DE2133755A1 - Vorrichtung zum Einschweißen von Rohren in Rohrplatten - Google Patents

Description

IVIuncfien 23

Josef-Raps-Str. 2

Z. 10528

Simmering-Graz-Pauker Aktiengesellschaft für Maschinen-, Kessel- und Waggonbau in Wien

Vorrichtung zum Einschweißen von Rohren in Rohrplatten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschweißen von Rohren in Rohrplatten mittels Schutzgasverfahren, bei welchem die Schweißzone nach außen hin durch ein am Schweißkopf vorgesehenes und allenfalls auch in das Rohrinnere eingesetztes, die Schweißzone abdeckendes Gasschild aus hitzebeständigem isolierendem Material geschützt ist.

Die Herstellung von Schutzgas-Schweißnähten zwischen Rohrplatten und Rohren von Wärmetauschern erfordert einerseits eine optimale Abschirmung der Schweißzone vor dem Zutritt der Atmosphäre, andererseits eine genaue Zentrierung der Achse der Schweißpistole mit der Rohrachse sowohl in seitlicher als auch winkelrechter Lage des die Naht herstellenden Schweißkopfes. Schlechte Abschirmung der Schweißzone kann zu porösen Schweißnähten führen^ während eine seitliche oder WinkelverSchiebung der Pistolenachse zu ungleichmäßigem Aufschmelzen der Verbindungszone mit Hineinlaufen des Schweißgutes in das Rohrinnere führen kann.

Bekannte Ausführungen von Schweißpistolen lösen die Zentrierung und Abdichtung der Schweißzone ins Rohrinnere durch expandierende Konuszentrierdorne die während des Schweißvorganges im Rohr verbleiben· Bei dieser Konstruktion kann es vorkommen, daß bei ins

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Rohr überhängender Schweißraupe ein Entfernen der Pistole trotz Lösen der Konusexpansion auf Schwierigkeiten stößt, und daß kleine Rohrdimensionen mit wenigen Millimeter Innendurchmesser überhaupt nicht mit Expansionskonusdornen zentriert werden können» Andere Konstruktionen bringen zwar Rohrachse mit Pistolenaohse beim Rohrende zum Schnittpunkt, gewährleisten aber nicht die Identität der beiden Achsen, falls durch bereits vorhandene Schweißraupen die Auflagepunkte der Schweißpistole auf der Rohrplatte nicht mehr auf gleicher Höhe sind·

Weiters ist es bekannt die Schweißzone mit dem Schutzgasraum durch ein Gasschild aus metallischen oder keramischen Werkstoffen zu umgeben, welches am Schweißkopf befestigt ist und mit diesem bewegt wird» Solche Gasschilder müssen einen bestimmten Abstand von der Rohrplatte wahren, damit sie, ohne beschädigt zu werden, über Unebenheiten der Rohrplatte, überhöhte Schweißnähte u.dgl. hinweggeführt werden können· Der Spalt zwischen Gasschild und Werkstück bildet besonders beim Schweißen an lotrechten Rohrwänden die Gefahr, daß das Schutzgas aus dem G-asraum rasch entweicht und durch atmosphärische Luft, welche in den Schutzgasraum eindringt, verunreinigt wird·

Um diesem Mangel der bekannten Ausführungsform der Gasschilder wirksam zu begegnen, wird eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, bei welcher erfindungsgemäß zumindeet das Gasschild am Sohweißkopf aus flexiblem Material besteht. Diese Maßnahme gestattet es, das Gassohild dicht an die Oberfläche des Werkstückes zu bringen, womit der Gasraum und der Gasverbrauch klein gehalten werden kann,'ohne daß Sohutzgas duroh atmosphärische Luft verunreinigt wird. Außerdem ist die Möglichkeit geboten, während des Schweißvorganges aus metallurgischen Gründen erforderliohe Än-

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derungen der Schutzgaszusammensetzung schnell und gründlich durchführen zu können·

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das innere Gasschild allenfalls unter Zwischenschaltung eines Stiftes am unteren Ende eines in das zu schweißende Rohr einführbaren, aus diesem vor dem Schweißen herauszuziehenden Zentrierdornes befestigt. Dieses Merkmal beseitigt die eingangs erwähnten Zentrierschwierigkeiten der bekannten Schweißeinrichtungeno

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, in welcher vier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt sind· Es zeigen:

Pig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in axialem Schnitt, Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1, Figo 3 die Vorrichtung nach Fig· 1 in der Arbeitsstellung und die

Fig. 4 bis 6 je eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1.

Bei der Vorrichtung nach Fig· 1 bezeichnet 1 eine Rohrplatte, in die ein Rohr 2 eingesteokt ist, an dessen innerem Durchmesser ein Schweißkopf 3 bzw. eine Schweißpistole zentriert ist. Der Schweißkopf ist mit einem nicht dargestellten Halter zur Aufnahme einer Elektrode 4 sowie mit mindestens einem Kanal zur Führung mindestens zweier Schutzgase in den Bereich der Elektrode und einem Kühlsystem versehen·

Auf das untere Ende des Sohweißkopfes 3 ist ein Gasschild 5 aus isolierendem, hitzebständigem und flexiblem Material aufgebracht, welches als abdichtendes Elteent zwischen äußerem Pistolenrand und dem Werkstück dient und dadurch die Sohweißzone vor dem Zutritt der Atmosphäre von außen sohützt.

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Im Sehweißkopf 3 bzw. in der Schweißpistole ist ein Führungsstift 6 axial verschiebbar angeordnet, welcher mit einer im vorliegenden Falle als Ringnut ausgebildeten Raste 7 für die Festlegung der Arbeitsstellung versehen ist und an seinem unteren Ende in einem Zentrierdorn 8 ausläuft, durch den die axiale Lage des Schweißkopfes 3 bzw» der Schweißpistole festgelegt wird ο

Am freien Ende des Zentrierdornes 8 ist mittels eines Stiftes 10 ein Zentrierplättchen 11 koaxial befestigt, welches aus einem Material ähnlicher Eigenschaften wie das Gasschild 5 besteht und ein G-asschild zum Schutz der Schweißzone vor dem Zutritt der Atmosphäre vom Rohrinneren her bildet.

Der Dorn ist zumindest im unteren !Teil zylindrisch oder profiliert in das Rohrinnere passend ausgeführt.

Die Axialbewegung des Dornes ist durch Anschläge oder Rasten so begrenzt, daß in ausgefahrenem Zustand die Zentrierung der Pistole erfolgt und in eingefahrenem Zustand der Dorn aus der Schweißzone unter Verbleiben des Zentrierplättchens 11 als innere Abdichtung im Rohr zurückgeführt wird. Im Schweißkopf 3 ist eine federbelastete Kugelraste 12, welche im eingeführten Zustand des Dornes 8 in die Raste 7 eingreift·

Der Sohweißkopf 3 wird von einem Sohweißkopftrager gehalten, an dessen einem Ende der Sohweißkopf isoliert befestigt und an dessen anderem, seitlioh ausragenden Ende zu beiden Seiten je eine Justierschraube 14 vorgesehen ist* Dem Sohweißkopfträger 13 diametral gegenüberliegend ist am Sohweißkopf 3 eine Lasche 15 mit einem ebenfalls isolierten Auflagestift 16 befestigt.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in folgender Weise gehandhabt.

Die Schweißpistole wird mit ausgefahrenem Zentrierdorn (Pig. 1) in die Achsenübereinstimmung mit dem einzuschweißenden Rohr 2 gebracht, in ihrer Höhe durch den Auflagestift 16 fixiert und durch geeignete Stellelemente z.B. wie im vorliegenden Fall durch die Justierschrauben 14 oder durch fixierbare Federelemente in einer Dreipunkt-Auflage (Fig. 2) festgehalten. Der Zentrierdorn 8 kann jetz aus dem Rohr 2 zurückgezogen werden (Fig. 3), so daß nur das Plättchen 11 als Abdichtung und Zentrierung im Rohr 2 verbleibt und die Pistole gegen seitliche Verschiebung sichert. Durch die vor dem Aufsetzen der Pistole einstellbare Höhe des Auflagestiftes 16 wird der äußere Gasschild 5 und das im Inneren des Kopfes enthaltene Schweißgerät im vorliegenden Falle die Elektrode 4 auf die Entfernung von der Rohrplatte 1 gebracht, welche optimale Schweißbedingungen bezüglich Lichtbogenlänge und der Errichtung eines minimalen Spaltes zwischen Platte und äußerer Abschirmung gewährleistet. Eine gelegentliche Verengung des Rohrendes duroh die Schweißraupe bildet keine Schwierigkeit beim Abheben der Schweißpistole, da der innere G-asschild 11 eine Flexibilität besitzt oder im Extremfall abreißt und leicht ersetzt werden kann.

Die Elemente der vorliegenden Erfindung können auch einzeln in Sonderfällen Anwendung finden. So kann sich das Ausfahren des Zentrierzylinders erübrigen, wenn die Rohrplatte 1 trotz Schweißraupen praktisch oben bleibt, so daß die Achsenlage des Schweißgerätes durch das Zentrierplättohen 11 und duroh die einmal justierten Auflagestifte 16 gewährleistet bleibt. In diesem

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Fall kann, wie Mg. 4 zeigt, der Führungsstift 6 mit dem Dorn 8 entfallen. Der das Zentrierplättchen 11 haltende Stift 10 ist direkt im Schweißkopf befestigt.

Bei kleinen Rohrdurchmessern, bei denen eine Störung der Schutzgaswirkung durch die Atmosphäre aus dem Hohrinneren erfahrungsgemäß geringer in Erscheinung tritt, kann der innere Gasschild entfallen und die Zentrierung duroh den robusten Zentrierzylinder allein in der beschriebenen Art erfolgen (Fig. 5).

Im Zuge der Entwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat sich gezeigt, daß für bestimmte Anwendungsgebiete eine beträchtliche Flexibilität des Gasschildes erforderlich ist.

Um diese beträchtliche Flexibilität der Gasschildeinrichtung zu erreichen, kann das Gasschild 5 und das Zentrierplättchen 11 aus erhöht flexiblen Bürsten oder Geweben bestehen. Das dafür verwendete Material muß hitzebeständig sein und dielektrische Eigenschaften aufweisen, wie sie z.B. bei mineralischen oder keramischen Fasern gegeben sind. In Fig. 6 stellen die Teile 17 und 20 vorzugsweise starre Srägerelemente dar, mit Hilfe derer die Bürsten oder Gewebeschichten an Schweißkopf und Zentrierdorn befestigt werden.

Die erwähnten Abdicht- und Zentriere^emente sind den Zeichnungen gemäß schematisch für im Teil 3 befestigte Stiftelektroden 4, die die Schweißnaht durch eine mechanisch betätigte Rotation des Kopfes 3 ausführen, dargestellt. Sie können ebenso für Schweißgeräte Verwendung finden, bei denen keine mechanische Rotation stattfindet, sondern nur der Lichtbogen von einer z.B. zylinderförmigen Elektrode magnetisch in Rotation versetzt wird.

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Claims (2)

1. Patentansprüche: -

   1· Vorrichtung zum Einschweißen von Rohren in Eohrplatten mittels Schutzgasverfahren, bei welchen die Sohweißzone nach außen hin durch ein am Schweißkopf vorgesehenes und allenfalls auch in das Rohrinnere eingesetztes, die Schweißzone abdeckendes Gasschild aus hitzebeständigem isolierendem Material geschützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das G-assohild am Schweißkopf (3) aus flexiblem Material besteht·
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere G-asschild (11) allenfalls unter Zwischenschaltung eines Stiftes (10) am unteren Ende eines in das zu schweißende Rohr (2) einführbaren, aus diesem vor dem Schweißen herauszuziehenden Zentrierdorne s (8) befestigt ist.

   3· Vorrichtung nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß als Gassohild Bürsten oder Gewebe vorgesehen sind·

   4· Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten oder Gewebe aus erhöht flexiblem Material bestehen·

   Ιηΐΐκ/tm 10988Λ/123 1