DE2321848A1 - Verfahren und schweissmaschine zum automatischen anschweissen von mindestens einem flansch an ein rohr - Google Patents

Description

MESSER GRIESHEIh GMBH MG 803

όοοο Frankfurt / Hain -

2321849

Kennwort: Anlage Dormagen

Erfinder: Dralle, Pehse,

Heinrichs, Kremer.

Verfahren und Schweißmaschine zum automatischen Anschweißen von mindestens einem plansch an ein Rohr

Die Erfindung betrifft ein verfahren und eine schweißmaschine zum automatischen Anschweißen von mindestens einem plansch, vorjBugsweie einem vor schweißflansch ι an ein Rohr mit mindestens einem Schweißbrenner.

ist bekannt, Vorschweißflansche mit einem Rohr zu verbinden, inxdem der plansch an die Rohrstirnfläche des Rohres angelegt (im Stumpfstoß oder mit einem geringen schweiß spalt) und anschließend die Stoßfuge bzw. der spalt mit einem Handschweißverfahren geschlossen wird. Von Kachteil dabei ist der hohe Zeitaufwand zur Herstellung der schweißverbindung, da es vor dem eigentlichen zusammenschweißen (Rundnahtherstellung) erforderlich ist, plansch und Rohr über Heftschweiß punkte miteinander zu verbinden. Dieses Heften muß jedoch so ausgeführt werden, daß nach dem Heftvorgang plansch und Rohr rechtwinklig miteinander verbunden sind, plansch- und Rohreymmetrieachse in einer plucht liegen - also zusammenfallen bei zwei beidseitig an ein Rohr angehefteten planschen die planschbefestigungslöeher der plansche exakt gegenüberliegen, die Heftschweii3punicte die beim nachfolgenden Zusamiaenschv.-eis sen auftretenden Schv/eiu spannung en aufnehmen und die HeXtechweißpunkte überschweiabar sind, ohne daß die Güte der Schweißnaht beeinflußt wird.

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Liese Forderungen zeigen, ciaä neben den dadurch entstehenden hohen Herstellzeiten diese Hand schv/eißung nur von ausgebildeten Schweißern vorgencamen werden kann, v/odureh die Herstellung derartiger Flarisch-Rohrverbindungen erhebliche Kosten verursacht. Berücksichtigt man nun, daß beispielsweise in einem cheiuiegroßbetrieb jährlich ca. 2θ~3θ·ΟΟΟ derartiger Flansch-Rohrverbindungen benötigt v/erden und pro Rohrverbindung bei Anwendung eines Hand schweiß ve rf ahrens eine mittlere Hersteliungszeii; von 36 min. erforderlich ist, ergibt sich eine Gesamtherstellungszeit von etwa 12.000-20.000 Std. für diese Flansch-Rohrverbindungen.

Hinzu kommt, daß bei der Handschweißung Schweißfehler, "insbesondere beim Heften, trotz ausgebildeten Personals nicht auszuschließen sind.

Aufgabe, der Erfindung ist es daher, ein verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, durch welche Flansche und Rohre ohne einen Heftvorgang in kürzester Zeit zusammengeschweißt werden können und wobei ferner die Schweißnahtqualität unabhängig vou der Qualifikation des Schweißers ist. .

Die Erfindung besteht darin, daß Flansch und Rohr automatisch separat in die Schweißposition bewegt, in dieser zentriert und gespannt werden, daü anschließend der Schweißbrenner in die Schweiß st ellung bewegt und die schweißung unter Drehung von Flansch und Rohr vorgenommen wird und daß nach der Schweissung die Flansch-Rohrverbindung automatisch aus der Schweißposition abtransportiert wird.

Durch das erfindungegemäße verfahren wird vorteilhaft eine Absenkung der Herstellungszeit erreicht, so daß nunmehr eine Flansch-Rohrverbindung in kurzer Zeit (iftyf 5Q 0,8 min bei plasma) herstellbar ist. Dies bedeutet einerseits eine erhebliche Reduzierung der Gesamtherstellkosten pro Flanseh/Bohrverbindung und andererseits kann dadurch der immer stärker werdende Facharbeitermangel auf dem Rohrsektor kompensiert werden. Die

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Absenkung der HersteJ-lungszeit ist insbesondere dadurch bedingt, daß ein Heften von plansch und Rohr vor dem eigentlichen scnweißvorgang vorteilhaft nicht mehl' erforderlich ist.

Bevorzugt ist gemäß der Erfindung der schweißbrenner in einer steigend stechenden Schweißposition vorgesehen (WlGr). Dadurch wird vorteilhaft erreicht, daß die wurzel der Schweißnaht keine überhöhung aufweist» d.h.-, die Schweißwurzei ragt nicht in das .Rohrinnere hinein, so daß durch die Schweißwurzel der Ströiüungsquerschnitt nicht verkleinert wird. Dadurch wird ferner der Vorteil erreicht, daß eine bereits geschweißte plansch-Rohrverbindung nächträgxich mittels eines in das Rohz· eingeschobenen Biegedornes gebogen werden kann, ohne daß zuvor eine Nacharbeit der viurzel erforderlich ist.

Die Schweißmaschine zur Durchführung des Verfahrens weist erf indungsgeioäß eine Flansch- und Rohrtransport vor richtung, eine drehbar ausgebildete Zentrier- und spannvorrichtung, sowie eine von letzterei' bewegbare srennerverstelleinriehtung auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die schweißmaschine wird nachstehend anhend der Zeichnung sowie unter Einweis auf weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgeinäßen Schweißmaschine näher erläutert.

In den Zeichnungen veranschaulicht:

. 1 die Schweißmaschine in Gesamtansicht,

gig. 2 eine Draufsicht der in Pig. I dargestellten Schweißmaschine,

pig. 3 eine vergrößerte Darstellung der planschu. 4 transportvorrichtung,

gig." 5 eine vergrößerte Darstellung der Rohrtransportvorrichtung,

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Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung dar zsntrier- und BrennerversteJ-lvorrichtang,

pig. 7 die Spannzange αer zentriervorrichtung in vergrößerter Darstellung,

pig.-5 ein Steuerschema der Schweißmaschine gemäß den pig. I- "bis 7,

Fig. y ein v/eg-Schritt-Diagramm,

pig. Ip eine bevorzugte schweiiabrenneranordnung.

Die Schweißmaschine Io gemäß pig. 1 und 2 dient zum Anschweissen von zwei Vorschweißflanschen 11 und 12 an ein Rohr 13, wobei plansche und Rohr aus Baustahl oder cr-jJi-Stanl bestehen, und.(16) weist eine feste und eine über Führungen 14, 15 verschiebbare Baueinheiten loa auf. jeder der beiden Baueinheiten Id und loa ist eine Planschtransport- und eine Rohrtransportvorrichtung 17 bzw. 18, eine drehbar ausgebildete Zentriep- und Spannvorrichtung 19 sov/ie eine von der Zentrier- und spannvorrichtung 19 bewegbare Brennerverstellvorrichtung 20 für einen schweißbrenner 21 zugeordnet. Dabei sind die Rohrtransportvorrichtungen 18 auf den Führungen 14 bzw. 15 gegeneinander verschiebbar in Nähe der Einheiten 16 und 16a angeordnet.

Aufgrund der verschiebbaren Anordnung der Baueinheit 16 und der Rohrtransportvorrichtungen 18 im Arbeitsbereich 22 ist es vorteilhaft möglich, an Rohre unterschiedlicher Länge (beispielsweise Rohrlängen zwischen 350 und I4.000 mm) Vorschweißflansche (Durchmesser zwischen 35 und 220 mm) anzuschweißen und gleichzeitig eine optimale Unterstützung der Rohre zu erx'eicnen. Dabei ist bevorzugt bei großen Rohrlängen (z.B. I4.OOO mm) eine dritte Rohrtransportvorrichtung vorgesehen, um eine Rohrdurchbiegung zu vermeiden.

Eine erfindungsgemäß besonders vorteilhafte und einfach aufgebaute Flanschtransportvorrichtung 17 ist in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht, wie aus Fig. 3 hervorgeht, weist die Trans-

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portvorrichtung 17 ein Flanschmagazin 23 auf, dem in richtung 24 gesehen eine Flanschdrehvorrichtung 25 nachgeschal tet ist. Ferner ist ein planschladearin 26 (s. Fig. 4) vorgesehen, mittels dem der plansch 11 von der Drehvorrichtung 25 greifbar in die Schweinosition bewegbar ist.

Das Planschmagazin 23 weist dabei vorteilhaft eine zur Drehvor richtung 25 hin geneigte, im wesentlichen aus profileisen 27, 28 bestehende Führung 29 auf:, an deren Ende 30 ein mitteis eines Druckzylinders 31 verschwenkbarer Sperrwinkelhebel 32 vorgesehen ist. Der Sperrwinkelnebel 32 ist vorteilhaft derart an der Führung 29 angeordnet, daß in der pig. 3 veranschaulichten Sperrstellung der eine Hebelarm 33 des Hebels 32 an dem der Drehvorrichtung 25 zuzuführenden plansch lla anliegt, während der andere Hebelarm 34 unterhalb der pührungslaufbahnfläche 35 liegt. Bei Offensteilung (s. pig. 3 gestrichelte Hebelstellung) liegt der Hebelarm 33 unterhalb der Führungslaufbahnfläche 35, während der andere Hebelarm 34 an dem zugeführten plansch lla nachfolgenden plansch 11b anliegt. Durch diese Sperrwinkelhebelanordiiung wird es vorteilhaft mö_fc-~ .Lieh, aurch einfaches Umkippen des Hebels 32 einen plansch ila freizugeben, und gleichzeitig den naclirollenden plansch lib in dem Magazin zu halten. Durch Zurückkippen des Hebels 32 rollt dann der plansch 11b in die Position, welche zuvor der plansch lla eingenommen hat, so ääü durch den Hebel 32 ein taktweises Zuführen der plansche erreicht wird. -

Die den i)nde 30 der Führung 29 zugeordnete plansendrehvorrichtung 25, die der Lochfixierung dient, enthält zwei im Abstand 36 voneinander angeordnete Rollen 37 und 33, wobei der Abstand 36 zwischen den Rollen 37 und 3β kleiner als der planschdurchmesser 39 ist. Bevorzugt steht eine der Rollen, beim >,.usführungsbeispiel die Rolle 33, mit einem Antriebsmotor 40 in Verbindung. Zwischen den Rollen 27 und 33 ist ein Lagerbock 41 vorgesehen, der zum Halten des mittels Rollen 37 und 33 gedrehten plansches lla dient. Die Rollen 37 und 33 sowie der Lagerbock 41 sind über eine hoheriversteilbare (Doppelpfeinrichtung 42) Führung 43 mechanisch miteinander verbunden.

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Der konstruktive Aufbau des Flanschladearmes 26 geht aus Pig. hervor. Der Ladearm 26 ist an der dem plansch 11 zugewandten Seite gabelförmig ausgebildet, wobei der Durchmesser 44 der Gabel 45 größer ist als der Rohrdurchmesser. An jedem Gabelarm 4ö bzw« 47 sind Teststifte 48 angeordnet, die einen dem Planschlochdurchmesser 49 entsprechenden Durchmesser 50 aufweisen und auf einem dem Flanschlöcherteilkreis 51 entsprechenden Stichmaß 52 angeordnet sind. Eine besonders einfache Ausbildung des Ladearmes 26 ergibt sich dadurch, daß die Taststifte 43 gegenüberliegend vorgesehen sind. Die laststifte 43 sind in einem Gehäuse 53 geführt und gegen die Kraft einer peder 54 in Pfeilrichtung 113 verschiebbar.

An dem der Gabel 45 gegenüberliegenden Ende 55 ist der Ladearm 26 an eine Kurvenbuchse 56 befestigt, die mit einem Druckzylinder 57 in Verbindung steht, in der Kurvenbuchse 56 ist ein steuerschlitz 53 vorgesehen, in den eine Kurvenrolle 59 eingreift, der an einem Festlager (Bolzen) 6o befestigt ist. Durch den Steuerschlitz 53 wird in verbindung mit der stationär angeordneten Kurvenrolle 59 bei einem vorschieben der Kurvenbuchse 56 in Pfeilrichtung 61 mit einfachen Mitteln der Ladearm 26 von einer unteren Stellung in die gestrichelt gezeichnete obere stellung (Schweißposition) geschwenkt (Pfeilrichtung 114, s. Fig. 3).

In Fig. 5 ist in vergrößerter Darstellung die Rohrtransportvorrichtung 18 veranschaulicht. Die Vorrichtung 18 besteht im wesentlichen aus zwei mittels eines Druckzylinders 62 höhenverstellbaren Rollen 63 und 64. An der einem schematisch angedeuteten und mit 65 bezeichneten Rohrmagazin zugewandten Seite 66 der Rohrtransportvorriehtung 18 ist eine mit den Rollen 63 und 64 mechanisch •'verbundene Rohrhebevorrichtung 67 für die Rohrladung, die mittels einer senkrechten Kante 67a beim Anheben des zu ladenden Rohres das nächste im Magazin liegende Rohr sperrt und dies erst beim Absenken der Lünetten freigibt, vorgesehen. Gegenüber der Rohrhebevorrichtung 67 ist ein mit dem nicht verschiebbaren Lager 68 der Rollenführuiigen 69 fest verbundener Gleitschuh 70 für die Ausladung des fertiggeschweißten Rohres vorgesehen,

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Wie bereits erwähnt, ist in jeder Baueinheit Io eine Zentrier- und Spannvorrichtung 19 sowie eine Brennarverstellvorrichtung 20 vorgesehen, wie aus Pig* 6 und 7 zu entnehmen ist, weist die Zentrier- und Spannvorrichtung 19 eine mit einem Druckzylinder 71 in Verbindung stehende Spannzange 72 auf, in deren Gehäuse 73 (s.Fig. 7) zwei konzentrisch angeordnete Spannhülsen 74 und 75 vorgesehen sind. Die Enden 7ö, 77 der Spannhülsen 74 und 75 stehen mit radial zur Spannzangenmitte 78 angeordneten spannstiften 79 bzw. 30 in Wirkverbindung, wobei die Spannstifte 79 zum spannen des Flansches 11 und die Spannstifte 30 zum Spannen des Rohres dienen. Ferner ist am Spannzangengehäuse 73 eine umlaufende Nut 81 vorgesehen, die über Bohrungen 82 mit einem Schutzgaskanal 83 in Verbindung steht. Die Nut 81 ist dabei so angeordnet, daß sie bei im Flansch und Rohr gespannter Spannzange 72 etwa im Bereich unterhalb der zu verschweißenden Naht 115 liegt.

Zur Drehung von Flansch und Rohr is"i die Spannzange 72 über ein Getriebe 84 mit einem Antriebsmotor 85 verbunden.

Die Brennerverstellvorrichtung 20 v/eist eine gegen die Kraft einer Feder 86 verschiebbare, den Schweißbrenner 21 haltende Führung 87 auf. An der Führung 87 ist ein Mitnehmer 33 vorgesehen, der mit einer Spannzangenanschlagflache 89 zusammenwirkt. Durch diese Konstruktion wird vorteilhaft erreicht, daß beim Vorschieben der Spannzange 72 über die Anschlagfläche 39 und den Mitnehmer 83 der Schweißbrenner 21 gleichzeitig über der Stoßfuge 90 zwischen Flansch 11 und Rohr 13 positionierbar ist. Dies wird dadurch, möglich, da einerseits die Flanschdicke 91 stets konstant ist und andererseits die Flanschstirnfläche 92 stets an der Spannzangenbuiidfläche 93 zum Anliegen kommt. Zur Feineinstellung ist am Mitnehmer 33 beispielsweise eine Einstellschraube 94 vorgesehen.

Jeder Schweißbrenner 21 ist mit einer schematisch dargestellten Stromquelle 95 verbunden (s.Fig· 1), beispielsweise einer von der Anmelderin unter der 3eze-üanung HULT17/IG vertriebene

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Stromquelle. Der eine Pol 9ö der stromquelle 9b isx dabei mit dem Schweißbrenner 21 verbunden, während der andere Pol 97 mit einem am Rohr 13 anliegenden federbelasteten Kupferrollenpaar 98, 99. in Verbindung steht.

Die Schweißbrenner 21 sind bevorzugt in einer steigend stehenden Schweißposition angeordnet, wie sie in Pig. 10 veranschaulicht ist. Das Rohr 13 dreht sich dabei (Drehrichtung 116) in Richtung der Schweißbrennerspitze. Dadurch wird erreicht, daß die schematisch angedeutete Schweißnaht 120 in Pfeilrichtung 121 ansteigt. Der Winkel 11? zwischen Brennerachse 113 und einer Tangente 119 ist bei dieser Schweißposition kleiner 90 und in Abhängigkeit von Rohrund planschabmessungen sowie Werkstoff einstellbar. Der Lichtbogen 122 sticht also in das kalte Material 123 ein. Durch diese Schweißbrenneranordnung wird eine überhöhung der Schweißwurzel vermieden.

Die punktionsweise der oben beschriebenen erfindungsgemässen schweißmaschine wird anhand von pig. 8 und 9 unter Bezugnahme auf die Pig. 1 bis 7 näher erläutert:

Von einer an sich bekannten, nicht näher dargestellten Relaissteuerung wird beim Einschalten der Relaissteuerung ein steuerimpuls an das in pig. 8 mit lOO bezeichnete Programmschaltwerk gegeben und dadurch das schaltwerk 100 eingeschaltet. Bei Drehung der Nockensteuerwalze lol v/erden durch Nocken 102 die Pneumatikventile. ±03 betätigt und somit durch Luftbeaufschiagungder Druckzylinder 72 die Rohr—-transportvorrichtung 13 nach oben in Schweißposition bewegt (s.Fig.9 Kurvenzug A), wobei durch die Rohrhebevorrichtung 67 ein Rohr 13 aus dem Rohrmagazin υ5 übernommen v/ird.

Während des Rohrlade vor gang es werden "von der Steuerwalze lOl mittels des Nockens 104 die -Pneumatik-Ventile 105 und somit die Druckzylinder 31 betätigt, welche--die beidseitigen Sperrwinkelhebel 32 öffnen, je einen plansch 11a freigeben und mit ihrem Hebelarm 34 die im Kä^azin 23 nachröi-1enden planoche Hb solange sperren, bis die plansche lla

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das Magazin 23 verlassen haben. Dann eist werder.. die Sperrwinkelhebel 32 durch Nockenimpuls in die in pig. 3 veranschaulichte Grundstellung zurückgeschv/enkt (s. Pig. 9-Kurvenzug B)·

Die aus den Magazinen 23 freigegebenen plansehe 11a rollen aufgrund ihres Eigengewichts, sowie der geneigten Führung 29 in die Planschdrehvorrichtung 25, um hier durch Lochabtastung und Lochfixierung mittels der Taststifte 4ö eine gleiche Lochstellung beider plansche vor dem Schweißen zu erreichen (besonders wichtig für ein späteres Biegen der Rohre).

Kurs vor dem Einlauf der plansche in die. Drehvorrichtung 2p erhält der Antriebsmotor 40 von der Relaissteuerung einen ßinschaltimpuls, wodurch die Rolle 38 und der zwischen der Rolle 37 und der Rolle 38 liegende Plansch 11a in Drehung versetzt wird (s. Kurvenzug.E in Pig. 9).

Durch einen weiteren impuls von der steuerwalze lol (Nocken lO6) werden über die Pneumatikventile Io7 die zylinder 57 entlüftet, wodurch die Spiralfeder Ιοβ (s. Pig. 4) sich entspannen kann und durch die Federkraft der Flanschladearae über den Steuerschlitz 58 und der Kurvenrolle 59 auf dem Festlager bO in Richtung des sich drehenden Flansches 11a geschoben wird. Die an den G-abelarmen 46 und 47 befestigten federgelagerten Taststifte 48 drücken mit leichtem pederdruck (Feder 54) auf den sich drehenden plansch lla (ein Herunterfallen des Flansches ila wird durch den Lagerbock 4I vermieden) und springen in je zwei planschiöcher 49 ein. Durch erneuten Impuls (lioclcen 109) der steuerwalze lol wird der Druckzylinder 57 über die Ventile Io7 wieder mit Druckluft beaufschlagt, der hierdurch die Kurvenbuchse 56 nach vox*n druckt. Durch die festen Kurv enroll en i?9 und den steuerschlitz 53 in der Kurvenbuchse 5d führt der planschladearm 26 eine spiralförmige Drehbewegung nach oben aus (Pfeilrichtung 114 in pig. 3 und 4) und bringt so den plansch li.a in gleiche Höhe mit dom Rohr 13« also in schweiriposition (_s. pig. 9-Kurvenzug C) ·

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Danach wird durch den Nocken 110 der steuerwalze lol ein Impuls ausgelöst zur Schaltung der Ventile 111 und damit der Druckzylinder 7-1·« Durch die Druckzylinder 71 werden die Zentrier- und Spannzangen 72 in Flansch lla und Rohr 13 eingeführt und plansche mit Rohr fest gegeneinander gedruckt. Durch den auftretenden Gegendruck, der durch die beiden gegeneinander bewegten Spannzangen entsteht, wird der innere Mechanismus der Spannzange 72 betätigt, also die Spannhülsen 73 und 75 weiter vorgeschoben, wodurch fünf Spannstifte 79 den plansch lla und drei Spannstifte 80 aus Rohr 13 zentrieren und spannen (s.Fig. 9-Kurvenzug D).

Gleichzeitig wird mit dem Vorschub der Spannzangen 72 über die Relaissteuerung ein Ventil geöffnet, welches bewirkt_s daß Schutzgas durch die Nut 81 austritt, um eine einwandfreie Wurzelschweißung zu gewährleisten.

Darüber hinaus wird während des Vorschubes der Spannzange über deren Anschlagflache 89 und einen Mitnehmer 88 die Brennerverstellvorrichtung 20 bev/egt und damit der Schweißbren-. ner 21 über die zwangsläufige Führung 87 gegen den Druck der Feder 3o automatisch über der Stoßfuge 90 positioniert - also auf Mitte Schweißnaht eingestellt. Die Schweißbrenner verbleiben während des gesamten Schweißvorganges in dieser position.

Mit Abschluß des Zentrier- und Spannvorganges erfolgt ein erneuter impuls seitens der Steuerwalze lOi zwecks gleichzeitiger Hochfrequenzzündung der V/IG-Schweißbrenner 21 an beiden Schweiß steilen. Während des Zündvorganges treten, von der Steuerv/alze gesteuert, die Taststifte 48 aus den pianschlöc hern 49 aus und der Ladearm 26 v/ird über die Kurvenbuchse 56 in die Ausgangsstellung zurückgeschwenkt. Ein Hocken 112 der steuerwaize lol schaltet die Drehbewegung der Steuerwalze lol ab.

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das Grundmaterial am ijantanfang in volier Dicke aufzuschmelzen, bleibt das Rohr zunächst wenige Sekunden unter den gezündeten Schweißbrennern stehen, i-jach ^blauf der vei?- weilzeit (Einbrennzeit), die mit Hufe eines zeitrelais einstellbar ist, wird der Antriebsmotor 85 eingeschaltet. Es handelt sich beim Antriebsmotor 65 um einen über eine halbfest euer te Einpliasenbrücke drehzahigere-eiten Gleichstrommotor, dessen DrehzaLl-collwertpotentioneter in verschiedenen β ohrnenn v/ei ten geeicht ist (zur Einstellung gleichmäßiger ychv/eiügescmvindigkeit). Die Schweifung erfolgt in der Regel nach dem γ/lG-Verfahren ohne zusatzdraht. Es ist jedoch auch möglich, die Schweifung nit folgenden Schwemmverfahren durchzuführen: HlG, ^vIG mit Zusatzdraht, plasma mit oder ohne Zusatzdraht, TJP -ä- groie Rohrdurchmesser, wobei bei jedem schwemmverfahren der Sohv/eiiB-strom gepulst weraen Kann, Die Drehung das Itoh3?es 'wird Xüittels einer an sich bekannten, nicnt näher dargestellten, elektroniscnen Steuerung überwacht, v/öbei eine für schv/eissung und !•jachschv/eiisung (Endicraterfüilung) jev/eiis vorv/ähibare Impuiszahl nit Hilfe von Kippgliedern, impulsspeichern UlTD- und ITICHT-Gliedern mit Impulsen eines ochlitzinitiatois verglichen und ausgewertet wird, so v/ird innerhalb einer gaazen Rohrumdrehung (3&0 ) der volle Schweiß strom gewährleistet und exakt ab 5όθ° für eine Zusatzdrehung bis beispielsweise 375° eine lineare Stromminderung bis auf 0 Amp. ermöglicht.

Die Stroffiininderung bei der Zusatzdrehung vermeidet die Bildung eines Endkraters. Die Erdung zum schließen des Schweißstromkreises erfolgt in einfacher weise durch je ein federbelastetes, spreizbares Kupferro11enpaar 93, .99» das sich beim Laden des Rohres automatisch auf das Rohr von oben · aufdrückt. Wie bereits erwähnt, wird zwecks Verhinderung von Oxydation während des gesamten schwsijBVorganges die liahtwurzei durch schutzgas beaufschlagt, das aus ringförmigen Kupferbrausen (Hut 81 der Spanndorne) austritt.

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Hit Beendigung des 'SchweißVorganges nach 375° schaltet die JRelaissteuerung die Steuerwalze lOl wieder ein, betätigt die Steuerventile 111, dije die Beaufschlagung der Druckzylinder 71 "bewirken. Die Zentrier- und Spannzangen 72 v/erden in die Aus-

S gangsstellung zurückgezogen. Der nächste Impuls der steuerwalze lOl bewirkt mit der Schaltung der Ventile 103 die Luftbeaufschlagung der pneuraatik-Zylinder 72 und somit die Absenkung.der Rohrhebevorrichtungen (Fig. ό) und läßt das fertiggeschweißte Eohrpajstück über die festen Gleitschuhe 70 abrollen, liach diesem Vorgang ist die Maschine entladen und frei für einen neuen ArbeitszjkLus. Auf Grund der gewählten Überwachung des Drehwinkels ist ein Zurückfahren in die Ausgangsstellung nicht erforderlich.

Dem gesamten Vorgang ist die bereits erwähnte Relaissteuerung überlagert mit folgenden Punktionen;

1. Einleitung des Schweißvorganges, wahlweise über einen Hand-, einen Automatik- oder einen Automatik-Dauerbetrieb-Schalter,

2. Ein- und Ausschaltung des Steuerwalzenantriebes,

.3. Auswertung der impulse der Steuerwalze für die pianschdreheinrichtung,

4. Einschaltung des drehzahlgeregelten Rohrantriebmotors,

5. Ein- und Ausschaltung einschl. steuez'ung des Spanndornes,

fc>. Zündüberwachung,

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7. Löschen des Speichers der elektronischen Steuerung,

0. ' Auswerten der impulse der elektronischen steuerung bis zur Einschaltung und Lüftung der Kag nec-Bremse, α ie zur korrekten ^.nhaltung der Drehbewegung des lioxirt-s erforderlich ist.

la nachfolgenden sind vorteilhafte schweiiSdaten für eine i'ianach-Rohrverbindung sowie die besonders kurzen, mit dem erfindungsgemaßen Verfahren sowie der oben beschriebenen Einrichtung erreichbaren zeiten der einzelnen Vorgänge aufgeführt:

Rohrinnendurchraesser 50

planschinnendurchraesse"*r 50

Eohr- und planschinaterial unlegierter Stahl

Schweißstrom 150 A

Schutzgas (jOrmiergas) 12 l/min

Einbrennzeit - 4 see

Schweißζext 82 sec (WIG)-24 see (plasma)

Lade- u. Entladezeit 24 sec

G-esaratherstellzeit ca 2 min

Durch die Erfindung wira souit vorteilhaft eine Schweißmaschine geschaffen, die χ·η sehr kleinen Herstellzeiten eine Flanseh-Kohrverbindung durch Anschweißen von zwei Flanschen erzeugt und die darüber hinaus für verschiedene Eohrjjabstücklängen in verschiedenen Nennweiten ausgelegt ist.

Bei der oben beschx-iebenen Schweißmaschine sind die Taststifte 46 am Ladearm 26 in einer festen position angeordnet. Es isx vorteilhaft aber auch möglich, das gabelförmige Ende der Ladearme 2o derart auszubilden, daß eine Verdrehung der Taststifte 43 auf dem Stichmaßdurchmesser 52 möglich ist. Dadurch ist erreichbar, daß bei beiden Ladearmen 26 die position der Taststifte 48 veränderbar ist und somit die beiden planschen 11 in bezug auf die planschlöcher 49 nich in einer Flucht

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liegen, sondern um ein vorbestiiwiit-es Haß gegeneinander versetzt sind. Dies ist insbesondere bei einer spateren räumlichen yerbiegung der jjuansch-Rohrverbindung von vorteil.

In vorteilhafter Veiterbildung der Erfindung sind der ijciiweijjinascfline einrichtungen zum ablängen (z.B· an sich bekannte Sa₆ ema schinen) und zuxa sandstrahlen der Rohre voz'geschaltet, sowie Linrichtan₆en sum farbspritzen und/oder Biegen der geschweili ten i^iansch-Rohrverb indungen na enge schaltet. Zwischen den einzelnen Stationen sind an sich bekannte .fördermittel (z.S. Roligänge oder Kettenförderer) vorgesehen. Dadurch wird in vorteilhafter V/eise eine automatische Anlage geschaffen, die es ermöglicht, ausgehend von Rohrstücken und planschen gespritzte und gebogene vorbestimate Abmessungen und jOraen aufweisende Rohr-Planschverbindungen herzustellen.

Be/pu.24.4.1973

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Claims (16)

Ansprüche

1. Verfahren zum automatischen Anschweißen von midestens einem plansch, vorzugsweise einem vorschweißflansch, an ein Rohr mit mindestens einen Schweißbrenner, dadurch gekennzeichnet, daß plansch und Rohr separat in die Schweißposition bewegt, in dieser zentriert und gespannt werden, daß anschließend der Schweißbrenner in die Schweißstellung bewegt und die Schweißung unter Drehung von plansch und Rohr vorgenommen wird und daß nach der Schweißung die plansch-Rohrverbindung aus der Schweißposition abtransportiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine steigend stechende Schweißposition der Schweißbrenner.

3. Schweißmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine planschund Rohrtransportvorrichtung (17, 18), eine drehbar ausgebildete Zentrier- und Spannvorrichtung (19)» sowie eine von letzterer (19) bewegbare BrennerverStellvorrichtung (2Q).

4. Schweißmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planschtransportvorrichtung (17) ein planschrrLagazin (23) aufweist, dem in Transportrichtung (24) gesehen eine Planschdrehvorrichtung (25) nachgescnaltet ist und daß ferner ein pianschladearra (2o) vorgesehen ist, mittels dem der plansch (11, 12) von der Drehvorrichtung (25) greifbar und in die Schweimposition bewegbar ist.

5. Schweißmaschine nach Anspruch 4, dadurch geKennzelehnet, daß das Planschmagazin (23) eine zur Drehvorrichtung (25) hin geneigte, im wesentlichen aus Profileisen (27, 28) "bestehei-xde Rührung (29) aufweist, und am Ende (30) der pürung (2y) ein mittels eine« Druckzylinders (>1) verschwenk barer Sp errv/ink ölnebel (32) vorgesehen ist, derart, da;o in der op err stellung der eine Hebelarm (33) ße:·; ;! ink e lh et eis

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an dem der Drehvorrichtung (25) zuzuführenden plansch (Ha) anliegt,. während der andere Hebelarm (34) unterhalb der Führungslaufbahn (35) Hegt und daß in der Offenstellung der eine Hebelarm (33) unterhalb der pührungslaufbahn (35) liegt, während der ander Hebelarm (34) an dem dem zugeführten plansch (Ha) nachfolgenden plansch (Hb) anliegt.

6. Schweißmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Planschvorrichtung (25) zwei im Abstand (36) voneinander angeordnete, höhenverstellbare Rollen (37, 38) aufweist, wobei der Abstand (36) zwischen den Rollen (37, 38) kleiner als der planschdurchmessei? (39) ist, und daß ferner eine der Rollen (38) mit einem Antriebsmotor (40) in Verbindung steht.

7· Schweißmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Planschladearme (26) verschieb- und verschwenkbar ausgebildet- sind und an dem dem plansch (Ha) zugewandten Seite mindestens zwei Taststifte (48) angeordnet sind, die einen den planschlöchern (49) entsprechenden Durchmesser (50) auf v/eisen und die auf einem dem planschla-'chteilkreisdurchmesser (51) entsprechenden Stichmaß (52), vorzugsv/eise gegenüberliegend, angeordnet sind.

8. Schweißmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Verschiebe— und Verschwenkbewegung des Ladearmes (26) eine mit einem Druckzylinder (57) in Verbindung stehende Kurvenbuchse (56) vorgesehen ist.

9. schweißmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrtransportvorrichtung (18) zwei in. die Schweißposition bewegbare Rollen (o3, o4) aufweist, und daß ferner an der einem Rohrmagazin (65) zugewandten Seite (oo) der Transportvorrichtung (18) eine mit den Rollen (63, 64) verbundene Rohrhebevoz^%richtung (t>7) angeordnet ist, die mit der senkrechten Kante (67a) das nächste Rohr im Magazin (65) sperrt. _ ι 7 _

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10. Schweißmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 9 t dadurch gekennzeichnet, daß die zentrier- und spannvorrichtung (19) eine mit einem Druckzylinder (71) in verbindung stehende und in Rohrlängsrichtung bewegbare Spannzange (72) auweist, in deren Gehäuse (73) zwei konzentrisch angeordnete Spannhülsen (74, 7>) vorgesehen sind, deren Enden (7t>, 77) mit radial zur Spannzangenmitte (73) angeordneten Spannstiften (79» öO) für das Rohr (13) bzw. für den ]?a.ansch (Ha) in Tiirkverbindung stehen.

11. Schweißmaschine nach Ansprucn Io, dadurch geKiennzeicnnet, daß das Spannzangengenäuse (73) eine umlaufende Nut (βΐ) aufweist, die über Bohrungen (82) mit einem schutzgasxcanax (ci-3) in Verbindung steht und wobei die Nut (61) iiü Bereich der zu verschweißenden uaht angeordnet ist.

12. Schweißmaschine nach Anspruch lO oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange (72) rait einem Getriebe (34) wä einem Antriebsmotor (8p) verbunden ist.

13· Schweißmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerversteilvorricntung (20) eine gegen die Kraft einer Feder (βο) verschiebbare, den Sehweißbrenner (21) haltende Fünrung (37) aufweist, an der ein Mitnehmer (öö) vorgesehen ist, welcher mit einer Spannzangenanschlagfläche (39) zusammenwirkt.

14. Schweiümaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 13, gekennzeichnet durch eine Stromquelle (9i?)» deren einer pol (9b) mit dem schweißbrenner (21) und deren anderer pol (97) mit einem am Rohr (13) anliegenden, federbelasteten Kupferrollenpaar (9c3, 9^) verbunden ist.

15. Schv/eißmascnine nacn einem der vorstehenden ^sprücne 3 bis 14, gekennzeicnnet durcia eine programmsteuerung, die als Nockensteuerung ausgebildet ist.

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16. schweiismaseniiie, insbesondere nacn einem der Ansprüche 5 bis 15» gekennzeichnet durcn vorgeschaltete Einrichtungen zum .ablängen, sowie gegebenenfalls zum sandstrahlen der Rohre und nachgeschalteten Einrichtungen zum Farbspritzen und/oder Biegen der geschweißten plansch- .Rohrverb indungen.

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