DE2506062A1

DE2506062A1 - METHOD AND DEVICE FOR ELECTRIC WELDING OF PIPE-SHAPED PARTS WITH PERFORATED PARTS, IN PARTICULAR FOR THE PRODUCTION OF HEAT EXCHANGERS

Info

Publication number: DE2506062A1
Application number: DE19752506062
Authority: DE
Inventors: Alain Edouard Plegat
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1974-03-19
Filing date: 1975-02-13
Publication date: 1975-10-09
Also published as: FR2264620B1; IT1034244B; FR2264620A1; GB1491914A; BE825507A

Description

SOCIETE ΜΟΝΙΜΕ DES USINES CHAUSSON CF 74/3 SOCIETE ΜΟΝΙΜΕ DES USINES CHAUSSON CF 74/3

Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Verschweissung von rohrförmigen Teilen mit durchbrochenen Teilen, insbesondere zur Herstellung von Wärmeaustauschern.Method and device for the electrical welding of tubular parts with perforated parts, in particular for Manufacture of heat exchangers.

Gegenstand der Erfindung ist ein neues Verfahren zur Anschweissung von beliebigen Rohrteilen an Teile mit Öffnungen, welche mit den Rohrteilen in Verbindung stehen sollen. Derartige Teile werden insbesondere in Wärmeaustauschern be- . nutzt und werden z.B. durch Stutzen zur Zufuhr eines Strömungsmittels zu dem Wasserkasten eines Wärmeaustauschers gebildet. Diese Teile können auch durch mit einer Rohrplatte zu verbindende Rohre gebildet werden.The invention relates to a new method for welding any pipe parts to parts with openings, which should be in connection with the pipe parts. Such parts are particularly loaded in heat exchangers. uses and is formed, for example, by nozzles for supplying a fluid to the water tank of a heat exchanger. These parts can also be formed by pipes to be connected to a pipe plate.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Ausführung von äusserst widerstandsfähigen autogenen Schweissungen bei beliebiger Art der Metalle oder Legierungen der zu vereinigenden Teile, d.h. das Verfahren kann, ausgeübt werden, wenn die Teile aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, aus Kupfer, Messing oder anderen Legierungen auf Kupferbasis oder auch aus -rostfreien Stählen sind.The method according to the invention enables execution of extremely resistant autogenous welds on any type of metals or alloys to be combined Parts, i.e. the procedure can be exercised if the Parts made of aluminum or aluminum alloys, made of copper, brass or other alloys based on copper or made of - stainless steels are.

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Bei der betrachteten Anwendung auf die Herstellung von Wärmeaustauschern wurden die Stutzen und Wasserkästen bisher miteinander durch Hartlote vereinigt, z.B. Hartlote auf Aluminium-Silizium-Basis, wenn diese Teile aus Aluminium oder '. einer Aluminiumlegierung sind, und durch Hartlote auf Kupfer-, ι Phosphor- und Silberbasis oder auf der Basis von Blei und Zinn ' bei Austauschern aus Kupfer oder Messing.In the application under consideration to the production of heat exchangers, the connecting pieces and water tanks have so far been combined with one another by hard solders, for example hard solders based on aluminum-silicon if these parts are made of aluminum or '. an aluminum alloy, and by brazing alloys based on copper, phosphorus and silver or based on lead and tin in exchangers made of copper or brass.

Ih dem Pail der Aluminiumlegierungen sind dieIh the pail of aluminum alloys are the

Hartlötungen im allgemeinen sehr widerstandsfähig, sie erfordern jedoch langwierige, heikle und kostspielige, in der Technik : wohlbekannte Arbeitsgänge.Brazes are generally very resistant, but they require lengthy, delicate and costly, in terms of technology: well known operations.

In dem zweiten Fall sind die Hartlötungen imIn the second case, the brazes are in

allgemeinen leichter ausführbar, ihre V/iderStandsfähigkeit ist '. jedoch gering, und sie erfordern jedenfalls die Zufuhr eines Zu-generally easier to carry out, their stability is '. but small, and in any case they require the supply of a feed

• satzmetails und die Vornahme von chemischen und thermischen Be-¹ handlungen.• satzmetails and the carrying out of chemical and thermal loading ¹ acts.

Die Erfindung gestattet, durch ihre AusübungThe invention allows, by practicing it

j auf die Verwendung von Zu satz Ie gierungen zu verzichten, die an j den zu vereinigenden Teilen vorzunehmenden Behend lungen sehr er-{ heblich zu vereinfachen, einen beträchtlichen Gewinn an Arbeits-1 zeit zu erzielen und sicherzustellen, daß die vorgenommene j Schweissung in allen Fällen eine Festigkeit hat, welche unverj gleichlich grosser als die der hartgelöteten Verbindungen ist. I Außerdem wird es durch die Ausübung der Erfindung möglich, die ; eigentliche Herstellung der Teile zu vereinfachen, welche ein-j to refrain from the use of additions to the j the handling of the parts to be combined is very to simplify considerably, a considerable gain in labor 1 Time to achieve and to ensure that the j weld made in all cases has a strength that is not valid is the same size as that of the brazed connections. I In addition, by practicing the invention it becomes possible that the ; to simplify the actual production of the parts, which

• fach aneinander gesetzt werden können, ohne daß mechanische Mit-• can be placed side by side without mechanical

■ tel für das vorherige Ineinanderstecken dieser Teile vorgesehen■ tel intended for the prior insertion of these parts into one another

' werden müssen.' Need to become.

ι Ein weiterer Vorteil der Erf ladung bestehtThere is another advantage of the experience

; darin, daß die zu verschweissenden Verbindungsstellen eine be- ! liebige Form haben können, d.h. daß die Erfindung im besonderen; that the connection points to be welded have a ! can have any shape, i.e. that the invention in particular

■ angewandt werden kann, um Rohre runder oder beliebiger anderer Form an Platten oder dgl. anzuschweissen, welche sie tragen sollen. ■ Can be used to make pipes round or any other Form to be welded to plates or the like, which they are to carry.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Anschweis-The inventive method for welding

sung von Rohren, Leitungen oder dgl. an Platten oder dgl. mit j der öffnung des Rohres oder der Rohre entsprechenden öffnungen j ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohr und die mit diesem zu vereinigende Platte unter einem gegenseitigen Druck hält,Solution of pipes, lines or the like. On plates or the like. With j openings j corresponding to the opening of the tube or tubes is characterized in that the tube and the plate to be combined with it are held under mutual pressure,

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- 5- 25Q6062- 5- 25Q6062

daß man eine leitende Elektrode an der die beiden Teile trennenden Verbindungsstelle anordnet, daß man der Elektrode eine solche Form gibt, daß sie eine Pressfläche zur Ausübung eines Drucks auf wenigstens einen der Teile in der Nähe der zu verschweissenden Verbindungsstelle bildet, daß man einen Schweißstrom durch die Elektrode schickt, wodurch diese auf eine Temperatur gebracht wird, bei welcher sie wenigstens mit ihrer Pressfläche die zu verschweissenden Abschnitte der Teile auf eine in der Nähe der Schmelztemperatur der Teile liegende Temperatur bringt, und daß die gegenseitige Verschiebung der Teile während des Stromdurchgangs durch die Elektrode begrenzt wird· \that a conductive electrode separates the two parts Connection point arranged that one gives the electrode such a shape that it has a pressing surface for exerting a pressure on at least one of the parts near the one to be welded The connection point is formed by sending a welding current through the electrode, causing it to reach a certain temperature is brought, in which they at least with their pressing surface to be welded sections of the parts on one in the Near the melting temperature of the parts brings temperature lying, and that the mutual displacement of the parts during the Current passage through the electrode is limited \

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausübung _: des obigen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine mit den Klemmen eines Stromerzeugers verbundene Elektrode, welche einen Körper besitzt, welcher durch einen sich erweiternden, eine Pressfläche bildenden Abschnitt verlängert wird, welcher seinerseits durch eine Führungswand zur Zentrierung eines rohrförmigen Teils gegenüber einem plattenförmigen Teil gegenüber dem Loch desselben diese Zentrierwand angeordnet ist, Mittel zur Ausübung eines Drucks auf die miteinander in Berührung stehenden Teile und auf die Elektrode, und Mittel zur Begrenzung der Verschiebung der Teile gegeneinander und gegen die Elektrode aufweist·The inventive device for _exercise: the above method is characterized in that it comprises means connected to the terminals of a power generator electrode which has a body which forming by a widening, a pressing face portion is extended at least, which, in turn, by a guide wall for centering of a tubular part opposite a plate-shaped part opposite the hole of the same, this centering wall is arranged, means for exerting a pressure on the parts in contact with one another and on the electrode, and means for limiting the displacement of the parts with respect to one another and with respect to the electrode

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.The invention is hereinafter referred to explained on the drawing by way of example.

Fig. 1 ist eine schematische geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen· Verfahrens.Fig. 1 is a schematic sectional side view of a device for practicing the invention. Procedure.

Fig. .2 zeigt in einer schematischen-geschnittenen Seitenansicht die Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Fig. 2 shows in a schematic-section Side view of the practice of the method according to the invention.

Fig. 3 und 4 sind geschnittene Seitenansichten von zwei Ausführungsformen der Erfindung.Figures 3 and 4 are sectional side views of two embodiments of the invention.

Fig. 5 ist ein von oben gesehener Schnitt einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung.Fig. 5 is a top sectional view of a another embodiment of the device.

Fig. 6 ist eine geschnittene Seitenansicht, welche eine Weiterbildung der Erfindung in einer besonderen Anwendung derselben zeigt. "- ■Fig. 6 is a sectional side view showing a further development of the invention in a particular application same shows. "- ■

Fig. 7 ist eine Mikrographie einer erfindungsgemäß ausgeführten Schweißstelle. - Figure 7 is a micrograph of a weld made in accordance with the present invention. -

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In Fig. 1 ist bei 1 ein Stutzen und bei 2 eine Platte dargestellt, an welche der Stutzen T angeschweisst werden soll. Die Platte 2 besitzt ein Loch 3, dessen Durchmesser praktisch gleich dem Innendurchmesser des Stutzens 1 ist.In Fig. 1, a connector is shown at 1 and a plate at 2, to which the connector T are welded target. The plate 2 has a hole 3, the diameter of which is practically the same as the inner diameter of the connecting piece 1.

Der Stutzen 1 und die Platte 2 sind aus gleichartigen Metallen oder Legierungen hergestellt, welche gleiche oder vorzugsweise etwas verschiedene aber einander naheliegende ί Schmelztemperaturen haben.The connecting piece 1 and the plate 2 are made of similar metals or alloys, which are the same or preferably something different but close ί Have melting temperatures.

Diese Metalle können z.B. Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen, z.B. Messing, Stähle, insbesondere rostfreie Stähle, sein. ;These metals can e.g. aluminum, aluminum alloys, copper, copper alloys, e.g. brass, steels, especially stainless steels. ;

Bei den nachstehend beschriebenen Ausfuhrungs- I formen wurden besonders befriedigende Ergebnisse für die Anschweissung von Stutzen aus Messing der Qualität UZ 36, deren ; Verflüssigungs- bzw. Erstarrungstemperaturen 917 bzw. 902° be- : tragen, an ebenfalls aus Messing der Qualität UZ 33 bestehende Platten, deren Verflüssigungs- bzw. Erstarrungstemperaturen 952 bzw. 902° C betragen, erzielt.In the execution I described below molds were particularly satisfactory results for the weld of nozzles made of brass of the quality UZ 36, whose; Liquefaction and solidification temperatures 917 or 902 ° are: wear, on plates also made of UZ 33 quality brass, their liquefaction and solidification temperatures 952 and 902 ° C, respectively.

4 bezeichnet eine z.B. aus Graphit bestehende Elektrode, welche eine solche Form hat, daß sie an ihrem Ende einen Bund 4a aufweist, welcher mit Gleitsitz in das Loch 3 und den Stutzen 1 eingeführt werden kann. Der Bund 4a geht von einem kegel stumpf förmigen Fußteil 4b aus, welcher von dem Körper der eigentlichen Elektrode vorspringt, deren beide Enden durch Leiter 5 und 6 mit einer Stromquelle 7 verbunden sind, welche durch einen Schweißtransformator der laufend in der elektrischen Widerstandsschweissung benutzten Art gebildet wird·4 denotes an electrode made of e.g. has a collar 4a which can be inserted into the hole 3 and the connecting piece 1 with a sliding fit. The federal government 4a goes from a truncated cone-shaped foot part 4b, which from the body protrudes from the actual electrode, both ends of which are connected by conductors 5 and 6 to a power source 7, which is formed by a welding transformer of the type currently used in electrical resistance welding

Zur Vornahme der Schweissung wird in der in Fig. 2 dargestellten Weise vorgegangen, indem die Elektrode 4 auf einem isolierenden Sockel 8 mit Hilfe von Kupferklemmen 9 zur Stromzufuhr angebracht wird. Die Klemmen 9 sind wenigstens in gewissem Maße beweglich. Der Sockel 8 weist Führungssäulen 10 auf, an welchen eine Tafel 11 geführt ist, welche den Stutzen 1 mit Hilfe einer Zange 12 einspannt.To carry out the welding, the procedure shown in FIG. 2 is followed by placing the electrode 4 on an insulating base 8 with the help of copper clips 9 is attached to the power supply. The clamps 9 are movable at least to a certain extent. The base 8 has guide pillars 10, on which a board 11 is guided, which clamps the connecting piece 1 with the aid of pliers 12.

Die Tafel 11 dient dazu, mit Hilfe von Muttern oder anderen Klemmteilen 13 einen leichten Druck auf den Stutzen 1 und somit über das Ende desselben auf die Platte 2 auszuüben, welche an dem kegelstumpf förmigen Fußteil 4b der Elektrode 4 anliegt, wie dies auch bei der Unterseite der Elektrode 4 derThe panel 11 is used to apply light pressure to the socket with the aid of nuts or other clamping parts 13 1 and thus over the end of the same on the plate 2, which is attached to the truncated cone-shaped foot part 4b of the electrode 4 is applied, as is also the case with the underside of the electrode 4 of the

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Fall ist, welche unter dem gleichen leichten Druck an der Oberseite der kupfernen Klemmen 9 anliegt. Hierdurch wird der für' den Stromdurchgang erforderliche Kontaktdruck sichergestellt.Case is which under the same light pressure on the top the copper terminals 9 is applied. This is the for ' the contact pressure required for the passage of current is ensured.

An den Säulen 10 sind Anschläge 13a vorgesehen, um die Verschiebung der Tafel 11 und somit des Stutzens 1 während der Vornahme der Schweissung zu begrenzen.On the pillars 10 stops 13a are provided to to limit the displacement of the table 11 and thus of the connecting piece 1 while the welding is being carried out.

Die obige Anordnung wurde nur beschrieben, um klarzustellen, daß während der Ausübung des erfindungsgemäßen Schireißverfahrens ein Druck zwischen den zu verschwelssenden ^! Teilen und auch ein Druck auf die Schweißelektrode ausgeübt werden muß, und zwar ohne daß hierdurch eine schädliche Verformung . der Teile entstehen kann. Es ist wohlverstanden, daß eine be- : liebige Montage anordnung verwendet werden kann, wobei es meisbais die Elektrode 4 ist, welche zur Ausübung des Drucks auf-die zu ver schwe issenden Teile benutzt werden kann, wobei dann die Elektrode durch e ine beliebige in der Schweißtechnik bekannte Vorrichtung gehalten werden kann, welche jedoch den Druck auf das unbedingt erforderliche Maß sowie die gegenseitige Verschiebung zwischen den zu verschweissenden Teilen und der Elektrode während der eigentlichen Schwels'sung begrenzen muß.The above arrangement has only been described in order to make it clear that during the execution of the Schireißververfahren according to the invention, a pressure between the to be welded ^! Parts and also a pressure must be exerted on the welding electrode without causing any harmful deformation. the parts can arise. It is well understood that any assembly arrangement can be used, whereby it is mostly the electrode 4 which can be used to exert pressure on the parts to be welded, the electrode then being inserted by any desired the welding device known device can be held, but which must limit the pressure to the absolutely necessary level and the mutual displacement between the parts to be welded and the electrode during the actual Schwels'sung.

Zur Ausführung der Sehvjeissung genügt es, wenn die Teile 1 und 2 in der unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläuterten Weise gehalten werden, durch die Elektrode 4· einen Strom von solcher Stärke zu leiten, daß die Elektrode wenigstens bis auf die Verflüssigungstemperatur desjenigen der Teile 1 oder 2 gebracht wird, welcher die höhere Verflüssigungstemperatur hat, und die Elektrode während einer genügenden Zeit unter Spannung zu halten, um. die miteinander in Berührung stehenden Abschnitte der beiden Teile 1 und 2 miteinander zu vereinigen, was leicht mittels eines Amperemeters geprüft werden kann, welches, sobald die zu vereinigenden Abschnitte der zu verbindenden Teile in die Nähe ihrer Schmelztemperatur gekommen sind, ein plötzliches Absinken der durch die Elektrode 4 fliessenden Stromstärke.To carry out the vision, it is sufficient if the Parts 1 and 2 are held in the manner explained with reference to Fig. 2, through the electrode 4 x a current of to conduct such strength that the electrode is at least brought up to the liquefaction temperature of that of the parts 1 or 2 which has the higher liquefaction temperature, and the electrode is energized for a sufficient time to hold on to. the portions in contact with each other of the two parts 1 and 2 to unite with each other, which can easily be checked by means of an ammeter, which as soon as the sections to be joined of the parts to be joined have come close to their melting temperature, a sudden one Decrease in the current intensity flowing through the electrode 4.

anzeigt·indicates

Diese Feststellung kann dadurch erklärt werden, daß in dem Augenblick, in welchem das Metall an der Verbindungsstelle zwischen dem Stutzen 1 und der Platte 2 zum Schmelzen gebracht wird, hierdurch eine sehr geringe Verkürzung des Stutzens 1 entsteht, welche durch die Anschläge 13 begrenztThis finding can be explained by the fact that at the moment the metal is at the joint between the nozzle 1 and the plate 2 is brought to melt, thereby a very small shortening of the Nozzle 1 is created, which is limited by the stops 13

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wird, wodurch gleichzeitig der auf den Stutzen 1 ausgeübte Druck aufgehoben wird. Infolgedessen wird auch die Elektrode 4 nicht mehr gegen die kupfernen Stromzuführungsklemmen 9 gedrückt, wodurch der Kontaktwiderstand zwischen der Elektrode 4 und den Klemmen 9 vergrössert wird, wodurch die die Elektrode 4 durch- : fliessende Stromstärke entsprechend abfällt. . jis, whereby the pressure exerted on the nozzle 1 at the same time will be annulled. As a result, the electrode 4 is no longer pressed against the copper power supply terminals 9, whereby the contact resistance between the electrode 4 and the terminals 9 is increased, whereby the electrode 4 through: flowing current drops accordingly. . j

Es wurde festgestellt, daß zur Erzielung von Schweißstellen sehr, guter Qualität die Ausübung des Verfahrens einen ersten Vorgang zur Entfettung der Teile vor ihrer Anbringung unter den oben erläuterten Bedingungen und hierauf einen zweiten Vorgang zur Aufbringung eines Flußmittels oder anderen Beizmittels, dessen Art natürlich von der der zu verschweiasenden Metalle oder Legierungen abhängt, an der Stelle der vorzunehmenden Schweissung umfassen muß.It has been found that in order to achieve very, good quality welds, the practice of the process a first process of degreasing the parts before their installation under the conditions explained above and then one second process for applying a flux or other pickling agent, the nature of which is of course different from that to be welded Metals or alloys depends, in the place of the to be made Must include welding.

Die Erfindung sei. durch das nachstehende Beispiel verdeutlicht.The invention is. through the following Example clarified.

Der Stutzen 1 wurde durch ein Rohr zur Wasserzufuhr zu dem Wasserkasten eines Kühlers gebildet und hatte eine Wandstärke von 0,8 mm. Das Rohr wurde genau in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Weise auf die Oberseite eines Kühlerwasserkasten mit einer Wandstärke von 0,4 mm aufgesetzt. Das Rohr bestand aus Messing der Qualität UZ 36 und der Wasserkasten aus Messing der Qualität UZ 33. Vor ihrer Anbringung wurden die Teile mit Trichlorethylen in Dampfphase entfettet, worauf sie nach, ihrer Anbringung in der in Fig. 2 dargestellten ?/eise einem Flußmittel der Marke "Tenacity Hr. 5" der Gesellschaft JOHBTSOH MATTEY ausgesetzt wurden. Die Elektrode 4 bestand aus Graphit j und wurde während 18 Sekunden von einem Strom von 800 Ampere j durchflossen. Der ursprünglich auf das Rohr 1 ausgeübte Druck betrug grössenordnungsmäßig 1 kg, und die gegenseitige Verschiebung zwischen den Teilen und der Elektrode während der eigentlichen Schweissung wurde durch die Anschläge 13 auf 0,2 mm begrenzt. Nach Abkühlung wurde festgestellt, daß die Verkürzung des Rohres tatsächlich 0,2 mm betrug. Die Schweißstelle hatte das in Fig. 7 dargestellte Aussehen, welches eine dem kegel stumpfförmigen Fußteil 4b der Elektrode entsprechende Hohlkehle 4c zeigt. Man sieht auf dieser Mikrographie, daß die Schweißnaht eine vollständig homogene Struktur hat, während sie am Ende des auf die Oberseite der Platte 2 geflossenen MetallsThe nozzle 1 was formed by a pipe for supplying water to the water tank of a radiator and had a wall thickness of 0.8 mm. The tube was exactly as shown in Figures 1 and 2 on top of a radiator tank placed with a wall thickness of 0.4 mm. The pipe consisted of brass of quality UZ 36 and the water tank Brass of quality UZ 33. Before being attached, the parts were degreased with trichlorethylene in the vapor phase, after which they their application in the one shown in FIG. 2 using a flux of the brand "Tenacity Hr. 5" from JOHBTSOH MATTEY were exposed. The electrode 4 consisted of graphite j and was subjected to a current of 800 amperes j for 18 seconds flowed through. The pressure originally exerted on the pipe 1 was of the order of magnitude of 1 kg, and the mutual displacement between the parts and the electrode during the actual welding was set to 0.2 by the stops 13 mm limited. After cooling, it was found that the shortening of the tube was actually 0.2 mm. The weld had the appearance shown in FIG. 7, which had a groove corresponding to the frustoconical foot part 4b of the electrode 4c shows. It can be seen on this micrograph that the weld seam has a completely homogeneous structure while it at the end of the metal that has flowed onto the top of the plate 2

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eine einer Hartlötung ähnliche Struktur hat·has a structure similar to a brazing

Es wurden mechanische Festigkeitsversuche vorgenommen, bei welchen der Wasserkasten verschlossen und einem in- i neren Druck von 60 Bar ausgesetzt wurde. Es trat ein Bruch in dem Metall des Wasserkastens, aber keine Beschädigung an der Schweißstelle auf. Bei einem zweiten Versuch wurde das Rohr ei- j nem statischen Zug von 350 daN ausgesetzt. Das Metall des Was- ! serkastens wurde verformt, aber an der Schweißstelle trat keine I Beschädigung auf. Ebenso wurden Versuche mit veränderlichem jMechanical strength tests were carried out in which the water tank was closed and an internal i pressure of 60 bar. There was a break in the metal of the water tank, but no damage to the weld. On a second attempt the pipe was ei- j exposed to a static tension of 350 daN. The metal of what-! The box was deformed, but no I occurred at the weld Damage on. Experiments with variable j

Druck bei 120 C vorgenommen, wobei eine Änderung des Drucks jPressure made at 120 C with a change in pressure j

zwischen 0 und 1,8 Bar keine Pe st stellung irgendeiner Beschädi- ' ■: gung an der Schweißstelle nach 50.000 Arbeitsspielen gestattete·!between 0 and 1.8 bar no damage of any kind ■: at the welding point after 50,000 work cycles allowed ·!

Die zu vereinigenden Teile und die Elektroden .^: j können in verschiedener Weise angeordnet werden. ! In Fig· 3 besitzt eine durch eine Rohrplatte ei- 'The parts to be assembled and the electrodes. ^: j can be arranged in different ways. ! In Fig. 3, a tube plate has a

j nes Wärmeaustauschers gebildete Platte 14 einen vorspringenden .'. j ringförmigen Kragen 15» in welchem ein Loch 16 ausgeschnitten ;Each plate 14 formed by the heat exchanger has a protruding . '. j annular collar 15 »in which a hole 16 is cut out;

ist, dessen Abmessungen denen der Außenwand eines Rohrs 17 ent- : ; sprechen. Die Elektrode 18 besitzt einen Kopf 19, der so ge- ; schwächt ist, daß seine äusseren Abmessungen etwas kleiner als ; j die Innenabmessungen des Rohrs 17 sind, hierauf einen sich er- '■ weiternden, z.B. kegelstumpfförmigen Abschnitt 20 und schließ- j lieh einen Abschnitt 21, welcher eine ringförmige Anlagefläche ί bildet, deren Breite etwas grosser als die Wandstärke des Rohrswhose dimensions are those of the outer wall of a pipe 17:; speak. The electrode 18 has a head 19, the so ge; weakens is that its external dimensions are slightly smaller than; j the internal dimensions of the tube 17 are, then one is ER '■-expanding, such as frusto-conical portion 20 and closing j lent a portion 21 which forms an annular abutment surface ί whose width is somewhat larger than the wall thickness of the tube

17 ist. :17 is. :

Wenn man, wie dargestellt, einen Strom durch die Elektrode 18 leitet, erhält man die gleiche Schweissung wie oben unter Bezugnahme auf Fig· 1 und 2 beschrieben, wobei der sich erweiternde Abschnitt 20 die Anpressung, der Wand des Rohrs an den Kragen 15 und der Anlage abschnitt 21 die Ausübung einer Pressung auf den Scheitel des Kragens 15 bewirkt, wenn ein Druck und eine begrenzte Verschiebung gemäß dem Pfeil f^ hergestellt werden.If, as shown, a current is passed through the electrode 18, the same weld as described above with reference to Figures 1 and 2, with the flared portion 20 pressing against the wall of the pipe on the collar 15 and the abutment section 21, the exertion of a pressure on the apex of the collar 15 causes when a pressure and a limited displacement is established according to the arrow f ^ will.

Zur Verringerung der Schweißzeit, d.h. der Zeit des Stromdurchgangs durch die Elektrode, erhalt diese zweckmässig eine solche Form, daß sie Verengungen in der Nähe der zu vereinigenden Abschnitte der zu verschwelssenden Teile aufweist, wie bei 22 dargestellt, wodurch die Elektrode erheblich schneller erhitzt wird.To reduce the welding time, i.e. the time the current passes through the electrode, it is useful to keep it such a shape that it has constrictions in the vicinity of the sections to be united of the parts to be welded, as shown at 22, whereby the electrode is heated much faster.

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In Fig. 4 besitzt eine Platte 23 einen ringförmigen Kragen 24·, in welchen ein Rohr 25 eingesetzt ist. Bei dieser Ausführung ist es zweckmässig, der Elektrode 26 die Form eines Ringes zu geben, dessen Innenwand wenigstens über einen Teil seiner Höhe erweitert ist, wie bei 27 dargestellt. Wenn dann die Elektrode 26 in dem Sinn des Pfeils f~ verschoben und gleichzeitig von dem Schweißstrom durchflossen wird, übt sie einen radialen Druck auf den Kragen 24 aus, welcher so an das Ende des Rohrs 25 angeschweisst wird. _; In Fig. 4, a plate 23 has an annular collar 24 in which a tube 25 is inserted. In this embodiment it is expedient to give the electrode 26 the shape of a ring, the inner wall of which is widened over at least part of its height, as shown at 27. When the electrode 26 is then displaced in the direction of the arrow f 1 and the welding current flows through it at the same time, it exerts a radial pressure on the collar 24, which is thus welded to the end of the tube 25. _;

'Auch bei dieser Ausführung erhält die Elektrode zweckmässig eine solche Form, z.B. durch ihre Aushöhlung bei 28, daß eine Zone grösseren Widerstands in der Nähe des auf die zu verschwelssenden !Teile eine Pressung ausübenden Abschnitte der Elektrode entsteht· Die elektrische Verbindung erfolgt dann in der dargestellten Weise so, daß der Strom über den Abschnitt grösseren Widerstands der Elektrode fliessen muß·'' In this design, too, the electrode is expediently given such a shape, e.g. through its hollowing out at 28 that a zone of greater resistance near the on the parts to be welded! the electrode is created · The electrical connection is then established in the manner shown in such a way that the current must flow over the section of greater resistance of the electrode

Obwohl dies in den meisten Fällen nicht erforderlich ist, ist es bisweilen zweckmässig, einen in das Rohr 25 eingeführten Dorn 29 vorzusehen. Bi diesem letzten Fall ist es auch zweckmässig, daß der Dorn 29 elektrisch mit einer Klemme der Stromquelle verbunden wird, wie strichpunktiert dargestellt. Hierdurch wird der Eigenwiderstand "der Stoßstelle zwischen dem Kragen 24· und dem Rohr 25 ausgenutzt, um die Schweissung zu erleichtern oder wenigstens ihre Dauer zu verringern, wobei ausserdem der Dorn 29 jede innere Verformung des Rohrs 25 verhindert·Although in most cases this is not necessary, it is sometimes convenient to put one in the pipe 25 introduced mandrel 29 to be provided. In this last case, it is also expedient that the mandrel 29 is electrically connected to a terminal the power source is connected as shown in dash-dotted lines. As a result, the intrinsic resistance "of the joint between the collar 24 and the tube 25 are used to facilitate the welding or at least to reduce its duration, in addition, the mandrel 29 any internal deformation of the tube 25 prevents

In gewissen Fällen kann die Elektrode 26 nicht auf das Rohr 25 aufgeschoben werden, insbesondere wenn dieses gekröpft ist. In diesem Fall wird, wie in Fig· 5 dargestellt, die Elektrode 26a durch zwei Schalenhälften 30, 31 gebildet, welche voneinander entfernt oder einander genähert werden können und mit ihren am weitesten voneinander .entfernten Abschnitten mit den entgegengesetzten Polen des Stromerzeugers 7 verbunden sind. Bei Benutzung eines Dorns 29 wird dieser auch mit einer Klemme der Stromquelle verbunden.In certain cases, the electrode 26 cannot be pushed onto the tube 25, especially when the latter is cranked. In this case, as shown in FIG. 5, the electrode 26a is formed by two shell halves 30, 31, which can be distant or approached from one another and with their most distant sections are connected to the opposite poles of the power generator 7. When using a mandrel 29 this is also with connected to a terminal of the power source.

Die Erfindung ermöglicht auch die VornahmeThe invention also enables the making

mehrerer gleichzeitiger Schvjeissungen und findet insbesondere eine sehr wichtige Anwendung auf die Verschweissung der Rohre mit den Rohrplatten von Wärmeaustauschern.several simultaneous Schvjeissungen and takes place in particular a very important application on the welding of the pipes with the tube plates of heat exchangers.

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Die im ganzen mit 35 bezeichnete Elektrode be-^! sitzt an der Stelle eines Jeden Rohrdurchtritts einen geschwäch-; ten Vorsprung 36, welcher durch einen dem kegelstumpfförmigen Fußteil 4b der Elektrode der Fig. 1 und 2 entsprechenden, sich erweiternden Abschnitt 37 verlängert wird. Wenn die Elektrode in die Rohrdurchlässe 33 eingeführt ist, sind es die sich erweiternden Abschnitte 37, welche sich gegen die Rohrplatte oder das Ende der Rohre legen, je nachdem, ob die Ausbildung der FigJ 1 oder der Fig. 2 vorliegt, und der Strcm wird wie vorher an die Elektrode 35 angelegt. Zweckmässig werden Ausnehmungen 38 in der Elektrode vorgesehen, wie an der Stelle eines jeden Rohr-| durchlasses vorgesehen, um ihren Widerstand an der Stelle der sich erweiternden Abschnitte 37 zu vergrössern.The electrode designated as a whole by 35 loads ^! sits at the point of each pipe passage a weakened; th projection 36 which is extended by a widening section 37 corresponding to the frustoconical foot part 4b of the electrode in FIGS. When the electrode is inserted into the tube passages 33, it is the widening sections 37 which lie against the tube plate or the end of the tubes, depending on whether the configuration of FIG. 1 or FIG. 2 is present, and the flow becomes applied to electrode 35 as before. Recesses 38 are expediently provided in the electrode, as at the location of each tube | Passage provided in order to increase their resistance at the location of the widening portions 37.

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß so gleichzeitig eine große Zahl von Rohren 34 angeschweisst werden kann, indem die Elektrode 35 in Richtung des Pfeils f* um j eine begrenzte Strecke verschoben wird, wie oben ausgeführt. iFrom the above it can be seen that so a large number of tubes 34 are welded at the same time can by moving the electrode 35 in the direction of arrow f * by j shifted a limited distance as stated above. i

Wenn die Anschweissung aller Rohre an dieIf the welding of all pipes to the

Rohrplatte nicht genau zu dem gleichen Augenblick erfolgt, ist dies ohne Bedeutung, da sich'die Schweißnaht des zuerst ange- ,-schweissten Rohrs abzukühlen sucht, da ja dann der durch die '. Elektrode 35 ausgeübte Druck an der Stelle.dieser Schweißnaht herabgesetzt wird. iPipe plate does not take place at exactly the same moment, this is of no importance, since 'the weld seam of the pipe that was first welded on tries to cool down, since then the one through the '. Electrode 35 exerted pressure at the location of this weld seam. i

Die Erfindung kann abgewandelt werden· Es ist j insbesondere zweckmässig, daß die zu verschweissenden Teile stets mit der Körperschlußelektrode der Schweißstromquelle ver-, bunden werden, mit welcher auch ein Ende der Schweißelektrode ■ verbunden wird. Auf-diese Weise kann nämlich der Strom wenig- j stens während einer gewissen Zeit über die zu verschweissenden ! Teile fliessen, wodurch der Eigenwiderstand der Stoßstelle zwischen den Teilen ausgenutzt wird. Ebenso können für die Verschweissung von Metallen oder legierungen mit sehr hohem Schmelzpunkt andere als Graphitelektröden benutzt werden, insbesondere Elektroden aus einem feuerfesten Werkstoff. Es ist . auch möglich, stets Elektroden aus Graphit oder dgl. zu benutzen, dann müssen aber die zu verschwsissenden Teile ia eine Kammer mit einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre gebracht werden, z.B. eine Stickstoff oder Argon enthaltende Kammer. Ausserdem können, insbesondere bei der Ausführung der The invention can be modified · It is j It is particularly useful that the parts to be welded are always connected to the body end electrode of the welding power source, be tied, with which one end of the welding electrode ■ is connected. In this way, namely, the current can little- j at least for a certain time over the ones to be welded! Parts flow, reducing the intrinsic resistance of the joint between the parts are exploited. It can also be used for welding metals or alloys with a very high Melting point other than graphite electrodes can be used, in particular electrodes made of a refractory material. It is . It is also possible to always use electrodes made of graphite or the like, but then the parts to be welded generally have to be a chamber brought with a neutral or reducing atmosphere e.g. a chamber containing nitrogen or argon. In addition, especially when executing the

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6, ebensovxele getrennte Elektroden vorgesehen werden, wie , Rohre oder Rohrreihen vorhanden sind. ί6, as well as separate electrodes are provided, as are tubes or rows of tubes. ί

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Claims

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PATENT CLAIMS

Method for welding pipes, lines or dgrr-to plates or the like with openings corresponding to the openings of the pipe or pipes, characterized in that the pipe (1, 17, 25, 35) and the plate ( 2, \ 14, 24, 32) under a mutual pressure, that a * conductive electrode (4, 18, 26, 35) is arranged at the point of the 'abutment- ^{: of} the two parts to be welded, that one of the electrode such a shape that it has a pressing surface (4b, 20, 21, 27, 37) which exerts a pressure on at least one of the parts (1, 2-14, 17-24, 25-32, 34) in the vicinity of the to be welded joint exerts that one conducts a welding current over the electrode (4, 18, 26, 35) in such a way that this is brought to a temperature at which it at least with its pressing surface the parts to be welded on a in brings the temperature close to the melting temperature of the parts, and that the mutual displacement of the part e limited during the passage of the welding current through the electrode.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mutual displacement is monitored by the parts are subjected to controlled pressure.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the welding current through the controlled and at the same time the pressure exerted on the parts to be welded and the electrode is regulated, which pressure is reduced or even canceled at the end of the limited displacement.

4.. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that part of the electrode is given a shape such that it has a centering part (4a, 19, 20, 27, 36) forms, which passes through the opening of the plate or the like. And into the mouth of the pipe to be welded to the plate entry.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the tube and the plate in front of the

The weld would be provided with a flux at least in the zone of the joint to be welded.

6. The method according to any one of claims 1 to 5,

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characterized in that the type of the to | Welding tubes or plates forming metals or Le- j

alloys is so chosen that their condensing temperatures ■ or their solidification temperatures are somewhat different ¹ equal to or preferably. ^;

7. The method according to any one of claims 1 to;

6, characterized in that either the tubes or the plate are connected to a clamp of the power generator (7) to which one end of the electrode is also connected. ^;

8. The method according to any one of claims 1 to

7, characterized in that at least the to be welded The joint and the corresponding section of the electrode are kept under a neutral atmosphere.

9. Device for carrying out the procedure;

according to one of claims 1 to 8, characterized by at least one with the terminals of a power generator (7) connected electrode (4, 18, 26, 35) with a body, which by a widening, a pressing surface forming portion (4b, 20, 27, 37) is extended, which in turn by a guide wall (4a, 19 »36) for centering a tubular part (1, 17, 25, 34) in relation to a plate-shaped part (2, 14, 15, 23, 24, 32) relative to the hole of the same, means (11, 12) for exerting a pressure on the one another in Contacting parts and the electrode, and means (13, 13a) for limiting the displacement of the parts against each other and in Regarding the electrode.

10. The device according to claim 9 »characterized in that the electrode with means for supplying the Welding current is connected via an intermediate part (9) which is connected to these means by the pressure exerted on the parts is.

11. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the pressing section (4b) of the electrode is frustoconical and that a collar (4a) lies above it, the dimensions of which correspond to the internal dimensions of the tube (1) and of the hole in the plate to be combined with this tube.

12. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized characterized in that the tube (17) is inserted into a hole (16) which in a bent-up collar (15) a

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Plate (14) is cut out, with the electrode in the = Tube (17) has inserted end (19) and an expanding abutment section (20) which extends this end (19) and lies against the edge of the tube, this abutment section is surrounded by an annular contact surface (21), the width of which is somewhat greater than the wall thickness of the tube (17) is.

13. The apparatus of claim 9 or 10, characterized in that the tube (25) is inserted into an annular collar (24) of the plate (23), said electrode (26) · has the shape of a ring, wherein at least one Section i (27) of the inner wall is widened so that it forms a pressing section for pressing the collar against the wall of the pipe.

14. Device according to one of claims 9 "to 14, characterized in that a mandrel (29) at least partially inserted into the tube at the location of the annular electrode is.

15 «Device according to one of claims 9 his

14, characterized in that the ring-shaped electrode consists of at least two shell halves which are displaceable relative to one another (30, 31) exists.

16. Device according to one of claims 9 "to

15, characterized in that the electrode has several heads (36), each of which has a centering end and an inclined pressing surface (37) for the simultaneous making of the joint a plurality of tubes (34) on a plate (32).

17. Device according to one of claims 9 "to

16, characterized in that the electrode has constrictions (22, 28) in the vicinity of the inclined pressing surfaces (20, 27), which increase the resistance of the electrode at the point of these pressing surfaces «

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