DE1957834A1

DE1957834A1 - Verfahren zur Herstellung glatter Rohre mit duenner oder sehr duenner Wandstaerke durch Schweissen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1957834A1
Application number: DE19691957834
Authority: DE
Inventors: Doublet Noel Fernand
Original assignee: Tubest SA
Current assignee: Tubest SA
Priority date: 1968-11-20
Filing date: 1969-11-18
Publication date: 1970-07-30
Also published as: ES374052A1; JPS4817706B1; DE1957835A1; BE741938A; DE1957834B2; NL6917510A; NL6917509A; US3610863A; FR1599054A; ES374051A1; DE1957835B2; CA923568A; DE1957834C3

Description

Verfahren zur Herstellung glatter Rohre mit dünner oder sehr dünner Wandstärke durch Schweißen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Angesichts neuer Probleme in der Industrie (Chemie - Mechanik Physik - Luftfahrt - Kerntechnik - usw.), liegt die Anwendung von dünnen oder sehr dünnen Metallrohren aus edlen oder nicht oxydierbaren Metallen, die verbesserte Eigenschaften darbieten, auf dem Wege der Entwicklung.

Diese Rohre werden in ihrer ursprünglichen Form (glatte Rohre) verwendet oder sind speziell geformt, z„B. gewellt, um sie als flexible Leitung verwenden zu können (zum Längenausgleich bei innerem oder äußerem Druck - als Thermostat-Balg oder Membran als Dehnungsverbindung - als Druckausgleichsvorrichtungen — in Kälteanlagen - als Austauscher - als Kondensatoren - als Schutzhüllen - usw.)ο

Die gewünschten Eigenschaften sind immer die folgenden:

- Flexibilität

- Dichtheit

- Haltbarkeit bei erhöhtem Druck

- Haltbarkeit bei Vakuum und bei stoßweisem Unterdruck

- Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen

- Widerstandsfähigkeit gegen tiefe Temperaturen

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- mechanische Widerstandsfähigkeit

- Korrosionsfestigkeit

- lange Lebensdauer

- Sicherheit beim Gebrauch.

Die vorliegende Erfindung hat es im wesentlichen zum Ziel, ein Verfahren zur Herstellung glatter Rohre mit dünner oder sehr dünner Wandstärke durch Schweißen anzugeben, das allen diesen Forderungen vollständig entspricht. Außerdem sollen sich die Rohre insbesondere dazu eignen, zu einem Wellrohr weiterverformt zu werden, besonders durch hydraulische Verformung.

Die bekannten Rohre dieser Art wurden im wesentlichen wie folgt hergestellt:

a) Die Rohre wurden mit sich überlappenden Rändern mittels einer Rolle geschweißt.

b) Die Rohre wurden ohne Schweißung kalt gezogen.

c) Die Rohre wurdenmit aneinanderstoßenden Kanten geschweißt und danach gezogen.

d) Die Rohre wurden mit aneinanderstoßenden Kanten geschweißt und kalibriert.

Die erstgenannten Rohre sind für die hydraulische Verformung ungeeignet, weil sich an der Stelle der Überlappung der Ränder eine größere Wandstärke ergibt und weil diese Art der Schweißung schlechte Eigenschaften hat. Ihre Anwendung ist im übrigen auch bei einer mechanischen Nachformung nicht ratsam.

Die ohne Schweißung kalt gezogenen Rohre und die mit aneinanderstoßenden Kanten geschweißten und nachträglich gezogenen Rohre sind für die hydraulische Verformung geeignet, aber sie sind sehr teuer, we ^Ί sie eine Reihe on Arbeiten erfordern, die sich bei jedem Zieh» hritt wiederholen, nämlich: Abbeizen - Fetten - Ziehen - Entfetten - Glühen im Vakuum oder unter Schutzgas. Darüber hinaus bieten die bei de: Kanten zusammengeschweißten Rohre bei

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einem nachträglichen Ziehen das Risiko einer Schwächung der Schweißnaht. Schließlich ist die Länge dieser Rohre bei der Herstellung begrenzt (3 - 10m je Abschnitt). Dies bildet eine Erschwernis bei der Herstellung beispielsweise von Wellrohren, denn zur Erzeugung von 1m Wellrohr mit bestimmtem Profil benötigt man 5 - 6m glattes Rohr.

Die mit aneinanderstoßenden Rändern verschweißten und dann kalibrierten Rohre, die eine Längs-Schweißnaht aufweisen, sind diejenigen, mit denen sich die vorliegende Erfindung beschäftigt.

Die geforderten Eigenschaften müssen durch das Rohr als Ganzes, also einschließlich der Schweißnaht, gewährleistet sein. Die handelsüblichen, mit aneinanderstoßenden Kanten verschweißten Rohre reißen aber an der Schweißnaht oder geben dort nach, wenn sie dem Druck bei der hydraulischen Formung ausgesetzt werden. Wenn die Wellungen mechsflsch ausgeführt werden, können die Rohre der Formung sehr stark Widerstand leisten und wenn dem so ist, muß man auf die Vorteile der hydraulischen Verformung verzichten.

Die Erfindung ist anwendbar auf die Herstellung von Rohren aus sehr unterschiedlichen Metallen, wie nicht legierter Stahl, Kupfer, Kupferlegierungen, verkupfertes Nickel, Nickel enthaltendes Kupfer, Mönel-Metall, Tombak usw. Aber das größte Interesse liegt bei der Anwendung auf nicht oxydierenden Metallen, beispielsweise nicht oxydierendem Stahl, deren Anwendung eine immer wachsende Bedeutung zukommt.

Um das Verfahren durchzuführen wird in bekannter Weise ein Blechband aus kalt geschichtetem Metall von einer Spule abgerollt, mittels einer Walze geglättet, ggf. durch Beschneiden der Ränder genau auf die gewünschte Breite kalibriert und dann in eine Strekke mit Formrollen eingeführt, wo das Band zunächst die Form einer Rinne und dann die Form eines Rohres annimmt. "

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Der Rohr-Rohling wird dann durch ein oder zwei Werkzeuge geführt, die die Aufgabe haben, das Rohr zu schließen und es gestatten, das Rohr in eine Schweißvorrichtung mit beweglichen Backen- und Elektrode einzuführen, mit der irgendein bekanntes Schweißverfahren durchgeführt werden kann, z.B. das unter der Bezeichnung TIG (Tungsten Inert Gas) oder Mikroplasma bekannte Verfahren. Der diskontinuierliche Vorschub des Rohres wird durch eine Zugraupe am . Ausgang der Schweißvorrichtung sichergestellt und das sich ergebende endlose Rohr wird mittels einer automatisch betätigten Schneidvorrichtung in die gewünschten Längen aufgeteilt.

Die Erfindung hat hauptsächlich zum Ziel, ein glattes,-geschweißtes Rohr mit dünner oder sehr dünner Wandstärke anzugeben, das eine sehr hohe Qualität besitzt und insbesondere geeignet ist, anschließend erhebliche Verformungen zu erleiden, beispielsweise bei einer Weiterverarbeitung als biegsame Leitung mit (z.B. kreisförmigen oder schraubenförmigen) Wellungen. Bei diesem glatten Rohr, das in gewisser Weise ein Zwischenprodukt darstellt, muß also die Schweißlinie mechanische Eigenschaften haben, die praktisch identisch mit denjenigen der Wand des Rohres sind, damit ohne Schäden die notwendigen erheblichen Verformungen erfolgen können. Der Schweißarbeitsgang darf auch nicht die physikalischen Eigenschaften des Metalls, aus dem das Rohr hergestellt ist, verändern. Mit Hilfe der Erfindung ist die Schweißung frei von allen Fehlern, regelmäßig und vollständig dicht. Sie zeigt keine Einschlüsse, Risse, Blasen, Eindrückstellen, Deformationen, stichartige Löcher oder rauhe Unebenheiten.

In bekannter Weise wird ein geeignetes Schutzgas, wie Argon, verwendet; dieses wird aber erfindungsgemäß in das Rohr unterhalb der Schweißnaht eingeführt.

Die Erfindung ist auch auf bestimmte Merkmale einer Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens gerichtet, mit deren Hilfe die erhaltene Schweißung Eigenschaften erhält, die viel besser sind als diejenigen, die man mit den derzeit bekannten Maßnahmen erhalten kann.

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Die beiden zu verschweißenden Kanten werden in bekannter Weise so geformt, .daß jede von ihnen eine nach der Außenseite des Rohres gerichtete Lippe bildet, die senkrecht zur Rohrwand stehen. Man kann die Schwierigkeiten, die bei der industriellen Fertigung solcher Schweißlippen ohne eine Verformung oder Beschädigung der Ränder des Bandes zu lösen sind, richtig einschätzen, wenn man berücksichtigt, daß im Rahmen der Erfindung Rohre erzeugt werden können, deren Durchmesser zwischen beispielsweise 6mm und 250mm variiert und bei denen die Blechstärke zwischen z„B. 0,03mm und 0,7mm liegen kann.

Im Hinblick auf diese spezielle Verformung benutzt man ein spezielles festes Formwerkzeug, das am Spalt des Rohres oberhalb des Schweißpunktes angreift und dessen wirksame Organe im wesentlichen gebildet werden durch eine vorn befindliche, vertikale Schneide, welche die beiden Kanten des Spalts spreizt und die mit einem unteren horizontalen Schuh versehen ist, welcher die Ränder zur Bildung der Lippen gerade-richtet und zwar nach Maßgabe des Vorrückens des Rohres mit Bezug auf das feste Formwerkzeug im Innern des das Rohr führenden Ziehwerkzeugs.

Gemäß der Erfindung benutzt man auch noch ein spezielles Ziehwerkzeug, das in seinem oberen Teil einen Längsspalt aufweist, dessen Wände so geformt sind, daß sie mit dem Schuh zur Bildung der Lippen zusammenwirken.

Bei einer anderen Ausführungsform sind die Teile des Ziehwerkzeugs, das zur Bildung der Lippen beiträgt, ersetzt durch feste und zweckmäßigerweise verstellbare Formwerkzeuge.

Bei einer weiteren Abwandlung wirken von dem Ziehwerkzeug gehaltene Formrollen mit, um die Rohrlippen zu formen.

Es wurde festgestellt, daß es zur Sicherstellung der erforderlichen Qualität der Schweißung in der Praxis sehr wichtig ist, daß die Elektrode während ihrer Verschiebung relativ zum Rohr immer genau in der Mittelebene der Schweißverbindung sich befindet,

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damit eine gleichmäßige Verschmelzung der beiden Kanten gewährleistet ist. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird, treten Fehler auf, wie Perforationen durch Schmelzen einer einzigen Kante, schlechte Verbindungen im Schweißbereich, Abschmelzen des Metalls seitlich der Verbindungsebene usw.

Eine manuelle Steuerung der Querverschiebung der Elektrode mit dem Ziel, diese trotz der eventuellen Abweichungen genau in der Mitte der Verbindungslinie zu halten, zwingt den Arbeiter zu an- ψ haltender Aufmerksamkeit. Dies ist unvereinbar mit einer kontinuierlichen Fabrikation im industriellen Maßstab und mit einer gleichbleibenden Qualität des Erzeugnisses.

Zu diesem Zweck kann man die Elektrode in der Querrichtung frei beweglich anordnen und sie in bekannter Weise durch eine mechanische Vorrichtung steuern, z.B. durch eine Laufrolle oder einen elektrischen Fühler oder auch eine photoelektrische Zelle.

Die Erfindung und ihre Merkmale werden nachstehend im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert, in_sder eine Schweißanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht _fc ist» Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der verschiedenen Teile der Anlage, von denen einige bereits bekannt sind,

Fig. 2 eine Teildarstellung in größerem Maßstab und im vertikalen Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig_e 3 einen Querschnitt durch den Gegenstand der Fig. 2,

Fig. 4 ej. Abwandlung des Gegenstandes nach Fig. 3,

Fig. 5 eine weitere Äusführungsform im Querschnitt,

Fig. 6 noch eine Ausführungsform,

Fig., 7 eine Schemazeichnung, welche die Wirkung des Formwerk-

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zeugs gemäß der Erfindung erläutert und Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch die Schweißelektrode.

Die dargestellte Anlage besitzt in üblicher Weise eine Trommel 10 mit einer Vorratsspule 11, die ein kaltgeschichtetes Blechband A, das zum Rohr geformt werden soll, einer mit Walzen arbeitenden Glättungsvorrichtung 12 zuführt. Das Band A durchläuft dann, wenn es notwendig ist, eine Randschneidvorrichtung 13, welche die Kanten gerade macht, worauf sich eine Reihe von Formrollen 14a, 14b, I4c und I4d anschließt, welche allmählich die Kanten derart verformen, daß sich schließlich ein Rohr-Rohling B ergibt. Dieser tritt dann in ein Ziehwerkzeug 15 ein, dem ein Formwerkzeug 16 zugeordnet ist, wobei diese beiden Organe gemäß der Erfindung speziell ausgeführt sind.

Der Rohr-Rohling B, bei dem die Verbindungslippen in der oben beschriebenen Weise durch das Zusammenwirken des Formwerkzeuges und des Ziehwerkzeugs oder der ihnen zu diesem Zweck zugeordneten Hilfsorgane hergestellt worden sind, tritt dann in eine Schweiß- f vorrichtung 17 ein, die in Seitenansicht dargestellt ist, wobei der oben erwähnte Fühler oder Taster und die Schweißelektrode 18 mit ihrem angetriebenen Wagen 19 sehr schematiseh veranschaulicht sind. Das geschweißte Rohr C tritt schließlich durch einen Kalibrierkopf 20, an dessen Austritt es von einer Zugraupe 21 aufgenommen wird, die das schrittweise Vorwärtsrücken des Bandes A, des Rohlings B und des geschweißten Rohres G um die gewünschte Länge durch die gesamte Vorrichtung bewirkt. Schließlich wird das Rohr C an ein Schneidwerkzeug 22 abgegeben, wobei die Abschnitte D von einem nicht dargestellten Vorratsbehälter beliebiger Bauart aufgenommen werden.

In der Reihenfolge ihrer Benutzung ist das erste Mittel, das erfindungsgemäß ausgestaltet wird, das Formwerkzeug 16 in Verbindung mit dem zugeordneten Ziehwerkzeug 15. Fig. 7 zeigt schematiseh die Arbeitsweise dieser Elemente.

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Wie oben schon ausgeführt wurde, müssen die Kanten B1 und B2 des Rohlings B gleichgerichtet oder aufgebogen werden, um die beiden Lippen L1 und L2 gleicher Höhe zu erhalten, deren Klemmung und Aneinanderdrücken durch das Ziehwerkzeug 15 sichergestellt ist.

Während des Schweißens liefern diese Lippen einen Überschuß an Metall, der die Rolle einer Vorratsquelle spielt und die "Rinnenbildung" in der fertigen Schweißung unterdrückt. Eine Klemmung der Lippen ist andererseits notwendig, um ein genaues Aneinanderstoßen sicherzustellen, aufgrund dessen sich eine gegenseitige Verschmelzung ergibt, ohne daß Metall in den Spalt läuft»

Wie Fig. 2 deutlich zeigt, ist das Formwerkzeug 16 fest montiert, seine Lage kann aber in vertikaler Richtung mit Hilfe einer Mikrometerschraube 30 eingestellt werden, die in einer Führung 31 an der Außenseite des Ziehwerkzeugs 15 verschraubbar ist und deren Schaft an seinem Ende eine Scheibe 32 trägt, die in einer am oberen Ende des Formwerkzeugs angebrachten Fassung 33 drehbar ist. Das Formwerkzeug besitzt einen Führungsschlitz 34, durch den eine Schraube 35 greift. Diese ist in zwei Augen 36a, 36b4^BcuLe von der Führung 31 auf beiden Seiten des Schlitzes des Ziehwerkzeugs getragen werden und die ein Arretieren des Formwerkzeugs 16 in seiner eingestellten Lage (vgl. Fig. 3) gestatten. Die unteren Winkel dieses Schlitzes sind abgerundet, damit beim Verschieben des Rohlings B die Lippen L1 und L2, die durch das Formwerkzeug 16 . aufgebogen werden, mit einem gewünschten Übergangsradius r in die Wand des Rohr-Rohlings B übergehen.

Fig. 7 zeigt, wie das feste Formwerkzeug 16, das beispielsweise aus behandeltem Metall oder Wolframkarbid besteht, die beiden Lippen L1und L2 in Zusammenarbeit mit dem Ziehwerkzeug 15 erzeugt. Das Formwerkzeug hat eine schmale Auflaufkante 40, von der aus zwei Flanken nach hinten auseinanderstreben, bis sie in planparallele Seitenwände.übergehen. Diese Auflaufkante 40 schließt an ihrem unteren Ende an einen Schuh 41 an, dessen Auflauffläche 411 und dessen Seitenflächen 41 ^ schrägstehen und so ausgebildet sind,

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daß sie die Kanten B1 und B2 des Rohlings B anheben, die bei ihrem Durchgang durch das Formwerkzeug 16 zu den beiden Lippen L1 und L2 geformt werden sollen.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform dieser Vorrichtung, bei der derjenige Teil des Ziehwerkzeugs 15, der den Durchtrittsschlitz für das Formwerkzeug 16 aufweist, durch zwei zusammengesetzte Teile 42 aus veredeltem Stahl gebildet ist. Dank einer solchen Konstruktion erhält man eine sehr viel größere Abnutzungsbeständigkeit und außerdem sind die beiden Teile 42 austauschbar, so daß man sie bequem ersetzen kann, insbesondere wenn die End*- form der Lippen L1 und L2 geändert werden soll..

In Fig. 5 ist eine weitere Entwicklung dargestellt, bei der das Formwerkzeug 16 und die Mittel zum Festhalten und Verstellen gleich geblieben sind, aber zwei Druckrollen 51 und 52 verwendet werden, die sich frei auf ihren Achsen 53 und 54 drehen und deren mit dem Formwerkzeug zusammenwirkendes Umfangsprofil der Form der Lippen L1 und L2 entspricht. Diese Ausführungsform setzt an die Stelle des Reibungskontakts zwischen dem Rohling und dem Ziehwerkzeug einen Rollkontakt, der das Abbremsen des Rohlings in der Vorrichtung und seine Abnutzung vermindert.

Die genaue Lage der beiden Rollen 51 und 52 wird in der folgenden Weise sichergestellt„ Die beiden Achsen 53 und 54 sind in Schiebern ^ gehalten, die durch das Zusammenwirken mit Mikrometerschrauben 56 und 57 horizontal verstellbar sind. Die Schieber sind in Hülsen 58, 59 gehalten, die selbst vertikal mit Hilfe anderer Mikrometerschrauben 60 und 61 verstellbar sind. Stellschrauben 62, 63 usw. arretieren die Rollen 51 und 52 in ihrer Stellung,

In Fig. 6 sind schrägstehende Werkzeuge 65 auf beiden Seiten des Formwerkzeugs mit Hilfe je. eines Arms 66 einstellbar gehalten« Die Lage des Arms ist mit großer.Präzision sowohl in horizontaler

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als auch in vertikaler Richtung einstellbar und zwar mit Hilfe der gleichen Mittel, wie sie in Fig, 5 dargestellt sind und die daher nicht erneut beschrieben werden müssen.

Fig. 8 zeigt im Querschnitt die gemäß der Erfindung verbesserte Schweißvorrichtung. Sie umfaßt in bekannter Weise ein Gestell 101 und zwei feste Backen 102 und 103 mit ihren Formstegen 104 und 105ο Gemäß der Erfindung muß die sehr geringe Wandstärke und die Zerdrückbarkeit des zu schweißenden Rohr-Rohlings B berücksichtigt werden, der nicht von selbst eine genügende Steifigkeit hat. Daher bildet eine bewegliche Backe 106 eine halbzylindrische Rinne oder "Wiege", die wirksam die untere Hälfte des Abschnitts abstützt. In der gleichen Weise stützen ihn die beiden festen Backen 102 und 103 auf der oberen Hälfte ab.

In bekannter Weise kann die im Gehäuse 101 geführte Backe- 106 mit Hilfe eines hydraulisch oder pneumatisch aufweitbaren Schlauches 107 vertikal verschoben werden.

Gemäß der Erfindung wird noch eine "Stützlatte" 108 verwendet, die wirksam den Zutritt von atmosphärischer Luft zu der Schweißnaht verhindern soll, indem ein Schutzgas zugeführt wird, damit die Oxydation des heißen Metalls und das Einsinken des Schmelzbades oder ein Durchbrechen des Metalls verhindert, das Eindringen des schmelzenden Metalls bis zur Basis der Verbindungsstelle reguliert und das Rohr vor dem Schweißen dicht gegen die Wände der Backen 102 und 103 angelegt wird.

Man sieht, daß diese Latte 108 direkt unterhalb der Schweißverbindung angeordnet ist«, Gemäß der Erfindung bildet sie an ihrem oberen Te: " eine Rinne 109, in der Zuführungskanäle 110 für ein Schutzgas ix i.er erforderlichen Anzahl und an den geeigneten Stellen derart münden, daß sich ein konstanter Ausfluß des Schutzgases über die Länge der La te ergibt. Der Grund der Rinne 109 kann außerdem zwischen den Kanälen 110 so geformt sein, daß die gleich-

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mäßige Verteilung des Gases verbessert wird. Die Kanäle 110 werden von einem Metallrohr 111 versorgt, das im Innern der Latte verläuft und sich über dessen gesamte Länge erstreckt sowie über nicht veranschaulichte Mittel mit einer Schutzgasquelle verbunden ist.

Die Stutzlatte 108 ist erfindungsgemäß in einem starren Rohr 112 gehalten, dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des zu schweißenden Rohlings B und das über seine gesamte Länge mit Längsfenstern 113 geeigneter Abmessungen, Form und Unterteilung versehen ist. Die Fenster haben die Aufgabe, die Expansion eines elastischen Schläuche 114 bis durch die Wand des Rohres 112 zu gestatten, wodurch dieser an der Innenwand des Rohlings B zur Anlage kommt und dadurch die Klemmung und die Lage des Rohlings mit Bezug auf die Backen 102, 103 und 106 sicherstellt.

Der Schlauch 114 ist nicht aufgeblasen und demzufolge nicht in Kontakt mit dem Rohling B, bis dieser die Schweißstellung eingenommen hat. Während der Verschiebebewegung des Rohlings verbleibt der Schlauch innerhalb des Außendurchmessers des Rohres 112; weil er nicht mit dem zu schweißenden Rohling in Kontakt ist, besteht auch keine Gefahr, daß er durch diesen beschädigt oder abgerieben wird, was zur Folge haben könnte, daß Teilchen aus dem Material, aus dem der Schlauch besteht, z.B. Kautschuk, unter dem Einfluß der Reibung des Metalls gelöst und mitgerissen werden und schließlich bis unter die Schweißstelle gelangen. Bei nicht oxydierbaren Stählen z.B., insbesondere wenn sie sehr geringe Wandstärken haben, führen solche, auch minimale Verschmutzungen durch Fremdkörper zu einer Felllerquelle in der Schweißung.

Zwei andere Rohre 115 und 116, die ebenfalls in der Latte angeordnet sind, erlauben die Zirkulation eines Kühlmittels, z.B. einer Wasser-Glycol-Mischung, über deren gesamte Länge. Die Kühlung verbessert die Qualität der Schweißung, weil die freiwerdende Wärme sicher abgeführt wird.

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Die Latte 108 kann aus einer nicht magnetischen Legierung (Kupfer oder Kupferlegierung) hergestellt sein und das Rohr 112 kann über* dies einen Oberflächenschutz, Z₀B. durch Verchromung, erhalten, damit ein Mitreißen von Kupferteilchen verhindert wird.

Es ist klar, daß die Stützlatte 108 gemäß der Erfindung mit dem Rohr 112 gemeinsam eine steife Einheit bildet, die eine Deformation des Rohr-Rohlings B während dessen Verschiebung in der Vorrichtung verhindert. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Rinne 109 ihre richtige Lage mit Bezug-auf die Schweißstelle hat, daß das Schutzgas richtig und mit erhöhter Wirksamkeit verteilt wird, daß die Gefahr einer Beschädigung des Schlauches 114 vermieden wird und daß die Gefahr des Einschleppens von Fremdteilchen bis zur Schweißung im Verlauf des Schweißarbeitsganges ausbleibt.

Die Folge der Arbeitsgänge, soweit sie sich auf die Schweißvorrichtung der Fig. 8 bezieht, ist nachstehend aufgeführt:

1. Der Rohr-Rohling B wird in Längsrichtung durch die Vorrichtung verschoben oder gezogen, wobei der Schlauch 1-14 nicht aufgeblasen ist und die untere bewegliche Backe 106 nicht angeklemmt ist, damit der Rohling ohne Umfangsreibung frei bewegt werden kann,

2. Der Schlauch 114 wird unter niedrigen Druck gesetzt, damit der Rohling B eng gegen die Backen 102, 103 und 106 angelegt wird,,

3. Die bewegliche Backe 106 wird durch Expansion des Schlauches 107 festgeklemmt, wodurch sich die Lippen L1 und L2 an der Schweißstelle anlegen, ohne daß die Gefahr einer Verformung des Rohlings besteht. ~

4. Der Schlauch 114 wird unter den endgültigen Druck gesetzt,.,, dai-mit der Rohling B in den Backen arretiert wird. ■· -·-■ λ

5» Die Schweißunff wird durchgeführt.

0 0 9 8 2Γ1 / 0 9 U 3 ..-.

Im Verlauf dieser Arbeitsschritte land weil die Latte 108 wirksam vom Rohr 112 unterstützt und versteift wird, das mit seinem anderen Ende leicht am Gestell 101 befestigt werden kann, erreicht man immer eine genaue Ausrichtung zwischen der Rinne 109 und der Schweißverbindung. Die Latte kommt also n±ht infolge einer Verlagerung der Rinne mit dem schmelzenden Metall in Berührung, was unter anderem eine schlechte Verteilung und eine unregelmäßige Abgabe des Gases hervorrufen und damit einen ungenügenden Schutz an der Unterseite der Schweißnaht herbeiführen würde_β

Die aufeinander folgende Betätigung der verschiedenen Organe, die in der beschriebenen und dargestellten Anlage vorhanden sind, die ζ_βΒ_β das Öffnen und Schließen der elektrischen Stromkreise, die verschiedenen Zuführungen des Schutzgases und der Kühlflüssigkeit, die Ausdehnung und das Entleeren der ausdehnbaren Schläuche usw. bewirken, wird bequemerweise von einem Schaltpult gesteuert, das mechanische, pneumatische, hydraulische, elektrische und/oder elektronische Vorrichtungen aufweist, deren Ausbildung dem Fachmann keine Schwierigkeiten macht und die außerhalb der vorliegenden Erfindung liegen. Das Schaltpult kann natürlich auch mit manuellen Betätigungsorganen und Steuermitteln für das Inbetriebsetzen, das Regeln, die Funktionsüberwachung und das Anhalten der ganzen Anlage ausgerüstet sein.

Die Ausführungsbeispiele sind nur sehr schematisch beschrieben und dargestellt worden, da sie lediglich der Erläuterung dienen. Die verschiedenen Elemente der Anlage können in weitem Umfang abgewandelt oder durch Elemente mit äquivalenter Funktion ersetzt werden, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen wird. Auf diese Weise gelingt es, Rohre mit hoher Qualität herzustellen, die aneinanderstoßende, verschweißte Kanten haben und anschließend kalibriert sind, die dünne oder sehr dünne Wandstärken haben und bei denen die Schweißnaht mechanische Eigenschaften wie Längsdehnung und Zugfestigkeit, sowie chemische Eigenschaften wie Korrosionsfestigkeit, gleichmäßig darbieten muß, die denjenigen

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des Metalls gleich sind, aus dem das Rohr besteht. Diese Rohre zeichnen sich im übrigen durch eine große Abmessungsgenauigkeit aus, durch eine mechanische Festigkeit, die ausreicht, um sie durch hydraulische Verformung zu einer Wellrohrleitung zu verformen, durch eine konstante Wandstärke, durch eine absolute Dichtheit bei stoßweisepi Unterdruck (bei Helium) und bei Überdruck, durch sehr gute kristalline und makrographische Eigenschaften sowie durch einen sauberen Oberflächenzustand ohne eingedrückte Ritzer.

Des weiteren bedürfen die gemäß der Erfindung hergestellten glatten Rohre nicht notwendigerweise einer thermischen Behandlung oder einer mechanischen Nachbearbeitung nach der Schweißung. Die Herstellungskosten- liegen sehr viel niedriger als die Kosten für ohne Schweißen gezogene Rohre und für Rohre, die nach dem Schweißen gezogen werden.

Die Erfindung gestattet es, Rohre mit dünner oder sehr dünner Wandstärke automatisch und kontinuierlich mit unbegrenzter Länge herzustellen.

Die Erfindung ist unter Beibehaltung aller Vorteile auf die Herstellung von Rohren beliebigen Querschnitts anwendbar, insbesondere auch auf Rohre mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt, z.B. mit polygonalem Querschnitt, wobei lediglich geringfügige, technologische Änderungen, die zu diesem Zweck notwendig sind, bei der beschriebenen und dargestellten Vorrichtung vorgenommen werden müssen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

[1,/Verfahren zur Herstellung glatter Rohre mit dünner oder sehr dünner Wandstärke und unbegrenzter Länge durch Schweißen, bei dem aus einem kontinuierlichen Blechband durch Hochbiegen der Ränder ein oben offener Rohr-Rohling gebildet wird, an den benachbarten Kanten je eine nach außen ragende Lippe geformt wird und diese- beiden Lippen mittels einer Elektrode unter Verwendung von Schutzgas verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß"der Rohling in einer Schweißvorrichtung schrittweise oder in aufeinanderfolgenden Längen vorgerückt wird und daß die Schweißelektrode selbst eine geradlinige Hin- und Herbewegung über eine Strecke vollführt, die etwas größer ist als die Vorrückstrecke des Rohlings, so daß die aufeinanderfolgenden Schweißungen einander etwas überlappen.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ziehwerkzeug 05) > das dem Rohr-Rohling (B) die endgültige Form gibt, längs seiner oberen Erneu_fraiif-:sfläche und entsprechend der Verbindungsstelle des Rohlinge eineil Spalt aufweist und daß in diesen Spalt ein fe-■ --stes Formwerkzeug (16) greift, das eine vordere vertikale Schneide (40) besitzt, welche die beiden Kanten des Rohlings trennt, und .einen-horizontalen unteren Schuh (41), der die Kanten" z-ur Bildung der Lippen in Abhängigkeit vom Y drücken des -R-JiMlings im Ziehwerkzeug hochbiegt.
J. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vt'ände des Spalts des Ziehwerkzeugs derart ausgebildet sind, daß sie im Zusammenwirken mit dem Schuh (40) des Formwerkzeugs (16) die Lippen (L1, L2) formen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Führungs\^T or richtung, die die. Schweißelektrode (TS) automatisch in seitlicher Richtung derart führt, daß sie genau der Mittelebene der Verbindung folgt, auch ;-:emz diese leicht gewellt ist.

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BADCmiGINAt
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (B) mit seinem oberen Teil auf einer Stützlatte (108) ruht, die eine Vorrichtung (111, 110, 109) zum Einführen eines Schutzgases, wie Helium, unter die Schweißnaht aufweist„ ■ . .
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch-gekennzeichnet, daß die Stützlatte (108) außerdem eine Kühlmittel-Umlaufeinrichtung (115, 116) zum Abführen der beim Schweißen entwickelten Wärme

fc aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine Arretiervorrichtung (102, 103, 107, 106) die den Rohling unter der Schweißelektrode festlegt, aber während des Vorrückens des Rohlings unwirksam zu machen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mikrometerschrauben und Arretierschrauben vorgesehen sind, die die genaue Lage des Formwerkzeugs (16) mit Bezug auf das Ziehwerkzeug (15) und den Rohling (B) sichern und diese Lage arretieren.
P 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Teile des mit einem Spalt versehenen Ziehwerkzeugs (15), die mit dem festen Formwerkzeug (16) zusammenwirken, austauschbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Teile des mit einem Spalt versehenen Ziehwerkzeugs (15), die mit dem festen Formwerkzeug (16) zusammenwirken, durch Formwerkzeuge (65) ersetzt sind, die-mit Genauigkeit in allen Ebenen verstellbar und in Fassungen arretierbar sind, die zum Gestell (101) gehören können.

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BAD ORK3RAL

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11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum genauen Festklemmen der Lippen (L1, L2) des Rohlings (B) unter der Schweißelektrode (18) durch zwei obere Backen (102, 103) mit festen Formstegen (104, 105), die zwischen sich einen der Verbindungslinie entsprechenden Zwischenraum freilassen, und eine untere, vertikal bewegliche Backe (106) gebildet werden, wobei die Backen in ihrer Klemmstellung genau und vollständig an die zylindrische Oberfläche des Rohlings (B) anschließen.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5, 6 und 11, "dadurch gekennzeichnet, daß der zu schweißende Rohling (B) zwischen die Formstege (104, 105) der oberen Backen und die Stützlatte (108) eintritt, die an ihrem oberen Teil eine Rinne (109) aufweist, die mit der Verbindungsebene des Rohlings übereinstimmt und über Kanäle (111, 110) in der Latte mit einem inerten Gas, wie Helium, versorgbar ist.
13.Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützlatte (108) außerdem Kanäle (115, 116) für den Durchfluß eines Kältemittels aufweist,,
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützlatte (108) im oberen Teil eines horizontalen, starren Rohres (112) angeordnet ist, das mit seinem anderen Ende am Gestell (101) der Vorrichtung befestigt ist, während sich im unteren Teil des Rohres ein Schlauch (114) befindet, der hydraulisch oder pneumatisch aufweitbar ist und durch das Aufweiten den Rohling (B) in der Schweißvorrichtung arretiert.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das die Stützlatte (108) haltende Rohr (112) auf seiner ganzen Länge mit Längsfenstern (113) versehen ist, durch die der

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Schlauch (114), wenn er aufgeweitet ist, hxndurchtreten kann, um sich an die Innenwand des Rohlings (B) anzulegen und diesen in der Vorrichtung zu arretieren, während der Schlauch, wenn er nicht aufgeweitet ist, sich innerhalb des Rohres (112) befindet und ein schrittweises Vorrücken des Rohlings gestattet.

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