DE2212382C3

DE2212382C3 - Verfahren zum Herstellen und/oder Prüfen von geschweißtem Schraubennahtrohr aus Stahlblech

Info

Publication number: DE2212382C3
Application number: DE2212382A
Authority: DE
Inventors: Ralf Hoffmann; Werner Wennemann
Original assignee: Hoesch Werke AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1972-03-15
Publication date: 1979-02-08
Also published as: FR2175778A1; PH15457A; DE2212382B2; CA971632A; US3857162A; ES412619A1; JPS492759A; PH10217A; FR2175778B1; GB1361374A; AT322334B; ES422673A1; DE2212382A1; IT982891B; CH558229A; BE796735A; JPS558249B2; DD102325A5

Description

Beim Schweißen und Prüfen der Schweißnaht von Schraubennahtrohr, das unter Verwendung von Zusatzwerkstoff, also insbesondere durch Lichtbogenschweißen, hergestellt wird, kommt es für die Güte der Schweißnaht wesentlich darauf an, daß die Schweißspaltbreite konstant und der Schweißkopf, s» mittels dessen die Schweißelektrode und der Schweißstrom zugeführt werden, über der Mitte des Schweißspalts gehalten werden. Optische und mechanische Verfahren zum Konstanthalten der Schwcißspaltbreite sind bekannt und haben sich bewährt. Schwieriger ist es jedoch, den Schweißkopf so zu steuern, daß er stets über der Mitte des Schweißspalts steht.

Lösungen dieser letzteren Aufgabe liefern die deutsche Auslegeschrift 1214344 und die deutsche Offenlegungsschrift 1652 938. Diese Lösungen bedienen sich der Maßnahme, vor dem Schweißen auf dem Stahlblech eine zur einen Kante des Bleches parallele Markierungslinie zu erzeugen, die optisch abgetastet wird und über eine Nachlaufsteuerung zur Ausrichtung mindestens eines Schweißkopfes und/ oder mindestens eines Prüfkopfes dient. Diese Maßiiaiinlc iiat

geliefert. Sie ist bisher in der Weise durchgeführt worden, daß auf der Außenseite des Stahlblechs entweder ein Farbstreifen oder aber ein zuvor eingefärbtes Band parallel zur Kante des Bleches aufgebracht werden.

Dieses bekannte Verfahren erfordert natürlich, daß die Markierungslinie für den optischen Tastkopf deutlich sichtbar ist. Der Tastkopf befindet sich in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Ort, an dem geschweißt oder die Schweißnaht geprüft wird. Nach dem Anbringen der Markierungslinie, das in der Regel bei noch unverwundenem Blech stattfindet, durchläuft das Rohr vor dem Schweißen und Prüfen den sogenannten Rohrformer, der das Blech schraubenförmig verwindet.

Bei den oben angegebenen Lösungen des in Rede stehenden Problems handelt es sich um Verfahren, bei denen das Schraubennahtrohr im Rohrformer vor dem Zerschneiden in Einzellängen fertiggeschweißt wird. Die Steuerung des Innenschweißkopfes und die des Außenschweißkopfes werden getrennt voneinander vorgenommen. Während die Steuerung des Innenschweißkopfes in der in der deutschen Patentschrift 1144 218 beschriebenen Weise erfolgt, kann der Außenschweißkopf unabhängig davon über eine Markierungslinie gesteuert werden.

Diese vorstehend erläuterten Steuerungsverfahren versagen aber dann, wenn es sich um Herstellungsverfahren von Schraubennahtrohren handelt, die sich unter der Bezeichnung »Heftverfahren« eingeführt haben. Bei diesen Verfahren werden die Kanten des Stahlbleches vor dem endgültigen Verschweißen im Rohrformer durch Heftschweißen verbunden, und das so vorbereitete, in der Regel auf Länge geschnittene Rohr wird anschließend auf einen besonderen Schweißstand gebracht, auf dem die endgültige Verschweißung meist durch Legen einer Innenschweißnaht und einer Außenschweißnaht vorgenommen wird. Damit ist aber die Gefahr gegeben, daß eine auf den gehefteten Rohrkörper außen aufgebrachte Markierungslinie beim Transport auf den Schweißstand, den Fertigschweißstand Schäden erleidet, so daß eine ausreichende Steuerung des Außenschweißkopfes so gut wie ausgeschlossen ist. Da für die Steuerung des Innenschweißkopfes beim Fertigschweißen auf einem besonderen Schweißstand bisher keine Lösung bekanntgeworden ist, ist bisher das Legen einer freien Innenschweißnaht nicht möglich gewesen.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen und/oder Prüfen von geschweißtem Schraubennahtrohr aus Stahlblech, bei dem vor dem Schweißen auf dem Blech eine zur einen Blechkante parallele Markierungslinie angebracht wird, die optisch abgetastet und über eine Nachlaufsteuerung zur Ausrichtung mindestens eines Innen- sowie mindestens eines Außenschweißkopfes und/oder mindestens eines Prüfkopfes dient, für die Fertigschweißung eines gehefteten, abgelängten Sch raubennah trohres. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren so zu gestalten, daß die Gefahr einer Beschädigung der Markierungslinie beseitigt ist, unabhängig davon, ob die Markierungslinie durch Färben des Stahlbleches oder durch Aufbringen eines bereits gefärbten, biegsamen Bandes hergestellt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Markierungslinie unmittelbar vor der Rohrförmig mit anschließender punktforaiiger Heftschwci-

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Bung auf der später die Innenseite des Rohres bil- nach F i g. 1 und 2 ein auf die Innenseite des Stahl-

denden Fläche des Stahlbleches angebracht, worauf bleches 1 geklebtes schmales, biegsames Band 9, das

anschließend auf dem Fertigschweißstand die endgül- auf der dem Stahlblech 1 zugewandten Seite mit einer

tige Verschweißung sowohl unter Ausrichtung des Klebstoffschicht versehen ist, welche die Haftung am

bzw. der Innenschweißköpfe als auch des bzw. der 5 Stahlblech 1 gewährleistet. Auf der gegenüberiiegen-

Außenschweißköpfe durch die optische Abtastung den Seite trägt das Band 9 eine längs und mittig ver-

der Markierungslinie erfolgt. laufende, in F i g. 1 angedeutete Markierungslinie 10.

Eine zweckmäßige Lösung für eine Vorrichtung Diese kann dadurch optisch deutlich sichtbar gezur Durchführung dieses Verfahrens besteht darin, macht werden, daß man das Band 9 links von der daß der Tastkopf mit dem Innenschweißkopf mecha- io Markierungslinie 10 hell und rechts davon dunkel nisch fest gekoppelt ist, wobei beide auf einem färbt, wie in F i g. 1 angedeutet ist. Das Band 9 wird Schlitten aufgebaut sind, der parallel zur Rohrachse von einer Vorratsrolle 11 abgezogen, die auf einem in einer feststehenden Schienenführung eines höhen- Schlitten 12 gelagert ist, der in Richtung des Pfeiles ρ verstellbaren Innenarmes verschiebbar angeordnet quer zur Stahlblechkante 4 verschiebbar ist. Der und mit einem Antrieb versehen ist und ein innenlie- 15 Schritten 12 ist seinerseits in einem Block 13 gelagert gender, entsprechend einem ersten Tastkopf gelager- und wird durch eine nicht gezeichnete Feder mit ter und angetriebener zweiter Tastkopf mit dem An- einer Rolle 14 ständig gegen die Bandkante 4 getrieb des Außenschweißkopfes elektrisch gekoppelt drückt. Außer der Rolle 14 trägt der Schlitten 12 und dieser ebenfalls in einer entsprechenden Schiit- zwei Rollen 15, die das Band 9 mit ständigem Druck tenführung angeordnet ist. ao gegen das Stahlblech 1 pressen und damit die Kleb-

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungs- verbindung zwischen dem Stahlblech 1 und dem

beispiele. Es zeigt Band 9 herstellen. Der Innenfläche des Stahlble-

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Anord- ches 1 wird das Band 9 über ein paar Umlenkrollen nung für das Verformen — ohne Verformungskörper 16 und eine mit einer der Rollen 15 zusammenwir— und Heften für den Fall, daß die Markierungslinie 25 kende Rolle 17 zugeführt. Der Block 13 ist auf einer in Form eines vorher gefärbten biegsamen Bandes Säule 18 vertikal verstellbar und mittels einer aufgebracht wird, Klemmschraube 19 in beliebiger Höhe feststellbar,

F i g. 2 eine Ansicht, gesehen in Richtung des Pfei- so daß der Druck, mit dem die Rollen 15 auf das

!esΛ in Fig. 1, Band9 einwirken, nach dem Einfahren des Stahlble-

F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung, 30 chesl und dem Einfädeln des Bandes 9 eingestellt

jedoch mit der Abwandlung, daß die Markierungsli- werden kann.

nie durch direktes Einfärben des zum Rohr zu ver- Die Markierungslinie 10 kann in der in F i g. 3 ge-

formenden Bleches hergestellt wird, und zeichneten Abwandlung aber auch ohne Verwendung

F i g. 4 einen Ausschnitt eines Fertigschweißstan- eines Markierungsbandes durch Anbringen eines

des. 35 Farbstriches unmittelbar auf die Innenseite des

Des bandförmige Stahlblech 1, aus dem das zu fer- Stahlbleches 1 aufgebracht werden. Bei dieser AbtigenJe Rohr schraubenförmig gewickelt und sodann Wandlung ist am Schlitten 12, der wiederum durch gescl.weißt werden soll, wird gemäß Fig. 1 durch Federwirkung mit einer Rolle 14 in ständiger Anlage einen Treiber in einen Rohrformer eingeführt. Der an der Kante 4 des Stahlbleches 1 gehalten wird, ein Treiber besteht aus zwei beiderseits am Stahlblech 1 4° mit flüssigem Farbstoff gefüllter Behälter 20 befeanliegenden Walzen 1, die durch einen motorischen stigt, der unten eine schmale, durch eine Stell-Antrieb3 in Drehung versetzt werden. Der Treiber schraube 21 in ihrer Größe einstellbare Auslaßöff-2,3 schiebt das Stahlblech 1 in einen Rohrformer, in nung hat. Die auslaufende Farbe, die auf dem Stahlweichem es in Schraubenform gewickelt wird. Die blech 1 schnell trocknet, erzeugt die gewünschte Einzelheiten des Rohrformers sind aus Übersichtlich- 45 Markierungslinie 10. Im übrigen stimmt die Ausfühkeitsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt. Wie rung nach F i g. 3 mit derjenigen nach F i g. 2 überderartige Rohrformer gestaltet werden können, ist ein.

bekannt, beispielsweise aus der USA.-Patentschrift Der Schweißkopf oder — sofern vorgesehen —

1 774 000 und den deutschen Patentschriften 885 239 die Schweißköpfe und etwaige Prüfköpfe werden

und 1095 238. 50 durch optisches Abtasten der auf die Innenfläche 1 a

Die beiden miteinander zu verschweißenden des Stahlbleches 1 aufgebrachten Markierungslinie Blechkanten 4 und 5 stehen im Rohrformer erstmalig 10 gesteuert, wie dies für auf die Außenseite des in dem mit 6 bezeichneten Punkt direkt einander ge- Stahlbleches oder Rohres aufgebrachte Markierungsgenüber. In diesem Punkt 6 oder kurz zuvor oder linien bekannt ist (deutsche Auslegeschrift kurz danach findet die Heftverschweißung statt. Im 55 1214 344). Die gesamte Anordnung bedarf jedoch Punkt 6 oder in dessen Nachbarschaft befindet sich einer gewissen Abwandlung, wie im einzelnen aus daher ein nicht dargestellter Schweißkopf, der die Fig.4 hervorgeht. Dabei ist der Fall ins Auge geKanten 4,5 des Stahlbleches 1 miteinander ver- faßt, daß für das Fertigschweißen ein Innenschweißschweißt. Die so hergestellte Heftung kann nach kopf 7 und ein Außenschweißkopf 8 vorgesehen sind, einer weiteren halben Drehung des werdenden Roh- 60 Nicht berücksichtigt ist die hier ebenfalls mögliche res durch einen zweiten, ebenfalls nicht gezeichneten zusätzliche Anordnung eines Prüfkopfes, weil dieser Schweißkopf ergänzt werden. in derselben Weise gesteuert werden kann, wie der

Nach dem Ablängen kommt das geheftete Schrau- Scl.weißkopf 8.

bennahtrohr auf einen Fertigschweißstand und wird Die beiden Schweißköpfe 7 und 8 sind auf Schlit-

für den Schweißvorgang um seine Längsachse ge- 65 ten 22 und 23 aufgebaut, die parallel zur Rohrachse

dreht. in feststehenden Schienenführungen 24, 24' ver-

Zur Steuerung der Schweißköpfe 7 und 8 des Fer- schiebbar und mit Antrieben 25 und 26 gekuppelt

iigsehweißstäiides (Fig.4) dieni bei der Ausführung sind.

Zunächst sei die Steuerung des inneren Schweißkopfes 7 beschrieben, der die erste Schweißnaht legt, deren Position für alles weitere maßgebend ist.

Dem Schweißkopf 7 ist ein optischer Tastkopf 27 zugeordnet, der als erster die Markierungslinie 10 abtastet und immer dann, wenn sein Abtaststrahl von dieser Linie abweicht, über eine Leitung 28 ein Signal liefert, das über eine lediglich als Block dargestellte Steuerung 29 ein Signal durch eine Verbindung 30 an den Antrieb 25 weitergibt, der den Tastkopf 27 und mit ihm den Schweißkopf 7 in eine Stellung bringt, in welcher der Tastkopf 27 wieder genau über der Markierungslinie 10 und somit der Schweißkopf 7 wieder genau über dem Schweißspalt steht.

Die Steuerung des Schweißkopfes 8 ist etwas anders gestaltet als diejenige des Schweißkopfes 7, weil der Schweißkopf8, der an einem Außenarm 33' geführt wird, von außen arbeitet, die für seine Stellung maßgebende, vom Schweißkopf 7 gelegte Schweißnaht 31 aber von einem Tastkopf 32 abgetastet werden muß, der innerhalb des Rohres liegt. Der Tastkopf 32 ist ebenso wie der Tastkopf 27 und der Schweißkopf 7 auf einem Innenarm 33 in einer Schlittenführung 34 verschiebbar. Der axial unverschiebbare Innenarm 33 ragt von der einen Seite in das werdende Rohr hinein und ist an seinem freien, in F i g. 4 rechts liegenden, aber nicht gezeichneten Ende höhenverstellbar befestigt. Er ist außerdem durch Rollen 35 an der Innenfläche des werdenden Rohres abgestützt, um möglichen Durchbiegungen Rechnung zu tragen.

Der optische Tastkopf 32 gibt über eine Verbindung 36 Signale an eine Steuerung 37 immer dann, wenn zwischen ihm und der Markierungslinie 10 eine

jo Abweichung auftritt. Diese Signale werden in der Steuerung 37 in zwei Signale verwandelt, von denen das eine über eine Verbindung 38 den Antrieb 26 des Schweißkopfes 8 steuert, während das andere über eine weitere Verbindung 39 einen Antrieb 40 steuert, der mit einem Schlitten 41 des Tastkopfes 32 gekuppelt ist. Dieses letztere Signal sorgt dafür, daß der Tastkopf 32 durch den Antrieb 40 immer in eine Stellung gebracht wird, in welcher er (naturgemäß innerhalb der unvermeidlichen Toleranzen) der Markierungslinie 10 genau gegenübersteht. Das über die Verbindung 38 auf den Antrieb 26 gegebene Signal sorgt seinerseits dafür, daß der Schweißkopf 8 über der bereits vom Schweißkopf 7 gelegten Schweißnaht liegt, daß also der Abstand d zwischen Tastkopf 32

*5 und Schweißkopf 8 gleichfalls eingehalten wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen und/oder Prüfen von geschweißtem Schraubennahtrohr aus Stahl- S blech, bei dem vor dem Schweißen auf dem Blech eine zur einen Blechkante parallele Markierungslinie angebracht wird, die optisch abgetastet wird und über eine Nachlaufsteuerung zur Ausrichtung mindestens eines Innen- sowie mindestens eines Außenschweißkopfes und/oder mindestens eines Prüfkopfes dient, für die Fertigschwe'ßung eines gehefteten, abgelängten Schraubennahtrohres, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungslinie (10) unmittelbar vor der Rohrformung mit anschließendes punktförmiger Heftschweißung auf der später die Innenseite des Rohres bildenden Fläche des Stahlbleches (1) angebracht wird und anschließend auf dem Fertigschweißstand die endgültige ao Verschweißung sowohl unter Ausrichtung des bzw. der Innenschweißköpfe (7) als auch des bzw. der Außenschweißköpfe (8) durch die optische Abtastung der Markierungslinie (10) erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfall- as rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (27) mit dem Innenschweißkopf (7) mechanisch fest gekoppelt ist, wobei beide auf einem Schlitten (22) aufgebaut sind, der parallel zur Rohrachse in einer feststehenden Schienenführung (24) eines höhenverstellbaren Innenarms (33) verschiebbar angeordnet und mit einem Antrieb versehen ist und ein innenliegender, entsprechend einem ersten Tastkopf (27) gelagerter und angetriebener zweiter Tastkopf (32) mit dem Antrieb (26) des Außenschweißkopfes (8) elektrisch gekoppelt und dieser ebenfalls in einer entsprechenden Schlittenführung (23, 24') angeordnet ist.