aufschlitzrolle 14 führen kann.

In den Fig. 12 bis 18 ist eine geänderte Ausführungsform. der Verformungswerkzeuge dargestellt, »it der erreicht wird, ^Λ

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ORiGIMAi.

daß die Stange gegenüber der ersten Verformungsrolle genau ausgerichtet wird, so daß die Aufschlitzung bzw. Aufspreizung des Rundstabs genau symmetrisch erfolgt. Außerdem sind hier die Werkzeuge so ausgebildet, daß sich der Rundstab mit insgesamt nur drei Verformungsstufen in die Leistenform bringen läßt. Bei dieser Ausführungsform sind die unteren Matrizenformen im wesentlichen von identischer Ausbildung; sie weisen gemäß Fig. 12 eine angenähert V-förmige Rille oder Nut mit einer bogenförmig gekrümmten Scheitelfläche 82 und flachen, nach außen divergierenden Seitenflächen 83 auf, die tangential flach in die konkav gekrümmte Scheitelfläche 82 übergehen. Die beiden Seitenflächen 83 laufen außenseitig über kreisbogenförmig gekrümmte Flächen 85 in vertikal stehende Seitenwände 84 ein, deren gegenseitiger Abstand in Fig. mit Wq^ angegeben ist. Fig. 12 zeigt die Lage des Stabs 11 vor der ersten Verformungsstufe innerhalb der ümfangsnut der unteren Matrizenrolle. Der Radius r₈p der Fläche 82 ist kleiner als der Radius r,, des Rundstabs 11. Ferner ist wichtig, daß der Radius Tg₂ kleiner ist als der Radius des fertigen Rohrs. Der Stab 11 berührt daher mit seiner Umfangsfläche die Seitenflächen 83 an den beiden Berührungspunkten 86, die im gleichen Abstand beiderseits der Mittellinie 87 der Rille und deren Scheitel 82 liegen.

Die erste obere Werkzeugrolle 90, welche die Funktion der Aufschlitzrolle hat, greift mit ihrer Werkzeugfläche auf der Mittellinie 87 an der ümfangsflache des Stabs 11 an, wobei

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die Verformungskraft über den Stab 11 auf die beiden Abstützpunkte 86 übertragen wird, die in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß der Stab 11 innerhalb der Rille genau in der Hittellinie 8? gehalten wird. Die Rolle 90 hat am Umfang einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt mit einem bogenförmig gekrümmten Scheitel 91, der tangential in flache, zur Rollenmitte hin divergierende Seitenflächen übergeht. Der Winkel &ηο zwischen diesen Seitenflächen 92 ist erfindungsgemäß erheblich kleiner als der Winkel a»* zwischen ^v den Seitenflächen 83 der Rille der unteren Matrizenrolle. Die Aufschlitzrolle 90 drückt daher in den Stab 11 eine im wesentlichen V-förmige Nut, wobei der nun V-förmig verformte Stab 94 Schenkel aufweist, deren Dicke von dem V-Scheitel zu den' oberen freien Schenkelenden hin stetig ansteigt. Die oberen Ränder 96 der Schenkel sind im wesentlichen von gewölbter Ausbildung (Fig. 13), wobei die Formgebung dieser Ränder Jedoch verhältnismäßig belanglos ist.

Von Bedeutung ist ferner, daß die Rolle 90 die Unterseite r des Stabs 11 in feste Anlage gegen die gekrümmte Scheitelfläche 82 der Rille drückt. Weiterhin ist wesentlich, daß die Rolle 90 gegenüber der Mittellinie 87 sehr genau ausgerichtet ist, da sich sonst an den beiden Schenkeln 94- ungleichmäßige Metallmengen einstellen würden, die bei der nachfolgenden Kaltbearbeitung kaum mehr beseitigt werden könnten. Um demgemäß die obere Rolle 90 in axialer Richtung gegenüber der unteren Rolle 81 genau auszurichten, weist

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gemäß Fig. 13 die untere Rolle 81 ein Paar im axialen Abstand angeordneter, sich in Umfangsrichtung erstreckender Flächen 93 auf, die von der Mittellinie 87 abgewandt sind und zwischen zwei stufenförmig versetzten Flächen 95 und 97 eine Schulter bilden. Die obere Rolle 90 weist eine solche axiale Breite auf, daß sie die Schulterflächen 93 in axialer Richtung übergreift; sie ist ebenfalls mit in Umfangsrichtung verlaufenden Schulterflächen 98 versehen, die der Mittellinie 87 zugewandt sind und zwischen den Umfangsflachen 99 und 101 eine Schulter bilden. , ·

Wie Fig. 13 zeigt, sind die Flachen 93 und 98 j'eweils im selben Abstand von der Mittellinie 87 angeordnet; sie sind in radialer Richtung leicht konisch, z.B. mit einem Konuswinkel von 2 , ausgebildet, so daß sich an den aufeinanderliegenden Konusflächen eine leichte Flächenverkeilung einstellt, unter deren Wirkung die beiden übereinander angeordneten Rollen 90 und 81 gegen eine relative Axialbewegung aneinander verriegelt werden. Die Anlage dieser Schulterflachen bestimmt überdies den Abstand zwischen den Scheitelflächen 91 und 82. Zwischen den Flächen 95 und 101 bzw. 97 und 99 verbleibt j'eweils ein kleiner Spalt.

Weiterhin ist von Bedeutung, daß der Stab 11, bevor er von den oberen Rollen 90 erfaßt wird, die untere Rolle 81 bereits teilweise umschlingt. Diese Anordnung ist in Fig. 13a dargestellt. Der Stab 11 nähert sich so den beiden Rollen 81 und 90, daß er an einer Stelle tangential auf die Rolle 81 läuft,

die in Bewegungsrichtung des Stabs vor derjenigen Stelle liegt, an der der Stab von der Seheitelstelle 91 der oberen Holle erfaßt wird. Dies bedeutet, daß der Stab .11 im Augenblick der Verformung bereits die untere Rolle 81 umgreift und sich, eng der Krümmung der Rille der unteren Rolle anschmiegt, wobei er sich, gegen die Abstützpunkte 86 legt. Auf diese Weise wird der Stab in der Rille der unteren Rolle fest abgestützt und gehalten, bevor die üinfangsnase der oberen * Rolle in Berührung mit dem Stab gelangt. Dadurch, daß der Stab an dem ersten Rollensatz genau geführt wird und die Rollen dieses ersten Rollensatzes in Axialrichtung genau gegeneinander ausgerichtet werden, wird sichergestellt, daß der Stab 11 genau in der Hittelebene aufgeschlitzt bzw. aufgespreizt wird, so daß seine Schenkel exakt symmetrisch sind. Die Rollen der sich an diesen Formgebungsvorgang anschließenden Rollensätze können in axialer Richtung gegeneinander relativ beweglich sein. .

In J*ig. 14 ist der in der Bearbeitungsfolge zweite Werkzeugsatz dargestellt. Die untere Matrizenrolle 100 entspricht der Matrizenrolle 81 gemäß den Fig. 12 und IJ. Die obere Rolle 102 weist einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt mit einem bogenförmig gekrümmten Scheitel 103 auf, der tangential in zwei im wesentlichen ebene Seitenflächen 104· übergeht, die ihrerseits mit einer Bogenkrümmung 106 in vertikale Seitenflächen 105 übergehen. Der Winkel a-,ς^ zwischen den Seitenflächen 104- ist bei dieser Ausführungsform größer als der

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Winkel Sq₂I Jedoch, kleiner ale der Winkel ag,. Dies bedeutet, daß die von der Aufschlitzrolle 90 eingedrückte V-Nut an dem zweiten Rollensatz aufgeweitet wird, wobei das Metall 109 seitlich entlang den Flächen 83 in Anlage gegen die Bogenflachen 105· und gegebenenfalls die Vertikalflächen 84 der Rille gedrückt wird. Die Breite Vq₁, zwischen den vertikalen Seitenflächen 84 wird zumindest an dieser zweiten Verfornungsrolle gegenüber der Breite w,q,- der zweiten oberen Rolle 102 genau eingestellt, so daß genügend Raum für das zur Seite hin fließende Metall-verbleibt.

Als Ergebnis dieses Verformungsvorgangs wird die Gesamtdicke des Metalls 109 des Stabe weiter vermindert, so daß das Maß des Dickenanstiegs der Schenkel von der Scheitelstelle zu den freien Schenkelenden 110 hin hier erheblich geringer ist als hinter der ersten Verformungsstufe, wie dies aus einem Vergleich der Fig. 13 und 14 erkennbar ist. Der Zweck dieser zweiten Verformungsstufe besteht also vornehmlich darin, das Metall des V-förmig aufgepreizten Stabs ohne übermäßige Reibung radial nach außen zu verdrängen, wobei es zwischen den Flächen der beiden Rollen zur Seite hin gequetscht wird. Dies stellt ein wesentliches Merkmal dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform dar, da hiermit die Möglichkeit geboten wird, die Verformung des Stabs bzw. die Dickenverminderung des Metalls mit einer Mindestanzahl an Verformungsstufen und zugleich geringstmöglichen Beanspruchungen der Rollen zu erzielen.

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Bei dem dritten Rollensatz entspricht die untere Matrizenrqlle 115 (Fig, 15) der Matrizenrolle 81 des ersten Rollensatzes, Die obere Rolle 116 weist ebenfalls eine bogenförmig gekrümmte Sclieitelstelle 117 auf, die tangential in im we sent 1 iclien ebene Seitenflächen 118 übergeht. Die letztgenannten Flächen gehen ihrerseits über eine Bogenkrümmung 120 in vertikale Seitenflächen 119 über. Bei dieser Ausführungsform ist das Breitenmaß W₁₁Q zwischen den Seitenflächen 119 von Bedeutung; es muß genau auf das Breitenmaß W₈^ und außerdem auf den vertikalen Abstand zwischen der Rolle 116 und der Bodenflächen der Nut der Rolle 115 abgestimmt werden, so daß das die Leiste bildende Metall 125 zwischen den beiden gegenüberliegenden Seitenkanten, d.h. über die gesamte Profilbreite dasselbe Dickenmaß hat. Der Winkel ^₁₁Q entspricht hier dem Winkel agz* Der Krümmungsradius der Flächen 11? und 120 muß genau auf den Krümmungsradius der Flächen 82 und 85 abgestimmt werden, damit die gewünschte gleichmäßige Wandstärke der Metalleiste 125 erhalten wird.

Man erzielt demgemäß an dieser dritten Bearbeitungsstufe eine Metalleiste 125 mit angenähert V-förmigem Querschnitt, deren bogenförmig gekrümmte Scheitelstelle mit 130 und deren Schenkel mit 131 bezeichnet sind. Die äußeren Enden, der Schenkel lauf en über eine bogenförmige Abbiegung 134 in vertikale Schenkelenden 132 aus, deren obere Ränder 133 i^a der späteren Bearbeitungsstufe in gegenseitige Anlage ge- " bracht werden. .

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Aus Vorstehendem ergibt sich, daß der Bundatab.ll bei diesem Ausführungsbeispiel in insgesamt nur drei Bearbeitungsstufen bzw. mittels drei Hollensätzen zu einem angenähert V-förmigen Hinnenprofil von gleichmäßiger Wandstärke verförmt wird. Das auf diese Weise gebildete Leistenprofil wird dann erfindungsgemäß in drei Verschlußrollensätzen bis zur Erzielung des endgültigen zylindrischen Rohrprofils weiter verformt. In dem ersten Verschlußrollensatz erhält das Profil angenähert eine 0-förmige Querschnittsform, wobei der Krümmungsradius an der Scheitelinnenseite des G kleiner ist als der Krümmungsradius an der Scheitelinnenseite, wenn das Profil zu einem Rohr geschlossen ist und die Ränder der Profilschenkel in feste Anlage gegeneinander gebracht sind. Bar hier verwendete Ausdruck "Scheitel" bezeichnet eine Stelle der Profilleiste bzw. des O-Profils oder des fertigen Rohres, die in gleichen Abständen von den beiden Handflächen 133 liegt.

Die Verschlußrollen können von unterschiedlicher Bauart sein. Bei dem Taevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das rinnenförmige Profil jedoch zunächst durch einen ersten Verschlußrollensatz hindurchgeführt, der gemäß .Hg. 16 eine untere Matrizenrolle 135 mit einer angenähert V-förmigen Umfangsrille aufweist, die eine konkav gekrümmte Scheitelsteile 136 hat, welche tangential in flache, nach außen divergierende Seitenflächen 137 übergeht. Die letztgenannten Flächen laufen ihrerseits über einen Krümmungsradius 139 in flache Seitenflächen 138 aus, die unter einem geringeren

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Winkel gegeneinander divergieren. Der Krümmungsradius des Scheitels 136 und der Winkel zwischen den Seitenflächen 137

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sind dieselben wie bei den unteren, vorstehend beschriebenen Matrizenrollen. Die obere Patrizenrolle weist einen bogenförmig gekrümmten Scheitel 140 auf,'der über im wesentlichen ebene, gegeneinander divergierende Seitenflächen 141 in parallele Seitenflächen 142 übergeht. Der Abstand zwischen den parallelen Seitenflächen 142 in bezug auf den Abstand der bogenförmigen Stellen 139 ist so gewählt, daß die Schenkel 131 des in Fig. 15 dargestellten Leistenprofils in Längsrichtung mittig eingebogen werden, so dafi sich innere und äußere, geradlinige Schenkelabschnitte 144 und 145 ergeben, die in der Mitte über die bogenförmig gekrümmte Knicketeile 146 verbunden sind· Bei diesem Verformungsvorgang werden die Außenränder 133 nach innen eingebogen, so daß sie die parallelen Seitenflächen 142 soeben berühren.

Der zweite Verschlußrolleneatz weist g^mäfi flg. 17 ein· untere Hatrizenrolle 150 auf, die mit einer Umfangerille versehen ist, die von der im wesentlichen bogenförmigen Wandfläche 151 gebildet wird, deren Bogenumfang etwas kleiner als 180° ist. Diese Wandfläche 151 läuft beiderseits in gegeneinander divergierende Seitenflächen 152 aus, die aur Führuag der Leiste in der bogenförmigen Rille dienen. Die obere Patrizenrolle 154 ist mit einem bogenförmig gekrümmten Scheitel 155 und parallelen Seitenflächen 156 versehen, deren Abstand erheblich kleiner ist als der Abstand der Seitenflächen 142

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des in Fig. 16 dargestellten Verformungswerkzeuge. Der Krümmungsradiusdes Scheitele 155 ist geringfügig kleiner als der Krümmungsradius des Scheitels 140; außerdem ist der Krümmungsradius*der Rillenfläche 151 kleiner als der Ab« stand der Bögenradien 139. Die Rolle 154 drückt die Leiste in die Rille der Rolle 150, wobei der Krüaaungsradius an der Scheitelinnenseite vermindert wird und zugleich die flächen 144 und 145 teilweise gewölbt werden. Als Ergebnis dieses Verformungsvörgangs 'werden die Seitenteile 144 des Profils in der Bitte zwischen ihren beiden Enden gebogen und zugleich die Ränder 133 der freien Schenkelenden weiter einander genähert, wobei die endseitigon Schenkelabschnitte 132 nach innen gegeneinander geneigt sind und sich in einem Abstand befinden, der lediglich von der Breite der oberen Fatrizenrolle 154 begreast wird. Bei diesem Verschlußvorgang wird sichergestellt, daß der innere Scheitelradius kleiner ist als derjenige des fertigen Bohr®s*

Die C-föraige Leiste 125, deren Schenkelenden nun in einem geringen Abstand voneinander liegen, durchläuft dann eine (nicht dargestellte) Vorrichtung, mit der das Innere des Profils mit Schweißmitteln od.dgl. gefüllt wird« Vorrichtungen dieser Art sind in den WSA-i^tentschriften 2 9Q9 und 2 909 650 der AnmelderiDL beschrieben. Anschließend gelangt 4ie Leiste au den Shdversclilußrollen. gemäß Fig. 18.

Diese Endverschlußrollsn umfassen eine untere Matrizenrolle 160, die mit einer Umfangsmit versehen ist, welche eine kon-

käy gekrümmte Wandfläche 161 aufweist_t deren Krümmungsradius gleich dem Krümmungsradius an der Außenseite des fertigen Rohres ist» {jedoch in jedem Fall an der Scheitelstelle einen solchen Krümmungsradius hat, daß beim Schließen des Profils der Krümmungsradius an der Innenseite des Scheitels erhöht wird. Bei der Erhöhung des Krümmungsradius an der Scheitelinnenseite wird erfindungsgemäß somit das Metall an dieser Stelle gelängt bzw. gestreckt, so daß nach beendetem Verschlußvorgang das Metall an der Scheitelinnenseite unter w einer Zugspannung verbleibt, welche das Bestreben hat, die Randflächen 133 der Schenkelenden in fester Anlage zu halten, wenn die Verschlußkraft der Rollen nach diesem Verformungsvorgang in Portfall kommt.

Die obere Verschlußrolle 165weist eine im wesentlichen V-förmige Nut mit gegeneinander divergierenden Seitenflächen 166 auf, die sich gegen die gekrümmten Schenkelabschnitte 134· legen und dadurch das Ü-Prof11 in die Nut bzw. Rille der unteren Rolle drücken und zugleich einen Keil- und Verschlußp effekt auf die Randteile 133 ausüben, so daß diese in feste gegenseitige Anlage gebracht werden. Unter der Wirkung der Druckkräfte der Verschlußrolle werden außerdem die äußeren Seitenwände des Metallprofils in feste Anlage gebracht. Zugleich bewirken die Druckkräfte der Verschlußrolle, daß die äußeren Seitenwände des Metallprofils in feste Anlage gegen die gewölbte Fläche 161 gedrückt werden, so daß die flachen Schenkelabschnitte 144 und 14-5 (fig. 17) gerundet werden und

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sich, hierbei dem Krümmungsradius der Fläche 161 eng anschmiegen.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß sich bei diesem Verschlußvorgang Restspannungen an der Scheitelinnenseite in Form von Zugkräften einstellen, die eine Verschlußwirkung auf die in gegenseitige Anlage gelangenden Schenkelränder ausüben. Diese Verschlußwirkung bleibt auch dann erhalten, wenn das nun zu einem Rohr geschlossene Profil das in Fig. 18 dargestellte Werkzeug verläßt und nun durch herkömmliche Kalibrierwerkzeuge hindurchläuft. Da die Randflächen des zu einem Rohr geformten Profils demgemäß fest gegeneinandergedrüekt werden, ist die Gefahr vermieden, daß Verunreinigungen, wie z.B. das bei den Kalibrierwerkzeugen verwendete Schmiermittel, in das Innere des Rohrs gelangen kann.

In den Fig. 19 bis 22 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt, mit der ein Stab durch Walz- bzw. Formgebungsbearböitung in die Leistenform 125 gemäß Fig. 15 gebracht werden kann. Bei dieser Ausführungsfornt wird zumindest nach der vorausgehenden Aufspreizung bzw. Aufschlitzung des Stabs in jeder Verformungsstufe die Dicke des Stabs an bestimmten, begrenzten Abschnitten des Profils, ausgehend vom inneren Scheitelbereich zu den äußeren Schenkelenden hin, stufenweise herabgesetzt, wobei bei jeder Verformungsstufe der entsprechende Profilabschnitt angenähert auf das endgültige Dickenmaß gebracht wird, so daß dieser Abschnitt bei den nachfolgenden Bearbeitungsstufen im

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Dickenmaß nicht nennenswert vermindert wird^ Die unteren-l u« Verformungsrollen weisen vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise untereinander dieselbe Rillen-Querschnittsform auf, wobei diese Querschnittsform vorteilhafterweise derjenigen gemäß den Pig. 12 bis 13* entspricht. Entsprechend sind diese Teile mit denselben Bezugsziffern versehen.

Der erste Rollensatz umfaßt hier eine obere Aufspreizrolle 170 und eine untere, mit einer But oder Rille versehene Rolle 171. Die-obere Rolle 170 entspricht im wesentlichen der Rolle 90 gemäß Tig. 13, vorzugsweise jedoch mit der Ausnahme, daß der Divergenzwinkel &±n₂ zwischen den Seitenflächen 172 etwas kleiner ist als der Winkel a^· Dieser Winkel a·^ ^wird vorzugsweise möglichst klein gewählt, wobei im wesentlichen nur die Bruchgrenze dieses Verformungswerkzeugs eine untere Begrenzung dieses Winkels bildet. Dadurch, daß der Winkel a-inp Beglichst klein eingestellt wird, ist es möglich, die Längung des Stabs beim Aufschlitzen desselben sehr gering zu halten. Dies ist wünschenswert, da bei der Verformung eines Stabs zu einem Hohlrohr für Schweißelektroden eines der Probleme darin besteht, eine Leiste von ausreichend großer Breite zu erhalten. Weiterhin ist es wünschenswert, eine Leiste zu erhalten', deren Ziehfähigkeit so groß ist, daß das aus der Leiste geformte Rohr anschließend durch Drahtzifhwerkztuge hindurchgeführt und dabei im Durchmesser erheblich vermindert werden kann, ohne daß ein· besondere Glüh- oder Vergütungsbehandlung erforderlich wird.

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BAD ORiGINAL

Die in den Fig. 19 bis 22 dargestellte Ausfülirüngsform entspricht weitgehend diesen Forderungen.

Die radial vorspringende Nase 173 der oberen Verformungsrolle 170 ist vorzugsweise von der Unterseite 32 in einem solchen Abstand gehalten, daß das Dickenmaß des Scheitels 174 des aufgeschlitzten Stabs 175 geringfügig großer ist als die endgültige Dicke der herzustellenden Leiste. In Fig. 20 ist das zweite Verformungswerkzeug dargestellt. Die obere Rolle 180 weist eine gewölbte Nase 181 auf, die tangential in im wesentlichen ebene, gegeneinander divergierende Seitenflächen 182 mit einer vorbestimmten Breite übergeht. An die Seitenflächen 182 schließen eich nach außen hin Seitenflächen 183 an, deren Divergenzwinkel erheblich kleiner ist als derjenige der Flächen 182. Der Divergenzwinkel a^g₂ ^der Seitenflächen 182 entspricht dem Winkel a_Q,; die Bogenmitte der Nase 181 fällt mit der Krümmungsmitte des Scheitels 82 der Rille der unteren Rolle zusammen. Es ist au erkennen, daß bei diesem Werkzeug die Rolle 180 die Aufgabe hat, den in dem Werkzeug gemäß Fig. 19 aufgeschlitzten Stab lediglich im mittleren Bereich bzw. im SeheItelbereich 174- im Dickenmaß so weit herunterzudrücken, daß dieser Abschnitt auf das endgültige Dickenaaß bzw, die Solldicke gebracht wird. Die Schenkel des aufgeschlitzten Stabs weisen hier verhältnismäßig dicke Schenkelenden auf, deren DickenmaB bei der Kaltverformung des mittleren Scheitelbereichs nicht oder jedenfalls nicht erheblich vermindert wird. Die dicken. Schenkel-

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enden wirken einer Längung des mittleren Scheiterbereichs des Stabs bei dessen Verformung entgegen, so daß das Material bei der Verformung des mittleren Scheitelbereichs hauptsächlich quer zur Stabiängsrichtung fließt.

Die dritte Verformungsstufe ist in Fig. 21 dargestellt. Die obere Rolle 190 entspricht im wesentlichen der Rolle 180, allerdinge mit der Ausnahme, daß die divergierenden Seitenflächen 192 hier eine größere Länge haben als die Seiten-P flächen 182. Bei dieser Anordnung werden die seitlich des mittleren Scheitelbereichs des V-Profils befindlichen Profilabschnitte 93 i» der Dicke herabgesetzt, während die übrigen Profilabschnitte des aufgeschlitzten Stabs in ihrem Dicken- , maß nicht oder nicht wesentlich vermindert werden. Die äußeren, freien Schenkelenden 195 weisen eine verhältnismäßig große Dicke auf und wirken zusammen mit dem mittleren Scheitelbereich des Profils, der zuvor kaltverformt und demgemäß etwas gehärtet wurde, einer Längung der Profilabschnitte 193 entgegen, so daß auch hier die Hauptdehnungsrichtung quer zur Stablängsrichtung verlauft.

In Fig. 22 ist das Werkzeug für die Endverformungsstufe dargestellt. Das Werkzeug entspricht dem in Fig. 15 dargestellten Werkzeug. Die obere Rolle 201 bewirkt hier lediglich eine Verminderung des Dickenmaßes an den freien Schenkelenden 195 des V-Profils, Die innenliegenden Abschnitte 174· und 193, die bei diesem Verfomungsvorgang im Dickenmaß nicht vermindert werden, wirken einer Längung der Abschnitte 195 in Stablängs-

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richtung entgegen, so daß auch hier hauptsächlich eine Querdehnung des Profils erfolgt. Auf diese Weise wird eine maximale Dehnung quer zur Stablängsrichtung und demgemäß ein Profil mit einer maximalen Breitenabmessung erhalten.

Bei der Formgebungsstufe gemäß Fig. 20 kann es wünschenswert sein, die Nase 181 der oberen Verformungsrolle 180 geringfügig zu entlasten, so daß die Dickenverminderung an der Scheitelstelle 174 nicht durch eine Verdichtung des Metalls an dieser Stelle, sondern vielmehr durch eine Streckung in Längsrichtung aufgrund einer Längsstreckung der unmittelbar benachbarten Bereiche des Stabs unter Einwirkung der KaItverformungsarbeit der oberen Rolle 180 bewirkt wird.

Nach der Verformungsstufe gemäß Fig. 22 kann das so geformte Rinnenprofll¹ tn der in Zusammenhang mit den Fig. 16 bis 18 beschriebenen Weise geschlossen werden.

Wenn als Endprodukt anstelle eines Rohrs eine Flachleiste od.dgl. verlangt wird, kann die U- oder 0-fprmige Leiste mittels herkömmlicher Vorrichtungen flachgewalzt werden oder es kann eine abschließende Verformungsstufe vorgesehen werden, bei der der Rand des Profils auf ein gewünschtes Dickenmaß vermindert wird, wobei zugleich die Leiste in die gewünschte Querschnittsform gebogen wird.

Claims

An β ρ tu cb β ■--·.■"■ -^;- .UJJg₁Ti i-'-··;,'.\?:~>t&¥ ,

- -.■-■„--■:'■.. ·:.;-.;■, :;.i ®δ-.) Verfahren zum Herstellen von Metalleisten od.dgl., insbesondere von Schweißelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste bzw. Schweißelektrode durch fOrngeoende Bearbeitung aus einem Metallstab (11) in der Weise hergestellt wird, daß der Metallstab durch Anformen einer längsverlaufenden Kehle oder Rille od.dgl. zu einer rinnen- oder etwa U-förmigen Leiste (30, 125, 130) von gleichmäßiger Dicke und Breite verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Bohstab geformte, angenähert U-förmige Leiste anschließend zu einem Bohr (18) geformt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallstab (11) verwendet wird, dessen Metergewicht erheblich größer ist als das Metergewicht der fertigen . Metalleiste.,

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, daß die längeverlaufende Kehle od.dgl. stufenweise eingeformt*und geweitet wird, bis das Stabmetall eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke und Breite hat.

5. Verfahren" nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der Eindrückung der Hohlkehle od.dgl. der Stab (11) gegen Querbewegung festgelegt wird.

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BAD

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Kehle bzw. Rille mit Schweißzusätzen (61) gefüllt und dann die Leistenkanten (33» 133) gegeneinandergedrückt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kehle bzw. Rille so eingeformt wird, daß der Stab (11) eine im wesentlichen V-förmige Querschnitts^ form erhält, wobei die V-Schenkel (36, 109, 175) vom V.Scheitel zu den Schenkelenden hin eine zunehmende Dicke aufweisen, und daß die Schenkel dann unter Verminderung der Dickenabmessung so weit verformt werden, bis sie von dem Ende des einen Schenkels über die Scheitelstelle hinweg bis zu dem anderen Schenkel eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweisen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallstab (11) verwendet wird, dessen Querschnittsabmessung in einer Richtung größer ist als die Dicke der fertigen Leiste, daß die Leiste (30, 125, 130) durch Walzen des Stabes geformt wird, wobei der Stab (11) zunächst kalibriert und dann in der genannten Richtung nur von der einen Seite her örtlich in der Dickenabmessung vermindert wird, und daß dann in derselben Richtung die übrigen Querschnittsbereiche des Stabes in der Dickenabmessung vermindert werden, bis die Leiste od.dgl. zwischen ihren Kan- . ten die etwa gleichmäßige Dicke und Breite hat.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß als Metallstab (11) ein Rundstab mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt verwendet wird, dessen Metergewicht vorzugsweise großer ist als das Metergewicht der fertigen Leiste.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung des Stabes (11) mittels eines Rollenpaares erfolgt, dessen eine Rolle eine Nut und dessen andere Rolle eine in die Nut eingreifende Nase od.dgl. aufweist, wobei der Stab an einer Stelle tangential in die Nut eingeführt wird, die vor derjenigen Stelle liegt, an der der Stab von der Nase erfaßt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (11) mit der genuteten Rolle über einen Winkel von mindestens 4-5° in Berührung gehalten wird, wobei die Nase der anderen Rolle den Stab in diesem Winkelbereich erfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (11) so zwischen den Rollen hindurchgeführt

w wird, daß er auch hinter der die Rollenmittelpunkte verbindenden Linie noch über einen Bogenweg von mindestens 4-5° in Kontakt mit einer der Rollen verbleibt.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (11) so den Rollen zugeführt wird, daß er an einer Stelle in Berührung mit der genuteten Rolle gelangt, die im Bogenabstand von mindestens 4-5° von der die Rollenmittelpunkte verbindenden Linie liegt.

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14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 131 dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (11) so verformt wird, daß er einen symmetrischen V-förmigen Querschnitt erhält, wober er an der Scheitelstelle (1?4) angenähert die endgültige Dickenabmessung aufweist, und daß anschließend die beiderseits der Scheitelstelle liegenden Schenkelteile (193, 195) fortschreitend von der Scheitelstelle zu den Schenkelenden hin quer nach außen verformt werden, bis die Leiste die gleichmäßige Dicken- und Breitenabmessung aufweist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung stufenweise mittels hintereinandergeschalteter Rollenpaare erfolgt, deren untere Rollen jeweils eine etwa ü-förmige Umfangsnut aufweisen, während die zugeordneten oberen Rollen einen im Querschnitt etwa V-förmigen Umfang mit von der ersten zur letzten Rolle zunehmendem Scheitelwinkel aufweisen.

16·. Verfahren zum Herstellen einer rohrförmigen Schweißelektrode, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestrecktes Metalltöil mit parallelen Rändern verwendet wird, dessen Breitenmaß größer ist als das Dickenmaß und das bei einer gewissen Elastizität ein etwa bogenförmiges Profil hat, , wobei das Profil seitlich der im Abstand angeordneten Rander zumindest an einer Stelle der Bogeninnenseite einen Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius dieser Stelle an der fertigen Elektrode, und daß nach Befüllen des Profilinnenraums mit Schweißzusätzen (61)

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das Profilteil so varformt wird, daß der Krümmungsradius zumindest an den anderen Abschnitten der Profilinnenseite bis zur Anlage der Profilränder vermindert wird, wobei diese Abschnitte wahrend des Verformungsvorganges unter einer Druckbeanspruchung stehen, unter der sich die Profilränder bei nachlassender Verformungskraft normalerweise voneinander trennen würden, und daß der Krümmungsradius an der erstgenannten Stelle des Profils soweit erhöht wird, daß während des Verformungsvorgangs diese Stelle unter eine solche Zugbeanspruchung gebracht wird, daß die genannten Profilränder beim Nachlassen der Verformungskraft in gegenseitiger Anlage verbleiben.

17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Stelle längs der Mittellinie (8?) des Metallteile vorgesehen wird.

18. Verfahren zum Herstellen einer Metalleiste od.dgl. mit gleichem Dicken- und Breitenmaß, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bie l?f dadurch gekennzeiciknet, daß ein metallener Rundstab (11) zumindest örtlich gegen Querbewegung gehalten und zumindest an einer ersten Stelle (174) gegenüber zumindest einer zweiten Stelle(175)' einer Dickenänderung unterworfen wird, wodurch diese zweite ' Stelle die Längung dieser ersten Stelle bei ihrer Dickenänderung begrenzt, daß dann das Dickenmaß dieser zweiten Stelle (175) um einen Betrag geändert wird, der größer ist als die Dickenänderung der ersten Stelle, wobei die erste __

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Stelle die Längung der zweiten Stelle bei ihrer Dickenänderung zu begrenzen bestrebt ist, und daß dann das Dickenmaß zumindest an einer weiteren verbliebenen Stelle (195) größerer Dicke soweit geändert wird, bis alle Stellen dasselbe Dickenmaß haben.

19· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dickenänderung in der Mittelebene (174) des Stabs (11) und die zweite Dickenänderung beiderseits dieser ersten Verformungsstelle erfolgt.

dO. Einrichtung zur Verformung eines Metallstabes zu einer Leiste od.dgl. mit etwa U- oder V-förmigem Profil, insbesondere zur Durchführung des Verfahrene gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Formwerkzeug eine mit einem Formraum, wie vor allem einer Nut od.dgl. versehene Matrizenrolle (14·) und eine hiermit zusammenwirkende Patrizenrolle (14) aufweist, die zweckmäßig mit einer etwa V- oder U-förmigeii Nase, (25) od.dgl. in die Hut der Matrizenrolle einfaßt«,

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenrolle eine etwa U-förmige Nut mit einer bogenförmigen Scheitelfläche (82) und im wesentlichen flachen, tangential zu der bogenförmigen Scheitelfläche verlaufenden Seitenflächen aufweist, wobei der Krümmungsradius dieser Scheitelfläche großer ist als der Krümaungsradius des Rundstabes (11), und daß die etwa V-förmige Nase der Patrizenrolle zwischen ihren Flächen (92) einen Winkel (a_Q2)

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einschließt, cLei? kleiner ist als der Winkel zwischen den Seitenflächen der Nut.

22. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß von den das Formwerkzeug bildenden, übereinander angeordneten Hollen (81, 90) die eine Rolle (81) eine etwa V-förmige Nut mit bogenförmigem Scheitel (82) und flachen, divergierenden Seitenflächen (83) aufweist, wobei der Krümmungsradius der Scheitelfläche (82) kleiner ist als der Radius des Rundstabes (11), und daß die V-förmige Nase der anderen Rolle zwischen ihren divergierenden Seitenflächen (92) einen Winkel einschließt, der kleiner ist als der Divergenzwinkel der Nuten-Seitenflächen.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (81, 90) etwa radial gerichtete, im gleichen Abstand von der Mittelebene der Nut bzw. der Nase angeordnete, die beiden Rollen in Axialrichtung gegeneinander ausrichtende und sich mit Passung gegeneinander legende Führungsflächen (93, 98) aufweisen.

2Mr, Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (93, 98) leicht konisch ausgebildet _ sind und nach Art von Keilflächen gegeneinander abgestützt sind.

25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24-, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere als Formwerkzeuge dienende Rollenpaare (14y 14Λ, 16, 16', 18, 18', 20, 20',22, 22 ·) hintereinandergeschaltet sind.

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26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest drei Rollenpaare (81, 90, 100, 102, 115, 116) hintereinandergeschaltet sind, die jeweils eine untere

•Rolle mit einer etwa U-föraigen Umfangsnut und eine obere Rolle mit einer etwa V-förmigen Umfangsnase od.dgl. aufweisen, daß die Seitenflächen (92) der V-förmigen Umfangsnase der ersten oberen Rolle einen Winkel einschließen, der kleiner ist als der von den Mut-Seitenflächen (83) der ersten unteren Rolle eingeschlossene Winkel, daß fer-* ner die Seitenflächen der V-förmigen Umfangsnase der zweiten oberen Rolle einen Winkel einschließen, der einerseits kleiner ist als der von den Nut-Seitenflächen der zweiten _: unteren Rolle eingeschlossene Winkel und ebenso kleiner, als der Differenzbetrag der beiden genannten Winkel des ersten Rollenpaares, und daß der Winkel zwischen den Seitenflächen der V-förmigen Umfangsnase der letzten oberen Rolle gleich dem Winkel ist, den die Seitenflachen der V-Nut der letzten unteren Rolle einschließen._x

27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander angeordneten Rollenpaare, deren Rollen zusammenwirkende Formflächen aufweisen, mit ihren Durchgangsspalten für den Metallstab (11) im wesentlichen horizontal miteinander fluchten, daß jedes ' ' Rollenpaar eine eigene Antriebsvorrichtung (40_f 41) sowie eine Vorrichtung zur Änderung der Drehgeschwindigkeit der Rollen aufweist, daß jeweils zwischen benachbarten Rollenpaaren eine Umlenkrolle (15, 17, 19, 21) angeordnet ist, die quer zu der die Formen-Durchgangsspalten der benach-

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barten Rollenpaare Tsrbindenden Linie unter Vorspannung stehen, daß eine Drehzahlsteuerung vorgesehen ist, die die Drehzahl der Rollenpaare in Abhängigkeit von der Position der Umlenkrolle in der genannten Querrichtung steuert, und daß die Umlenkrollen gegenüber der genannten Verbindungslinie so angeordnet sind, daß der Stab (11), nachdem er den Formen-Durchgangsspalt eines Rollenpaares verläßt, zumindest noch über einen Bogenweg von 4-5° mit einer dieser Rollen in Kontakt bleibt.

28. Rohrförmige Schweißelektrode aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Leiste-besteht, die einen bogenförmigen Querschnitt hat und mit ihren Enden zu einem geschlossenen Rohr (80) geformt ist, wobei die Rohrwand an den Innen- und Endflächen aus einem reineren Eisen besteht als an den anderen Bereichen, wo das Eisen in höherem Anteil Legierungsbestandteile und Einschlüsse enthält.

t 29. Schweißelektrode nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Leiste einschließlich der Oberfläche ihrer Enden dieselbe chemische Zusammensetzung hat«

30. Schweißelektrode nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Leiste einschließlich der Oberfläche ihrer Enden einen geringeren Anteil an Legierungsbestandteilen hat als die von diesen Flächen entfernt liegenden Teile der Leiste.

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