DE2007668C - Verfahren zum Herstellen von geschweißten Rohren mit wendeiförmiger Naht - Google Patents

Description

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Die Herstellung von geschweißten Rohren mit wendclförmiger Naht erfolgt durch Einrollen eines Bandes und Zusammenschweißen der aneinanderstoßenden Bandkanten. Das Zusammenschweißen erfolgt üblicherweise durch eine die ganze Bandbreite erfassende Preß- oder Schmelzschweißung.

Bei der Herstellung von Rohren mit Wanddicken über etwa 8 mm wird die Anwendung nur einer Schweißung schwierig oder sogar unmöglich. Es ist deswegen bereits vorgeschlagen worden, durch eine Innenschmelzschweißung hergestellte Rohre nach einer halben Rohrumdrehung durch eine Schmelzschweißung von außen nachzuschvveißen.

Außerdem ist schon vorgeschlagen worden, zunächst durch eine Preßschweißung eine Schweißunterlage für die nachfolgende Schmelzschweißung zu erstellen. Dabei soll die Schmelzschweißung eine Innenschweißung sein. Der Vorteil einer solchen Arbeitsweise liegt in der wannenartigen Innenschweißung beim Auffüllen der Nahtfuge. Nachteilig ist es aber, daß die nach diesem Vorschlag zum Preßschweißen verwendete induktive Kantenerwärmung eine starke Gratbildung auch an der Rohrinnenseite bewirkt und die notwendige Beseitigung des Schweißgrates vom Rohrinnern aus vor der Schmelzschweißung die Ausübung des Verfahrens sehr erschwert oder unmöglich macht. Ein einfaches Einschmelzen des Grates bei der Schmelzschweißung führt dagegen zu Einschlüssen und damit zu unbrauchbaren Produkten.

Eine Abwandlung des zuletzt genannten Verfahrens, bei dem die durch Preßschweißen hergestellte Heftnaht ganz oder stellenweise beim Auffüllen der Nahtfuge wieder aufgeschmolzen wird, kann keine grundsätzliche Verbesserung bringen. Außerdem ist ber diesem Verfahren auf das Erhitzen bereits der zulaufenden Bandkanten verzichtet.

Daraus ergibt sich für die Herstellung von starkwandigen Rohren mit wendeiförmiger Naht, die durch Schmelzschweißung nachgeschweißt werden sollen. die Aufgabe, die Preßschweißung so auszuführen, daß eine Gratbildung auf der Seite der nachfolgenden Schmelzschweißung weitgehend vermieden vird. Um ein solches Schweißergebnis zu erzielen, ist im anderen Zusammenhang bereits vorgeschlagen worden, die Bandkanten unterschiedlich abzuschrägen. Das unterschiedliche Abschrägen der Bandkanten ist aber für die Herstellung von Roiiren mit wendeiförmiger Naht djswegen problematisch, da hierauf die Fertigungsparameter nicht ohne Einfluß sind.

Die gegenwärtige Erfindung sucht diese Aufgabe dagegen genereller und von den Bedingungen der jeweiligen Fertigung Unabhängig dadurch zu lösen. dai\ die Erwärmung der Banukantcn gesteuert wird. Sie geht aus von dem obenerwähnten Verfahren, die Windungen des eingerollten Bandes zunächst nur auf einen Teil der Banddicke durch Preßschweißen zu verbinden und die verbleibende Nahtfuge gegebenenfalls in einem besonderen Arbeitsgang durch eine Schmelzschweißung aufzufüllen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Preßschweißen eine an sich bekannte, glatt abgeschrägte Bandkante mit einer dazu etwa parallelen Teilkante einer dachförmig abgeschrägten Bandkante derartig zusammengeführt wird, daß dieTeilkantc der dachförmig abgeschrägten Band!<ante bei der Annäherung im Bereich der Kantenerwärmung der glatten Bandkante ganz gegenübersteht. Das Erwärmen der Bandkanten zum Preßschweißen erfolgt durch konduktiv übertragenen HF-Strom, und der Kontakt an der glatt abgeschrägten Bandkante steht in einem größeren Abstand vom Schwerpunkt als derjenige an der dachförmig abgeschrägten Bandkante.

Durch das glatte Abschrägen einer Bandkante und das dachförmige Abschrägen der anderen Bandkante entsteht nicht nur eine V-förmige Ausnehmung für die Schmelzschweißung nach erfolgter Preßschweißung, sondern die Erwärmung durch den konduktiv übertragenen HF-Strom zur Preßschweißung erfolgt so, daß im Grund der V-förmigen Ausnehmung praktisch kein Grat entsteht. Zu dem Zweck wird die glatt abgeschrägte Bandkante zunächst allein vom Strom durchflossen, wodurch es infolge des Skineffektes zu einer Erwärmungskonzentration im Bereich des von der abgeschrägten Bandkante und der einen Bandoberflächc gebildeten spitzen Winkel kommt.

Sobald auch die dachförmig abgeschrägte Bandkante mit Strom beaufschlagt ist, wird auch diese erwärmt, und zwar am stärksten an der Stelle, die dem Bereich der Stromkonzentration in der glatt abgeschrägten Bandkante gegenübersteht. Sind die Bandkanten derart abgeschrägt oder werden sie derart einander genähert, daß die zum Preßschweißen vorgesehene Teilkante der dachförmig abgeschrägten Bandkante bei ihrer Annäherung an die glatt abgeschrägte Bandkante, während beide Kanten stromdurchflossen sind, letzterer ganz gegenübersteht, so kommt es auch an der dachförmig abgeschrägten Bandkante zu einer Wärmekonzentration im Bereich der Bandoberfläche und der Bereich des Dachfirstes bleibt relativ kalt. Die beiden durch Preßschweißen zu verbindenden Teilkanten sind damit gleichsinnig und über die Banddicke in der Art ungleichmäßig erwärmt, daß es im Bereich des Dachfirstes zu keiner oder nur einer geringen Gratbildung kommt.

Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die durch das Preßschweißen hergestellte Ausnehmung für das Schmelzschweißen nicht ausgekreuzt und gesäubert zu werden braucht, so daß die Schmelzschweißung als Innenschweißung unmittelbar auf die Preßschweibung folgen kann. Das Verfahren wirkt sich aber auch günstig aus, wenn die Schmelzschweißung in einem besonderen Arbeitsgang erfolgt. Die Anlage zur Herstellung von geschweißten Rohren mit wendeiförmiger Naht, die lediglich eine durchgehende Heft- naht durch Preßschweißen herstellt, kann dann mit der hohen zulässigen Schweißgeschwindigkeit betrieben werden. Das langsamere Auffüllen der Naht durch das Schmelzschweißen erfolgt dagegen in einfacheren Einrichtungen, die zur Weiterverarbeitung der anfallenden gehefteten Rohre mehrfach vorhanden sind.

Die Erfindung is! unabhängig davon, ob das Band im oberen oder unteren Scheitelpunkt des entstehenden Rohres einläuft. Sie ist anwendbar bei einer Schmelzschweißung von außen oder innen. Grundsätzlich ist es auch ohne Einfluß, auf welcher Bandseite — die der Preßschweißung oder der Schmelzschweißung — der HF-Strom durch die Kontakte eingeleitet wird. Mögliche verschiedene Kontaktanordnungen unterscheiden sich lediglich im Wirkungsgrad der Stromübertragung. So ist beispielsweise bei einer HF-Stromzufuhr vom Äußeren des Rohres der Wirkungsgrad bei einer Außenpreßschweißung besser als bei einer Innenpreßschweißung. Nicht unterschiedlich ist dagegen die Strom- und Erwärmungsverteilung an d^n Bandkanten, da diese bei dem angewendeten ΗΓ-Strom mit z. B. 450 kHz ausschließlich vom Skin- und Annäherungseffekt bestimmt wird.

Die Erfindung wird an einigen beispielhaften Ausführungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt,

F i g. 2 die dazugehörige Draufsicht,

F i g. 3 einen Längsschnitt, jedoch mit anderer Kantenausbildung.

In den Beispielen nach Fig. 1 bis 3 laut das Band im oberen Schc'tel des Rohres zu.

F i g. 4 zeigt enen Längsschnitt,

F i g. 5 den dazugehörigen Horizontalschnitt in der Rohrmittelebene.

In dem Beispie! nach F i g. 4 und 5 läuft das Band im unteren Scheitelpunkt des Rohres zu.

In dem Beispiel nach F i g. 1 und 2 läuft das Band 2 in Richtung des Pfeiles 4 einem nicht gezeichneten Biegeapparat zu, in dem es zum Rohr 6 gebogen wird, was in Richtung des Pfeiles 8 abläuft. Der Schweißpunkt befindet sich bei 10. An dieser Steile kann eine Druckrolle 11 vorgesehen sein. Auf dem Band gleitet der den HF-Strom zuführende Kontakt 12, auf dem bereits zum Rohr gebogenen Band gleitet ein ebensoleher Kontakt 14.

Das zulaufende Band ist au der dem Schweißpunkt zugewendeten Kante 16 glatt abgeschrägt, wie in F i g. 1 eineiii Längsschnitt 18 kurz vor der oberen Scheitcllinie 20 erkennbar ist. Die Gegenkante ist dachförmig abgeschrägt mit den Teilkanten 22 und 24.

Der Kontakt 12, der der glatt abgeschrägten Bandkante 16 zugeordnet ist, hat einen Abstand vom Schweißpunkt 10, der etwa das l'/ifache des Abstandes des Kontaktes 14. der der dachförmig abgeschrägten Bandkante 22, 24 zugeordnet ist, beträgt.

Auf der Erwärmungsstrecke der Bandkante von Kontakt 12 bis 14, auf der die glatt abgeschrägte Bandkante 16 vorgewärmt wird, kommt es zu einer Erwärmimgskonzentration in dem Feld 26. Sobald beide Bandkanten erwärmt werden, also auf der Strecke von Kontakt 14 bis zum Schweißpunkt 10. steht die Teilkante 24 schon auf ihrer ganzen Höhe — d h. ganz — der glatt abgeschrägten Banc'kante 16 gegenüber, so daß der S^f ^mnachbarschaftseffekt wie folgt wirksam werden kann. Oas Feld 26 kann sich im Bereich gegenüber der Kante 16 etwas verbreitern. Das Erwärmungsfeld 28 an der Kante 16 wird die in F i g. I gezeichnete Form und Lage haben, dabei wird wegen des genannten Effektes der Scheitelbereich 30 der dachförmig abgeschrägten Bandkante gegenüber der Außenkante 32 in der Erwärmung zurückbleiben, so daß im Scheitelbereich 30 nur ein geringer oder gar kein Grat entsteht.

Fig. 3 zeigt bei ebenfalls im oberen Rohrscheitel 20 einlaufendem Band 2 die umgekehrte Kantenausbildung. Die dem Schweißpunkt 10 zugewendete Kante am zulaufenden Band 2 ist dachförmig 40, 42. die gegenüberstehende, am Rohr 6 befindliche Band kante ist glatt 44 abgeschrägt. Auch hier erhält die glatt abgeschrägte Bandkante 44 die Vorwärmung, m> daß jetzt der Kontakt 14 nach Fig 2 vom Schwerpunkt 10 weiter entfernt ist als der Kontakt 12. Beide Kontakte sind wieder von außen auf das Rohr aufgesetzt. Die Erwärmungsbereiche sind mit 46 und 48 bezeichnet.

Der Anordnung nach Fig. 1 ist jedoch der Vorzug zu geben, da in dieser ein höherer Wirkungsgrad bei der Stromübertragung erreicht wird und die Schmelzschweißung als Innenschweißung in Wannenlage erfolgen kann.

F i g. 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit einem im unteren Scheitel 50 zulaufenden Band 52. In der Darstellung in F i g. 5 ist die obere Hälfte des entstehenden Rohres 54 frei geschnitten. Dt.r Schnitt gemäß Fig. 4 liegt kurz vor dem unteren Scheitel 50 an der Linie 56.

Die dem Schweißpunkt 58 zugewendete Kante des zulaufenden Bandes 52 ist dachförmig 60, 62, die gegenüberstehende Kante 64 glatt abgeschrägt. Die Kontakte 66, 68 sind im Innern des entstehenden Rohres j4 angeordnet, von ihnen hat der der glatten Bandkante 64 zugeordnete Kontakt 68 wieder den größeren Abstand zum Schweißpunkt 58. Die Ausbildung der Erwärmungsfelder "70 und 72 entspricht derjenigen nach Fig. 1. Auch der Wirkungsgrad der Stromiibe^rtragung ist ähnlich günstig. Jedoch wird bei dieser Ausführung keine Innen-Schmelzschweißung erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur.i Herstellen von geschweißten Rohren mit wendeiförmiger Naht, wobei unterschiedlich abgeschrägte Bandkanten durch konduktiv übertragenen HF-Strom erwärmt und nur auf einem Teil der Banddicke durch Preßschweißen verbunden werden und die verbleibende Nahtfuge gegebenenfalls in einem besonderen Arbeitsgang durch eine Schmelzschweißung aufgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Preßschweißen eine an sich bekannte, glatt abgeschrägte Bandkante (16, 44, 64) mit einer dazu parallelen Tt....ante (24, 42, 60) einer dachförmig abgeschrägten Bandkante derart zusammengefügt wird, daß diese Teilkante (24, 42. 60) der ganz abgeschrägten Bandkante (16, 44, 64) bei der Annäherung im Bereich der gemeinsamen Kantenerwärmung ganz gegenübersteht und der Kontakt (12, 68) an der glatt abgeschrägten Bandkante (16, 44, 64) in einem größeren Abstand von dem Schweißpunkt (ifl) als der Kontakt (14, 66) an der dachförmig abgeschrägten Bandkante gehalten wird.