DE2515959A1

DE2515959A1 - Tack welding pipe sections for accurate location - using inserts to form tacks away from the root of the weld gap

Info

Publication number: DE2515959A1
Application number: DE19752515959
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl-Ing Marek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-11
Filing date: 1975-04-11
Publication date: 1976-10-28

Abstract

Process and device for tack welding pipe sections for the accurate locations of two sections prior to welding. The novelty is that inserts are used at several places along the welding gap between the edges of the two sections which usually have V-chamfers, the inserts being used to form fusion weld bridges away from the root of the weld, the root being shielded by the inserts during the tack welding. The insert may be (a) a shaped, heat resisting ceramic contg. a trough used to form the weld bridge with an electrode; or (b) made of the same material as the pipe sections, but with a web used to knock the insert out of the gap. Wide application e.g. joining two pipe sections, elbows, flanges etc. e.g. joining two pipe sections, elbows, flanges etc. e.g. in power stations or other industrial use. The tack weld does not extend to the root so that good quality welds are obtd. and it is not necessary to grind bore of the pipe-joint.

Description

E R F I N D U N G S M E L D U N G Verfahren und Vorrichtung zum Heften von schweißbaren Rohrleitungsteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Vorrichtung zum Heften schweißbarer Rohrleitungsteile beliebiger Nennweite und Form, die vor der Ausführung der Schweißnähte gegenseitig unverrückbar positIoniert ( vorgerichtet und geheftet ) werden müssen.E R F I N D U N G S M E L D U N G Method and device for stapling of weldable pipeline parts The invention relates to a method and the Device for tacking weldable pipe parts of any nominal size and shape, which are mutually immovable positioned before the welding seams are executed ( prepared and stapled).

Bekanntlich herrscht im industriellen oder im Kraftwerks-Rohrleitungsbau eine außerordentlich große Vielfalt von funktional bedingten Konstruktionen, die jedoch aus relatiT wenigen, in ihrer Grundform ähnlichen Teilen, wie z.B. gerade Rohre, Rohrbogen, Flansche usw. zusammengebaut sind. Die geometrischen Abmessungen der formähr.-litzen Einzelteile, sowie deren Werkstoff sind durch Norinsysteme weitgehend aufeinander abgestimmt. #ntsprechend verläuft auch der Zusammenbau der Einzelteile zu Rohrleitungssystemen einem einheitlichen Bearbeitungsschema: Die Rohrleitungsteile werden unter Anwendung verschiedener einfacher Hilfsmittel vorgerichtet, formstabil geheftet und anschließend verschweißt.It is well known that pipeline construction prevails in industrial or power plant construction an extraordinarily large variety of functional constructions that However, from relatively few parts that are similar in their basic shape, such as straight Pipes, elbows, flanges, etc. are assembled. The geometric dimensions the shape-approximate stranded individual parts, as well as their material, are largely made by Norin systems coordinated. #The assembly of the individual parts also proceeds accordingly to pipeline systems a uniform processing scheme: the pipeline parts are prepared using various simple aids, dimensionally stable stapled and then welded.

Zur abgrenzung des Erfindungsgegenstandes vom Stand der Technik ist auf Folgendes hinzuweisen: Nach den geltenden Regeln der Schwei#technik werden die beiden angrenzenden Rohrleitungsteile derart vorbereitet und gegenseitig positioniert, daß eine V-förmige Schweißnaht über den ganzen Wandquerschnitt porenfrei eingeschweißt werden kann.To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art is to point out the following: According to the applicable welding rules, the two adjacent pipeline parts prepared and mutually positioned that a V-shaped weld seam is welded pore-free over the entire wall cross-section can be.

Insbesondere im Bereich der Nahtwurzel muß ein angemessener Luftspalt vorhanden sein, damit die beiden spitz aufeinander zulaufenden Rohrenden von der Wurzellage eingeschmolzen werden können, um auch zur Rohr-Innenwand einen einwandfreien Abschluß der Schweißraupe zu erreichen.An adequate air gap must be provided, especially in the area of the seam root be present so that the two pointed pipe ends from the The root pass can be melted down to ensure a flawless inner wall of the pipe To achieve completion of the weld bead.

Nun hat sich in der Fertigungspraxis ein weitverbreitetes Heftverfahren herausgebildet, wobei nach der Positionierung der Einzelteile mehrere kurze Schweißraupen in den Wurzelbereich eingeschweißt werden, um die angrenzenden Teile formstabil zusammenzuheften.Now a stapling method has become widespread in manufacturing practice formed, with several short weld beads after the positioning of the individual parts be welded into the root area to keep the adjacent parts dimensionally stable staple together.

Bei anspruchsvollen Schweißarbeiten müssen diese Schweißraupen jedoch wieder herasgeschliffen werden. Geschieht dies nicht sorgfältig, so ist die Qualität der Schweißnaht gefährdet. Da der Schweißer für die Qualität der Schweißnaht persönlich verantwortlich ist, wird er häufig persönlich in den Vorrichte-Arbeitsgang eingeschaltet, um die Heftstellen selbst zu legen. Dadurch entsteht jedoch ein beträchtlicher Anfall an Beerlaufzeiten.However, these welding beads must be used for demanding welding work be ground down again. If this is not done carefully, the quality will be impaired the weld seam at risk. As the welder personally for the quality of the weld is responsible, he is often personally involved in the fixture operation, to lay the staples themselves. However, this creates a significant seizure of beer runtimes.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die unerwünschten Auswirkungen des Heftverfahrens in der Wurzel zone zu beseitigen und darüberhinaus die Ein-Mann-Bedienung des Vorricht- und Heftprozesses zu ermöglichen. Sie löst diese Aufgabe mit Hilfe eines neuartigen Verfahrens und der dazu erforderlichen Vorrichtungen, wie nachstehend beschrieben.The invention has the task of eliminating the undesirable effects of the stapling process in the root zone and, moreover, the one-man operation of the jigging and tacking process. She solves this task with help a novel process and the necessary devices, as below described.

Der Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, daß die formstabile Positionierung der angrenzenden Rohrleitungsteile durch die Herstellung einer kraftschlüßigen, brückenähnlichen Verbindung beider Teile außerhalb der Wurzelnahtzone, jedoch noch innerhalb der V-förmigen Schrägflächen (sog. Pasen) im Wege des Abschmelzschweissens erfolgt.The core idea of the invention is to be seen in the fact that the dimensionally stable Positioning of the adjacent pipeline parts by creating a non-positive, bridge-like connection of both parts outside the root suture zone, but still within the V-shaped inclined surfaces (so-called phases) by means of flash-off welding he follows.

Im Folgenden sind mehrere Vorrichtungen beschrieben, die allesamt die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichen, die sich jedoch durch den Automatisierungsgrad unterscheiden. Um das Wesentliche der lehre der Erfindung auf die Verfahrenspraxis zu projizieren, soll die einfachste Vorrichtung zunächst beschrieben werden.Several devices are described below, all of which enable the implementation of the method according to the invention, which however differentiate the degree of automation. To the essence of the teaching of the invention The simplest device should initially project onto the practice of the procedure to be discribed.

Wie im Bild 1 dargestellt, besteht die Vorrichtung aus einem dreieck-prismenförmigen Einsatzstück (1) aus hitzebeständigem keramischen Werkstoff. Die hlulde (2) dient dazu, den Schmelzfluß der Verbindungsbrücke (4) einzufangen und zu formen. Da der Luftspalt (3) den technischen Regeln entsprechend maßlich etwa konstant bleibt, gewährleistet die Mulde (2) stets, daß die Verbindungsbrücke (4) etwa im gleichen Abstand von der Rohr-Innenwand entfernt mit Hilfe bekannter Abschmelzverfahren angefertigt werden kann. liach Abkühlung der Schweißschmelze wird das #eramik-Einsatzstück zerschlagen, um die Wurzelzone für das Einschweißen der Wurzellage freizugeben. Selbstredend müssen am Umfang der Rohrleitung (5) mehrere derart tigen Verbindungsbrücken angeordnet werden. Im Zuge der iTurzelnaht--c.hXweißung muß zwar der schwei#er die Wurzellage unterbrechen, um die Verbindungsbrücke (4) mit einem Tellerschleifer zu entfernen, wie das auch beim vormaligen Stand der Technik üblich war.As shown in Figure 1, the device consists of a triangular-prismatic Insert (1) made of heat-resistant ceramic material. The cover (2) is used to capture and shape the melt flow of the connecting bridge (4). Since the Air gap (3) remains approximately constant in size in accordance with the technical rules, the trough (2) always ensures that the connecting bridge (4) is approximately the same Distance from the inner wall of the pipe made with the help of known melting processes can be. After the weld melt has cooled down, the ceramic insert is broken, to clear the root zone for welding in the root pass. Of course must be arranged on the circumference of the pipeline (5) several such term connecting bridges will. In the course of the root seam - c.hXwelding, the welder must Root pass interrupt to remove the connecting bridge (4) with a disc sander, as was common with the previous state of the art.

Doch bleibt gemäß der Lehre der Erfindung die Wurzelzone völlig unverletzt, somit Schädigungseinflüssen entzogen.However, according to the teaching of the invention, the root zone remains completely uninjured, thus removed from the effects of damage.

An dieser Stelle ist es zweckmäßig, darauf hinzuweisen, daß das vorbeschriebene Verfahren auch für andere als nur V-förmige Schweißnaht-Querschnitte (z.B. Tulpennaht) anwendbar ist, wobei allerdings die Form des Einsatzstückes entsprechend ausgebildet sein muß.At this point it is useful to point out that the above Process also for other than just V-shaped weld seam cross-sections (e.g. tulip seam) is applicable, although the shape of the insert is designed accordingly have to be.

Ferner ist auf die Vorteile hinzuweisen, die sich daraus ergeben, daM mit einer einzigen Größe des Einsatzstückes (1) ein praktisch unbegrenztes Einsatzgebiet hinsichtlich Rohr-Durchmesser, Wanddicke, Werkstoff, Nahtform und -Verlauf, Stückgewicht etc. bei relativ geringen Stoffkosten, gleichzeitig aber bei beträchtlichen Arbeitseinsparungen abgedeckt werden kann.Furthermore, reference should be made to the advantages that result from this, daM with a single size of the insert (1) a practically unlimited area of application with regard to pipe diameter, wall thickness, material, seam shape and course, piece weight etc. with relatively low material costs, but at the same time with considerable labor savings can be covered.

Eine Fortentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Bild 2 dargestellt. Das Einsatzstück (1a) ist hier aus einem dem Rohrleitungswerkstoff angepassten Material. Damit ist es möglich, das Einsatztstück unmittelbar mit den Fasen der angrenzenden Rohrleitungsteile zu verschweißen. Soll das L-förmige Einsatzstück im Zuge der Wurzellageschweissung entfernt werden, so genügt ein Hatimerschlag auf den Steg (6.) um infolge der Hebelvirkung die Schweißverbindung (7) aufzureißen und das Einsatzstück (1a) aus der Nahtzone zu entfernen. Ein Naciischleifen ist bei dieser Vorrichtung ü.berflüs#Ig.A further development of the device according to the invention is shown in the picture 2 shown. The insert (1a) is here made of a pipe material customized material. This makes it possible to use the insert directly with the To weld the bevels of the adjacent pipeline parts. Should the L-shaped insert are removed in the course of the root welding, a hatimer blow is sufficient the web (6.) to tear open the welded connection (7) due to the lever action and to remove the insert (1a) from the seam zone. A naciisch grind is superfluous with this device.

Eine weitere Fortentwicklung des Automatisi erungsgrades des erfindungemäßen Heftverfahrens ist in Bild 3 dargestellt. Ähnlich dem an sich bekannten Bolzensetzgerät funktioniert das erfindungsgemäße Heftgerät, welches als handliches Arbeitsgerät über Kabel an einem geeigneten Stromgenerator angeschlossen ist. Der Setzkopf (8) des Heftgerätes ist durch das Isolierstück (9) von dem rohrförmigen Aufsatzstück (io) getrennt und axial verschiebbar. Das Einsatzstück (b) besteht aus einem zylindirischen Schaft (11), der vor dem Heftgang in die Aufnahme des Setzkopfes (8) eingeschoben wird. Das andere Ende des Schaftes (12) ist T-förmig ausgebildet und von dem feuerfesten Keramikmantel (13) umkleidet, derart daß nur die angeschrägten Vorsprünge (14) des Metallstückes aus dem Keramikmantel herausragen. Bei der Ausführung des erfindungegemäßen Heftvorganges wird das Aufsatzstück (io) auf die beiden zu heftenden Rohrteile derart aufgesetzt, daß eine leitfähige Verbindung zwischen Aufsatzstück (io) und den Rohrteilen entsteht. Danach wird der Setzkopf (8) axial soweit vorgeschoben, bis die beiden Vorsprünge (14) die Fasen der Rohrteile berühren. Nunmehr erzeugt der Generator intermittierende Stromstöße, bis die Vorsprünge (14) mit den Fasen verschmelzen. Dabei erreichen die Vorsprünge (14) und ermöglichen einen weiteren Vorschub des Setzkopfes (8), bis der Keramikmantel (13) zum Anliegen an den Fasen kommt. Soll im Zuge der Wurzellage-Schweißung der Einsatz (ib) entfernt werden, so genügt ein Hain#erschlag suf den Schaft (11), um die Schweißverbindlng herauszureissen. Ein Nachschleifen der Fasen ist izberflüssig.A further development of the degree of automation according to the invention The stitching method is shown in Figure 3. Similar to the bolt-firing tool known per se works the stapler according to the invention, which as a handy tool is connected by cable to a suitable power generator. The setting head (8) of the stapler is through the insulating piece (9) from the tubular attachment piece (io) separated and axially displaceable. The insert (b) consists of a cylindrical Shank (11), which is pushed into the receptacle of the setting head (8) before tacking will. The other end of the shaft (12) is T-shaped and from the refractory Ceramic jacket (13) encased in such a way that only the tapered projections (14) of the Metal piece protrude from the ceramic jacket. When executing the according to the invention Stapling process, the top piece (io) on the two pipe parts to be stapled in this way put on that a conductive connection between the top section (io) and the pipe parts arises. Then the setting head (8) is pushed forward axially until the two Projections (14) touch the chamfers of the pipe parts. The generator is now producing intermittent power surges until the projections (14) fuse with the bevels. The projections (14) reach and allow a further advance of the Setting head (8) until the ceramic jacket (13) comes to rest on the bevels. Intended to If the insert (ib) is removed in the course of the root pass welding, a Hain # hit the shaft (11) to tear out the welded connection. A Regrinding of the bevels is not necessary.

Mit den nachstehend beschriebenen Vorrichtungen läßt sich das erfindungsgemäße Heftverfahren je nach Bedarf mehr oder weniger automatisiert durchführen.With the devices described below, the inventive Carry out stapling processes more or less automatically as required.

Durch die Auswahl der jeweils einzusetzenden Vorrichtung ist das Verfahren außerordentlich flexibel anzuwenden, so daß Probleme bei schwer zugänglichen Heftstellen oder bei Werkstoffpaarungen leicht umgangen werden können.By selecting the device to be used in each case, the method is Extremely flexible to use, so that problems with hard-to-reach staples or can be easily circumvented in the case of material pairings.

Ansprüche Blatt 7Claims sheet 7

Claims

CLAIMS.

Claim 1: Method and device for tacking weldable Pipeline parts for the purpose of mutual dimensionally stable positioning of two each Pipeline parts in the goat of fusion welding, characterized in that with With the help of inserts at several points along the weld seam path between the appropriately prepared, mostly V-shaped bevels of the bevels to be positioned Share a bridge-like, frictional fusion-weld connection outside the root zone is produced in such a way that the root zone through the inserts covered and thus spared from quality-reducing interference.

Claim 2: Method and device according to Claim 1, characterized in that that the insert (1) made of heat-resistant ceramic material is shaped in this way is that it can adapt to the various common bevel shapes, with the Trough (2) allows the pretrigger, with a rod electrode or the like. A to produce a bridge-like stitching bar within the bevel, while the Root zone remains covered.

Claim 3: Method and device according to Claim 1, characterized in that that the insert (1a) made of a material adapted to the pipe material exists, so that the Vorrichter with a rod electrode or the like.

one fusion welded joint between the two bevels of the to connecting Rohrleitungstei] e and the insert (1a) can produce, wherein the web (6) of the insert (1a) is used to the insert (1a) in the course of Remove root welds from the seam zone with one blow of the hammer.

Claim 4: Method and device according to Claims 1 and 3, characterized characterized in that the insert (1b), which consists of a # -shaped, a piece of metal partially encased by a ceramic jacket (13), by means of the Shank (12) in the setting head (8) of a, the known bolt setting device comparable Stapler is plugged in to in the area of the beveled projections (14) with the beveled chamfers of the pipeline parts to be connected by means of intermittent Electric shocks to be welded, with the root zone covered by the ceramic jacket remain.