DE2717558C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Innenbohrungs-Schweißvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Bauart. Bei derartigen Schweißvorrichtungen besteht die Gefahr, daß die umlau­ fende Schweißnaht unterschiedliche Abschnitte aufweist, die sich durch die Form, die Werkstoffe und andere Eigenschaften ergeben. Insbesondere sind für unterschiedliche Schweißnahtausbildungen unter­ schiedliche Abkühlungsgeschwindigkeiten verantwortlich.

Bei der Herstellung vom mittels großer Wärmezufuhr erzeugter Schwei­ ßungen ist es durch die DE-AS 23 39 552 bekannt, eine Kühlung unter Zufuhr von Kühlwasser und gleichzeitiger Zufuhr von Gas zum Ab­ schirmen des Kühlwassers gegen das Schweißbad vorzusehen und das verdampfte Kühlwasser abzuführen. Derartige Vorrichtungen, bei denen die Kühlwasserzufuhr direkt mit der Schweißstelle in Verbindung steht und nur durch den Gasstrom abgeschirmt wird, eignen sich jedoch nicht für das Einschweißen von Rohrenden, wo eine handliche Vorrichtung zur Verfügung stehen muß.

Bei einer anderen in der GB-PS 12 83 491 beschriebenen Vorrichtung zur Verschweißung hochfester Stähle erfolgt die Kühlung einerseits über einen die Schweißstelle umschließenden Kühlwassermantel und andererseits durch Gasstrahlen, die direkt auf die Schweißverbindung gerichtet werden.

Auch die AT-PS 3 18 357, die eine Vorrichtung zum Einschweißen von Rohren zwischen zwei Kesseltrommeln zeigt, beschreibt eine forcierte Kühlung der Schweißstelle zur Vermeidung einer Verspannung der Rohr­ konstruktion.

All diese bekannten Schweißvorrichtungen umschließen die Schweißstelle über eine beträchtliche axiale Erstreckung. Beim Einschweißen eines Rohres in eine Bodenplatte ist eine solche umfangsmäßige Umschließung der Schweißstelle jedoch nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schweißvorrichtung so zu verbessern, daß bei einfachem Aufbau eine solche Wärmeabfuhr gewährleistet wird, daß die umlaufende Schweißnaht im wesentlichen gleichmäßig und frei von inneren Spannungen ist.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die zwischen Bodenplatte und Rohrende befindliche Schweißnaht wirksam gekühlt wird, ohne daß die Kühlflüssigkeit direkt mit der Schweißstelle in Berührung gelangen kann. Das zugeführte inerte Gas hat eine Kühlfunktion und verhindert eine Oxydation der heißen Schweißnaht.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 wird erreicht, daß eine günstige Abfuhr der Wärme über den Gasstrom über eine beträchtliche axiale Länge des erhitzten Rohres erfolgen kann.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 wird erreicht, daß die Wärmeabfuhr über einen relativ großen Ringabschnitt am Rohrboden rings um die Schweißstelle herum erfolgen kann.

Durch die zweiteilige Ausbildung gemäß Anspruch 4 wird erreicht, daß die Kühlvorrichtung nicht axial auf das Rohr aufgeschoben zu werden braucht, sondern radial benachbart zum Rohrboden aufgesetzt werden kann, so daß anschließende Rohrkrümmungen das Aufsetzen der Kühl­ vorrichtung nicht behindern können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsform näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I gemäß Fig. 2 durch eine Schweißvorrichtung nach der Erfindung in Betrieb;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1;

Fig. 3 ein mit der Schweißvorrichtung nach Fig. 1 in die Bohrung des Rohrbodens eingeschweißtes Rohr.

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Rohrboden (1) mit einer Bohrung (2), in die ein Rohr (3) mit seinem Ende (4) eingesteckt und/oder eingedreht ist. Innerhalb der Bohrung (2) und des Randes des Rohres (3) ist eine Elektrode (5) gelagert. Zwischen der Elektrode (5) und dem Rand des Rohrs (3) und der Wand der Bohrung (2) kann ein Flamm­ bogen gezündet werden, wodurch das Rohr in der Bohrung (2) festge­ schweißt wird. Über das Rohr (3) ist ein Kühlring (6) geschoben, der aus zwei Hälften (7 und 8) besteht. Die Hälfte (7) enthält einen Kühlmittelkanal (9) mit einem Zu- und Abfluß (10 bzw. 11) für Kühl­ flüssigkeit. In ähnlicher Weise enthält die Hälfte (8) einen Kühl­ mittelkanal (12) mit einem Zufluß (13) und einem Abfluß (14) für Kühlflüssigkeit. Die beiden Hälften (7 und 8) können durch Paßstifte (15) aneinander befestigt werden. Der Kühlring (6) hat am kurzen Ende einen Stoßrand (16), der Ausnehmungen aufweisen kann, um den Gasdruck zu begrenzen, durch den der Kühlring (6) am Rohrboden (1) anliegt. Auf der Innenseite hat der Kühlring (6) Abstandsringe (17 und 18), um den Kühlring und das Rohr in einem bestimmten Abstand zu halten. Durch eine Leitung (19) kann ein inertes Gas, z.B. Argon zugeführt werden, das sich über einen Gaskühlring (12′) durch axiale Kanäle (20) und dem Spalt zwischen dem Kühlring (6) und dem Rohr (3) im Raum zwischen dem Kühlring (6) und andererseits dem Boden (1) und dem Rohr (3) verteilt. Der Ring (17) dient zur Abdichtung, während der Ring (18) Durchgänge für das inerte Gas aufweist.

Im Betrieb wird durch die Anschlüsse (10 und 13) Kühlflüssigkeit zu­ geführt, die wieder durch die Anschlüsse (11 und 14) abgeführt wird. Da eine angemessene Wärmeabfuhr von dem Rohr zur Kühlflüssigkeit im Kühlring (6) eintritt, haben Unregelmäßigkeiten im Schmelzverhalten der Rohrwand keinen Einfluß mehr auf die Qualität der Schweißung. Es kann daher durch die dargestellte Vorrichtung eine Schweißung sehr hoher Qualität hergestellt werden.

Claims (4)

1. Innenbohrungs-Schweißvorrichtung zum Einschweißen eines Rohrendes (4) in die Bohrung (2) eines Rohrbodens (1) mit einer um die Rohrachse umlaufenden Schweißelektrode (5), deren Ende entlang der herzustellenden Schweißnaht geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Rohr (3) unter Belassung eines Ringspaltes umschließender, auf dem Rohrboden (1) abge­ stützter Kühlring (6) mit wenigstens einem vom Kühlmittel durch­ strömten Kühlmittelkanal (9, 12) vorgesehen ist, und daß der Ringspalt mit einer Inertgasquelle in Verbindung steht.

2. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt durch innen am Kühlring (6) umlaufende Abstandsringe (17, 18) gebildet ist, zwischen denen ein Gaskühlring (12′) verläuft, und von denen der dem Rohrboden abgewandte Abstandsring als Dichtungsring (17) ausgebildet ist, während der dem Rohrboden (1) zugewandte Abstandsring (18) mit Gasdurchlässen versehen ist.

3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlring (6) über einen stirn­ seitig umlaufenden Stoßrand (16), der Ausnehmungen aufweist, am Rohrboden (1) abgestützt ist, und daß der Gaskühlring (12′) über den Ringspalt und äußere axiale Kanäle (20) mit einem Bodenraum zwischen Kühlring (6) und Rohrboden (1) in Verbindung steht.

4. Schweißvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlring (6) axial geteilt ist und jede Ringhälfte (7, 8) einen eigenen Kühlmittelkanal (9, 12) mit Zu- und Abfluß (10, 11; 13, 14) aufweist, während die Gasströ­ mungskammern der beiden Hälften (7, 8) miteinander in Verbindung stehen.