DE2702303C2 - Vorrichtung zum Einschweißen von Rohren in Rohrböden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschweißen von Rohren in Rohrböden, wobei die Vorrichtung auf einer Grundplatte mit hoher Standfestigkeit ruht, enthaltend einen Schweißbrenner, der an einem um die Mittelachse drehenden Teller schwenkbar befestigt ist.

Das Einschweißen von Rohren in Rohrböden ist arbeitsintensiv. In der Regel werden die Rohre ein- oder mehrlagig von Hand eingeschweißt, denn das automatische Rohreinschweißen ist durch den hohen Justieraufwand des Schweißbrenners unwirtschaftlich. Bei einem bekannten Verfahren wird der Schweißkopf durch Verstellen zweiter Exzenter bei jedem Bohrloch neu eingestellt. Die Schweißnahtgüte ist dabei oft nicht ausreichend hoch, denn schon bei geringfügigen Abweichungen von der Konzentrizität des Kreises des Schweißbrenners von dem einzuschweißenden Rohr werden einzelne Stellen nur unvollständig verschweißt, während es an anderen Stellen zu Uberhitzungen kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der eine schnelle und präzise Einstellung des Schweißbrenners bei jeder Rohreinschweißung im Rohrboden ermöglicht wird, und daß dadurch die wirtschaftlichen Vorteile des automatischen Einschweißens zum Tragen kommen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine axial verschiebbare Zentriervorrichtung in der Drehtellerachse vorhanden ist, die bei weggeklapptem Brenner in das zu verschweißende Rohr einführbar ist und in der Grundplatte der Schweißvorrichtung eingebaute Luftkissenteller vorhanden sind, die ein Anheben der Schweißvorrichtung auf der Unterlage ermöglichen.

Es stellt sich heraus, daß mit dieser Vorrichtung ein automatisches Einschweißen der Rohre im Rohrboden wirtschaftlich ist; von ganz besonderem Vorteil ist jedoch auch die Gleichmäßigkeit aller Schweißnähte in dem Rohrboden, und da es möglich ist, durch sorgfältiges einmaliges Einstellen der Schweißbedingungen hochwertige automatisch geschweißte Nähte zu erzielen, zeichnen sich alle Einschweißungen durch gleichmäßig hohe Qualität aus. Die Fertigungskosten reduzieren sich auch deswegen noch erheblich, weil der zerstörungsfreie Prüfaufwand für die Einschweißungen nicht zu hoch getrieben werden muß und Ausbesserungen der Nähte kaum notwendig werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält alle für das Schweißen erforderlichen Steuer- und Hilfseinrichtungen. Sie ist auf einer Grundplatte mit hoher Standfestigkeit befestigt und so schwer, daß die Lage des Schweißkopfes nicht durch Berühren, Einschalten, durch Justiervorgänge an dem Arm oder durch das Einfädeln des Schweißdrahtes und ähnliches verändert wird.

Zm Beginn der Arbeiten wird der Rohrboden parallel zur Grundplatte der Vorrichtung ausgerichtet Es ist erforderlich, daß die Schweißvorrichtung auf einem genügend stabilen Tisch oder eine ebene, massiv ausgeführte Arbeitsbühne gestellt wird.

Die automatische Schweißvorrichtung ist an einem herausragenden Arm befestigt. Es sind hinreichend Verstellmöglichkeiten am Arm vorgesehen, damit der Schweißbrenner in optimale Schweißposition gebracht werden kann. Die erwähnte Gleichmäßigkeit der Schweißungen wird durch genaue Justierung der Schweißvorrichtung bei jedem Loch erreicht, die hohe Schweißnahtgüte durch sorgfältige Einstellung der Schweißbedingungen zu Beginn der Arbeiten. Die geometrisch richtige Einstellung der Schweißvorrichtung zur Rohrbodenplatte wird mit einer Zentriereinheit sehr erleichtert. Ein Zentrierstab, vorzugsweise mit einer kegelförmigen Spitze, wird in das zu verschweißende Rohr eingesenkt. Damit diese Zentrierung ausgeführt werden kann, muß das Schweißgerät leicht verschiebbar sein. Diese zweidimensionale leichte Verschiebbarkeit ist dann gegeben, wenn die Luftkissenteller in der Grundplatte unter der Vorrichtung mit Preßluft beaufschlagt werden und durch das Schwimmen eine Verschiebung der gesamten Schweißeinheit auf der Bühne bzw. dem Tisch einfach und präzise möglich ist.

Der Schweißbrenner ist von Hand ausschwenkbar, damit die Zentriereinheit bis zum Rohrboden abgesenkt werden kann. Dieser Schwenkmechanismus ist durch entsprechende Riegel bzw. Anschläge so präzise ausgeführt, daß auch nach wiederholtem Ein- und Ausschwenken des Schweißbrenners die einmal als optimal ermittelte Einstellung des Brenners relativ zur Rohrachse und zum Rohrboden jederzeit wieder erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben: Die Vorrichtung besteht grob unterteilt aus einem Block 1 und einem Arm 2. Der relativ schwere Block 1 sitzt auf der Grundplatte 3; durch sein Gewicht verändert er auch bei Manipulationen am Arm 2 nicht seine Lage; die Unterlage 4, ein Tisch oder eine Bühne, sind entsprechend stabil und mit einer ebenen geschlossenen Oberfläche versehen. Der Schweißbrenner 5 ist über einem drehbaren Teller 6 an dem Arm 2 befestigt. Es sind zahlreiche Justiermöglichkeiten 7 vorhanden, damit der Schweißbrenner 5 in optimale Schweißposition zum Werkstück 8 gebracht werden kann. Der Teller 6 wird von einem Motor 9 angetrieben. Der Brennerhalter 10 ist so ausgebildet, daß der Schweißbrenner 5 und die Achse des Teiles 10 von Hand ausgeschwenkt werden kann und der Brenner 5 beim Rückschwenken wieder in der vorgegebenen Stellung einrastet. Wird der Brenner 5 ausgeschwenkt, so kann die Zentriervorrichtung 11 axial zum Teller 6 abgesenkt werden. Die Zentriervorrichtung 11 mit der kegelförmigen Spitze 12 wird bündig in das Rohr 13 im Rohrboden eingeführt. Um die Spitze möglichst tief in das zu verschweißende Rohr 13 einzusenken, muß die gesamte Schweißvorrichtung verschiebbar sein. Daher sind während des Zentrierens die Luftkissenteller 15 in der Grundplatte 3 mit Preßluft beaufschlagt und eine

einwandfreie, genaue Veränderung der Lage des Schweißgerätes auf der Unterlage 4 ist möglich.

Nach Absenken der Platte 3 durch Wegnahme des Luftpolsters, dem Hochfahren der Zentriervorrichtung 11, dem Einschwenken des Schweißbrenners bis zum Anschlag und dem Einstellen des Brenners mittels Stellmöglichkeit 7 auf die Schweißnaht am Rohrrand kann das Einschweißen der Rohre beginnen.

Der Schweißbrenner läuft nun wie ein Zirkel um den Mittelpunkt des einzuschweißenden Rohres. Das Rohr wird im Vor'auf ohne und im Rücklauf mit Zusatzmaterial verschweißt (Zweilagenschweißung mit versetztem Ansatz).

Die Hilfsmittel und Nebeneinrichtungen sind an der Vorrichtung angebracht. Der auf der Rolle 16 aufgewickelte Schweißdraht wird vom Motor 17 transportiert und bei 18 zugeführt. Bedienungsknöpfe 19 sind auf der Schalttafel 20 untergebracht. Durch die Leitungen 21 wird Preßluft den Luftkissentellern 15 und der pneumatisch betätigten Zentriervor ichtung 11 zugeführt. Bei 22 wird Schutzgas zugeführt.

Der Arbeitsablauf sei im folgenden kurz erläutert:

Die Rohrbodenplatte 8 muß parallel zur Grundplatte 3 der Vorrichtung fixiert werden, d. h. die Schweißtellerachse muß mit der Achse des einzuschweißenden Rohres in Übereinstimmung gebracht werden. Dafür wird die Luftzufuhr für das Luftkissen eingeschaltet, der Schweißbrenner um die Achse des Halters 10 von Hand ausgeschwenkt und die .Zemriereinheit 11 nach unten gefahren. Da die gesamte Vorrichtung auf der Unterlage 4 schwimmt, ist eine genaue Zentrierung einfach und leicht möglich. Nach Qjm Absenken der Vorrichtung durch Ausschalten der Luftzufuhr wird die Zentriereinheit 11 hochgefahren und der Brenner 5 in Arbeiisposition eingeschwenkt, eingerastet und je nach Schweißnahtform, Rohrdurchmesser, Schweißspannung, Einbrand und Oberlauf mit Stromminderung in

ίο bekannter Weise eingestellt. Diese Feineinstellung des Schweißbrenners 5 ist nur einmal am Anfang für ein Rohr des Wärmetauscherrohrbodens notwendig. Eine gelegentliche Kontrolle kann nützlich sein.

Die Vorrichtung ist jedoch so stabil und präzise, daß für alle Einschweißungen gleicher Rohrdurchmesser und gleichen Materials die gleiche Brennereinstellung beibehalten werden kann. Die Naht wird automatisch geschweißt; das Programm ist bekannt. Nach einer Einbrennzeit beginnt zunächst ein Umlauf ohne Zusatzdraht, nach einer Umdrehung erlischt der Lichtbogen unter allmählicher Stromminderung. Dieselbe Prozedur wird dann mit Schweißdrahtzugabe im Rücklauf wiederholt.

Die Schweißverbindungen sind sehr gleichmäßig und von hoher Qualität; der Personalaufwand hat sich mehr als halbiert und die Anlage kann von angelernten Kräften bedient werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Einschweißen von Rohren in Rohrböden, wobei die Vorrichtung auf einer Grundplatte mit hoher Standfestigkeit ruht, enthaltend einen Schweißbrenner, der an einem um die Mittelachse drehenden Teller schwenkbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine axial verschiebbare Zentriervorrichtung (11) in der Drehtellerachse vorhanden ist, die bei weggeklapptem Brenner (5) in das zu verschweißende Rohr (13) einführbar ist und in der Grundplatte (3) der Schweißvorrichtung eingebaute Luftkissenteller (15) vorhanden sind, die ein Anheben der Schweißvorrichtung auf der Unterlage ermöglichen.