DE2520610A1

DE2520610A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von schraubennahtrohren

Info

Publication number: DE2520610A1
Application number: DE19752520610
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Bartels; Heinz Krakow
Original assignee: Blohm and Voss GmbH
Current assignee: Blohm and Voss GmbH
Priority date: 1975-05-09
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1976-11-18
Also published as: CA1034403A; DE2520610C3; DE2520610B2; FR2310188B1; FR2310188A1; JPS51143557A; US4061264A

Description

■Hamburg, den 6. Mai 1975 VR2O/1136

BLOHM + VOSS AG

2ooo Hamburg-Steinwerder

Grevendamm 3

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schrauben nahtrohren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Schraubennahtrohren durch die Verbindung der beiderseits angefasten Kanten eines einer Verformungsstation kontinuierlich zugeführten und in ihr verformten Bandes durch teilweise Heftschweißung und - nach dem Abtrennen eines abgelängten Rohrendes - durch Fertigschweißen auf einer besonderen, von der Verformungsstation getrennten Vorrichtung.

2/.. 609847/0154

- ar -

Bekannt ist das Besteben, die Produktionsgeschwindigkeit von Schraubennahtrohren zu erhöhen. Diese angestrebte Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit ist aber in erster Linie davon abhängig, ob es ge- ■ lingt, die Schweißgeschwindigkeit zu erhöhen, ohne daß die Güte (Festigkeit) der Innen- und Außennaht negativ beeinfluß wird. Gerade bei der Fertigung von Schraubennahtrohren aus einem Stahlband von mehr als z. B. 12 mm · Stärke ist es zwar möglich, die Verformung des Bandes zu einem Rohr in relativ kurzer Zeit zu bewerkstelligen.Diese Zeitspanne für die Verformung reicht aber nicht aus, um eine fertige Innen- und Außenschweißnaht erzeugen zu können.

Man ist daher bereits dazu übergegangen, das in der Verformungsstation befindliche, bereits zu einem Rohr verformte Stahlband zunächst nur zu heften, dann das Rohr abzulängen und schließlich auf einem gesonderten Schweißstand die Innen- und Außennaht fertig zu schweißen. Mit diesem Verfahren läßt sich die Produktionsgeschwindigkeit erheblich steigern (DOS 2o 28 56o).

Das Problem eines solchen Verfahren ist darin zu sehen,daß es außerordentlich schwierig - wenn nicht sogar unmöglich ist, den Schweißkopf für die Innennaht nach dem Abtrennen eines abgelängten Rohrendes automatisch so zu steuern, daß er sich genau (mittig) über den miteinander zu verbindenden Blechkanten (Schweißspalt) befindet. Eine nur geringe Abweichung des Schweißkopfes von dem Schweißspalt nach links oder rechts führt im allgemeinen schon einer Fehlschweißung und damit zu einem Ausschußrohr.

609847/0154 3/

Es hat natürlich an Versuchen nicht gefehlt, den Schweißkopf stets exakt mittig über den Schweißspalt einzusteuern, eine wirklich brauchbare Lösung hat man indessen bisher nicht gefunden.

Denn ist das Rohr erst einmal abgelängt und soll die Innennaht auf einem gesonderten Schweißstand hergestellt werden, dann muß naturgemäß die "Schraubenform nachvollzogen" werden, so daß der starr angeordnete Schweißkopf sich stets genau über dem Schweißspalt des sich drehenden Rohres befindet. Letzteres dreht sich aber nicht nur, sondern führt auch noch eine axiale Bewegung in Schraubenform aus. Hierbei sicherzustellen, daß der Schweißkopf stets exakt über dem Schweißspalt liegt, ist wie gesagt, äußerst schwierig, so daß die Güte der· Schweißnaht ständig gefährdet ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe gewährleistet ist, daß die angestrebte Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit ohne eine Beeinträchtigung der Innen- bzw. Außenschweißnaht erzielbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Bandkanten so angefast werden, daß der Querschnitt der Innennaht des Rohres so klein ist, daß die Innennaht bei der größtmöglichen Bandkantengeschwindigkeit mit stillstehendem Schweißkopf fertiggestellt werden kann, zunächst außen eine durchgehende Heftnaht und dann innen eine Fertigschweißnaht und nach dem Abtrennen des Rohrendes eine äußere Fertigschweiß- , naht hergestellt wird,

4/

60984 7/0154

Auf diese Weise wird die Innennaht auf der Verformungsmaschine, die die miteinander zu verbindenden Band- und Bandschleifenkanten in eingespanntem Zustand in ihrer Stellung zueinander und zur Verformungsmaschine - also auch zum Schweißkopf - festhält und an diesem letzteren so vorbeiführt, daß dieser stets mittig zur Schweißnaht steht, bereits vollkommen fertiggestellt, so daß sie einer Vervollständigung nach dem Ablängen nicht mehr bedarf. Dabei dient die äußere Heftnaht als Stütze bzw. als Schweißbadsicherung für das Herstellen der Innennaht.

Das Fertigschweißen der Außennaht nach dem Ablängen auf einem gesonderten Schweißstand ist, verglichen mit der Innennaht, wesentlich einfacher, weil außen eine wirksame Überwachung und eine visuelle und manuelle Kontrolle und Korrektur des Schweißvorganges und der Stellung des Schweißkopfes zu den Schweißfugenkanten möglich ist. Dies ist insbesondere deswegen von Bedeutung, weil die großvolumige Außennaht vorzugsttfeise als sog. Mehrlagenschweißnaht ausgeführt wird, die sich bekanntlich durch ein feinkristalliertes, d.h. normalisiertes bzw. vergütetes Gefüge von hoher Festigkeit auszeichnet.

Die vorstehend genannten Vorteile werden insbesondere dann erzielt, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen ist, daß unbeschadet der Materialstärke des Blechbandes die Innennaht mit Bezug auf ihr Volumen einen etwa stets gleichbleibenden Querschnitt aufweist, der Querschnitt der Außennaht dagegen in Angleichung an die jeweilige Materialstärke ein größeres Volumen besitzt.

0 98 4 7/0154

5/

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens liegt der Schweißkopf für das Erzeugen der äußeren Heft- bzw. Stütznaht vorzugsweise in der Stellung, in welcher das in die Verformungsstation einlaufende Stahlband und die von oben kommende, bereits zu einem Rohr verformte Bandschleife gemeinsam den Schweißspalt bilden.

Auf ein Zifferblatt symbolhaft bezogen, wird sich also - in Abhängigkeit von dem Bandeinlauf - der Schweißkopf für die äußere Heftnaht etwa in der Stellung 6⁰⁰ Uhr befinden. Dabei ist das symbolhafte Zifferblatt in einer Ebene quer zur Rohrachse zu denken und wird in derRichtung des Rohrausschubes angesehen. In dieser Stellung des äußeren Schweißkopfes findet die Heftschweißung dann mit Sicherheit an einer Stelle statt, an der die Verformung des Bandes zur Bandschleife praktisch beendet ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schweißkopf für das Erzeugen der inneren Schweißnaht eine oder mehrere Bandwindungen hinter dem Schweißkopf für die Herstellung der äußeren Heft- bzw. Stütznaht liegt. Damit ist zum einen gewährleistet, daß die Heftnaht ausreichend erkaltet ist um ihrer Stützaufgabe gerecht werden zu können. Zum anderen ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß der Schweißkopf für die Herstellung der Innennaht wahlweise mit einem solchen Vorlauf angeordnet werden kann, daß auch bei einer relativ hohen Schweißgeschwindigkeit die Schmelze bzw. das Schweißbad am Ort verbleibt und nicht - der Rohrkrümmung folgend abfließt.

609847/0154 ₆/

Im allgemeinen wird sich der Schweißkopf zum Erzeugen der fertigen Innennaht - die im Vergleich zur äußeren Heft- bzw. Stütznaht einen wesentlich größeren Querschnitt aufweist und in einem Arbeitsgang mit zwei oder mehr Elektroden geschweißt wird - etwa in der 7⁰⁰Uhr-Stellung befinden. Dabei wird die Heftschweißung zweckmäßig als Schutzgas-Schweißung, die Fertigschweißungen dagegen im Unterpulververfahren ausgeführt.

Der auf dem Sonderschweißstand vorgesehene Schweißkopf zum Erzeugen der äußeren Fertigschweißnaht ist zweckmäßigerweise so angeordnet, daß die Schweiße erstarrt ist, wenn letztere bei sich axial drehendem Rohr etwa die 12°° Uhr-Stellung erreicht hat.

Die Erfindung itfird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles gegenständlich erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1 das in ein nicht dargestelltes Schraubennahtrohr- werk einlaufende und zu einem Rohr verformte Stahlband,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III in Fig. Fig. 4 bis 7 die einzelnen Verfahrensschritte zum Verschweißen der Bandkanten zu einem Rohr, Fig. 8 das abgelängte, auf einem Sonderschweißstand befindliche Rohrende.

7/ 609847/0154

Das gemäß Fig. 1 in der Verformungsstation eines nicht dargestellten Schraubennahtrohr\*rerkes in Pfeilrichtung P einlaufende Stahlband 2 gelangt - wie in Fig. 2 dargestellt ist - unmittelbar nach passieren def außen an das Stahlband angreifenden Verformungsrollen 3 und einer inneren Biegerolle (nicht gezeichnet) in den Bereich eines ersten, im wesentlich starr angeordneten Schweißkopfes 4, nachdem also die einlaufende Bandkante 6 und die von oben kommende Bandkante 7 bereits zu einem Rohr 1 verformt ist (s. Fig. 4).

Der etwa in 6°° Uhr-Stellung befindliche Schweißkopf 4 heftet die bereits vorher für die Außen- und Innenschweißnaht angefasten Bandkanten 6 und 7 gem. Fig. 5 mit einer durchgehenden Heftnaht 8, die als Stütznaht für die späterhin zu erzeugende Innenschweißnaht 9 dient (s.Fig. 6 und 7).

Gemäß dem auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird die fertige Innenschweißnaht - wie in Fig. 1 angedeutet ist - mit einem Schweißkopf 11 erzeugt, der um vorzugsweise etwa eine Bandwindung gegenüber dem Schweißkopf 4 versetzt angeordnet ist und sich etwa in der 7⁰⁰ Uhr-Stellung befindet (s. Fig. 3).

Das nunmehr mit einer durchgehenden Außenheftung und der fertigen Innennaht 9 versehene Schraubennahtrohr 1 wird nunmehr abgelängt und gelangt - von dem Schraubennahtrohrwerk kommend - auf einen Sonderschweißstand 12, der einen dritten Schweißkopf 13 trägt, der so angeordnet ist, daß das Schweißbad erstarr.t ist, wenn diese bei sich drehendem Rohr etwa die 12-Uhr-Stellung erreicht hat. Mit dem Erzeugen · der fertigen Außenschweißnaht 14 (s.Fig.7) ist das Rohr 1 alsdann fertiggestellt. 609847/01 54

Claims

Hamburg, den 6. Mai 1975

Patentansprüche

Θ,
Verfahren zum Herstellen von Schraubennahtrohren durch

die Verbindung der beiderseits angefasten Kanten eines einer Verformungsstation kontinuierlich zugeführten und in ihr verformten Bandes durch teilweise Heftschweißung und - nach dem Abtrennen eines abgelängten Rohrendes durch Fertigschweißen auf einer besonderen von der Ver- ~ formungsstation getrennten Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß dieBandkanten so angefast werden, daß der Querschnitt der Innennaht des Rohres so klein ist, daß die Innennaht bei der größtmöglichen Bandkantengeschwindigkeit mit stillstehendem Schweißkopf fertiggeschweißt werden kann, zunächst außen eine durchgehende Heftnaht und dann innen eine Fertigschweißnaht und nach dem Abtrennen des Rohrendes eine äußere Fertigsclweißnaht hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unbeschadet der Materialstärke des Blechbandes der Innennaht mit Bezug auf ihr Volumen einen etwa stets gleichbleibenden Querschnitt aufweist, der Querschnitt der Außennaht dagegen in Angleichung an die jeweilige Materialstärke ein größeres Volumen besitzt.

9/ 609847/0154
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißkopf (4) für das Erzeugen der äußeren Heftnaht (8) vorzugsweise in der Stellung angeordnet ist, in welcher das in die Verformungsstation einlaufende Stahlband (1) und die von oben kommende, bereits zu einem Rohr (2) verformte Bandschleife, gemeinsam den Schweißspalt bilden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sclweißkopf (11) für das Erzeugen der inneren Schweißnaht (9) eine oder mehrere Bandwindungen hinter dem Schweißkopf für die Herstellung der äußeren Heftbzw. Stütznaht (8) liegt.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß'der auf dem Sonderschwexßstand vorgesehene Schweißkopf (13) zum Herstellen der äußeren Fertigschweißnaht (14) so angeorndet ist, daß die Schweiße erstarrt ist, wenn letztere bei sich axial drehendem Rohr (2) etwa die 12⁰⁰ Uhr-Stellung erreicht hat.
60984 7/0154