DE2628166A1

DE2628166A1 - Verfahren zur herstellung von laengsnahtgeschweissten kupferrohren

Info

Publication number: DE2628166A1
Application number: DE19762628166
Authority: DE
Inventors: Ewald Gunio; Gert Nordmann; Gerhard Dr Ing Ziemek
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1976-06-23
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1978-01-05
Also published as: JPS52156742A; CH595931A5

Description

Verfahren zur Herstellung von längsnahtgeschweißten
Kupferrohren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von längsnahtgeschweißten Kupferrohren, bei dem ein Kupferband mit weniger als 0,002 % Gesamtsauerstoff, weniger als 0,001 % Schwefel und einem Phosphorgehalt von 0,02 bis 0,03 , vorzugsweise 0,025 Rest Kupfer kontinuierlich zu einem Schlitzrohr geformt und mittels eines oder mehrerer in Schutzgasatmosphäre arbeitender Lichtbögen zu einem geschlossenem Rohr verschweißt wird und gegebenenfalls anschließend gewellt wird.
Längsnahtgeschweißte Kupferrohre finden bevorzugt Anwendung als Mantel für elektrische Kabel, wobei es auf die Leitfähigkeit des Werkstoffes ankommt, aber auch als Rohrleitungen, für die in der Regel die elektrische Leitfähigkeit nicht maßgebend ist. Andererseits wird bei Mänteln für elektrische Kabel auf die Schweißnahtfestigkeit nicht so großen Wert gelegt wie bei Rohrleitungen, die wie es vielfach üblich ist, unter hohem Druck betrieben werden. Bei der Belastung im Wechseldruckversuch konnte nachgewiesen werden, daß längsnahtgeschweißte Kupferrohre in der Schweißnaht eine Korngrenzenschwächung aufwiesen. Die Ursache für diese Schwächung der Schweißnaht ist in Oxideinflüssen im Bereich der Schweißnaht zu suchen.
Man hat deshalb ein Kupfer verwendet, welches weniger als 0,002 ,~ Gesamtsauerstoff, weniger als 0,001 ,~ Schwefel und einen Phosphorgehalt von 0,02 bis 0,03 aufwies. Diese Maßnahme führt bei der Herstellung längsnahtgeschweißter Kupferrohre zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht. Das Kupferband wurde mittels in Schutzgasatmosphäre arbeitender Lichtbögen zu einem geschlossenem Rohr verschweißt. Mit diesen Maßnahmen konnte erreicht werden, daß die Schweißnaht nahezu 90 % der Festigkeit des übrigen Bandmaterials aufwies.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe die Festigkeit der Schweißnaht bei Kupferrohren noch erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in das noch offene Schlitzrohr ein Schutzgas mit einem kleineren spezifischen Gewicht als Luft eingeleitet und ein Schutzgasschleier im Schweißbereich erzeugt wird. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahme konnte erreicht werden, daß die Sauerstoffaufnahme der Schweißnahtschmelze aus dem Innern des Rohres verhindert werden konnte. Das spezifisch leichte Schutzgas sammelt sich unterhalb der Schweißnaht und verhindert so eine Sauerstoffaufnahme des Schweißbades bzw. der Schweißnaht. In Weiterführung des erfindungsgemäßen Gedankens hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Schutzgasschleier bis in einem Bereich hinter der Schweißstelle zu führen, in dem die Schweißnaht noch eine Temperatur von ca. 2000 aufweist. Diese Maßnahme verhindert, daß der Schweißnahtbereich auch in bereits erstarrtem Zustand Sauerstoff aufnimmt. Während üblicherweise beim Lichtbogenschweißen als Schutzgas Argon verwendet wird, hat sich im Innern des Rohres ein Schutzgasschleier aus Helium als vorteilhaft erwiesen.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche aus einem das Kupferband zum Schlitzrohr formenden Rollensatz sowie einer die Bandkanten verschweißenden unter Schutzgas arbeitenden Lichtbogenschweißeinrichtung besteht. Bei dieser Vorrichtung ist im Innern des Schlitzrohres unterhalb der Schweißnaht ein gegen die Rohrwandung gepreßter feststehender wannenförmiger Behälter vorgesehen, der mit einem Heliumtank über eine Rohrleitung verbunden ist. Mit Hilfe dieser Vorrichtung läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren in besonders einfacher Weise und mit einem geringen Einsatz von Helium durchführen. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die obere Kante des Behälters mit einer nachgiebigen hitzebeständigen Abdeckung zu versehen, die an der Innenwandung des Schlitzrohres anliegt. Ein Ausströmen des Heliums zwischen der oberen Wandung des wannenförmigen Behälters und der inneren Oberfläche des Schlitzrohres ist damit weitestgehend vermieden. Mit besonderem Vorteil besteht die Abdeckung aus Asbest. Dieser Werkstoff dichtet hervorragend ab und verträgt die beim Schweißen entstehende Wärme. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die quer zur Abzugsrichtung des Rohres verlaufenden Stirnseiten des Behälters der Krümmung der inneren Oberfläche des Rohres anzupassen. Auch hiermit läßt sich der Verlust an teurem Helium einschränken.
Die Erfindung ist an Hand eines in den Fig. i und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Das von einer Vorratsspule 1 kontinuierlich ablaufende Kupferband 2 wird mittels eines nicht dargestellten Rollensatzes zu einem Rohr 3 verformt und mittels einer unter Schutzgas arbeitenden Lichtbogenschweißeinrichtung 4 kontinuierlich zum Rohr geschweißt. Das geschweißte Rohr 3 kann dann in einer an sich bekannten Wellvorrichtung 5 gewellt werden, um amine Flexibilität zu erhöhen.
Um eine Sauerstoffaufnahme des Schweißbades bzw. der Schweißnaht im Innern zu verhindern, wird in das Innere des Rohres 3 aus einem Vorratstank 6 über eine Rohrleitung 7 Helium eingeleitet. Das Helium wird über die Rohrleitung 7 in einen Behälter 8 eingebracht, welcher in seiner Lage zur feststehenden Schweißvorrichtung 4 fixiert ist. Der Behälter 8 stützt sich auf der Innenwandung des Rohres 3 mittels einer Rolle 9 ab. Eine weitere vorteilhafte Lösung besteht darin, daß der Behälter 8 an einem nicht dargestellten schwenkbaren Arm befestigt ist, der eine Anpressung des Behälters an die Rohrinnenwandung ermöglicht. Das Helium strömt in den Behälter 8 ein und steigt aufgrund seines geringen spezifischen Gewichtes auf und schirmt den Bereich der Schweißnaht gegen die Umgebungsluft ab. Um die Heliumverluste weitestgehend einzuschränken, sind die Stirnflächen 10 des Behälters 8 an ihrer, der Rohrinnenoberfläche zugekehrten Seite der Rohrkrümmung angepaßt. Darüberhinaus sind die oben liegenden Kanten des Behälters 8 mit Asbest bestückt, um die Heliumverluste weiterhin einzudämmen.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es gelungen, längsnahtgeschweißte Kupferrohre herzustellen, deren Schweißnahtbereich nahezu die gleiche Festigkeit aufweist, wie das übrige Bandmaterial. Der Verbrauch an Helium beträgt dabei je nach zu verschweißender Wanddicke zwischen 5 und 20 1/min.

Claims

Patentansprüche 9 erfahren zur Kupferrohren, bei dem ein Kupferband mit weniger als 0,002 % Gesamtsauerstoff, weniger als 0,001 °vó Schwefel und einem Phosphorgehalt von 0,02 bis 0,03 %, vorzugsweise 0,025 fo Rest Kupfer kontinuierlich zu einem Schlitzrohr geformt und mittels einer oder mehrerer in Schutzgasatmosphäre arbeitender Lichtbögen zu einem geschlossenem Rohr verschweißt wird und gegebenenfalls anschließend gewellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in das noch offene Schlitzrohr ein Schutzgas mit einem kleineren spezifischen Gewicht als Luft eingeleitet und ein Schutzgasschleier im Schweißbereich erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzgasschleier bis in einem Bereich hinter der Schweißstelle geführt wird, in dem die Schweiß-0 naht noch eine Temperatur von ca. 200 C aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzgas reines Helium verwendet wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bestehend aus einem das Kupferband zum Schlitzrohr formenden Rollensatz sowie einer der Bandkanten verschweißenden unter Schutzgas arbeitenden Lichtbogenschweißeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Schlitzrohres (3) unterhalb der Schweißnaht ein gegen die Rohrwandung angepreßter feststehender wannenförmiger Behälter (8) vorgesehen ist, der mit einem Heliumtank (6) über eine Rohrleitung (7) verbunden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kante des Behälters (8) mit einer nachgiebigen hitzebeständigen Abdeckung versehen ist, die an der Imlenwandung des Schlitzrohres (3) anliegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung aus Asbest besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Abzugsrichtung des Rohres (3) verlaufenden Stirnseiten (10) des Behälters (8) der Krümmung der inneren Oberfläche des Rohres (3) angepaßt sind.