DE2850721A1

DE2850721A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen zylindrischer hohlkoerper

Info

Publication number: DE2850721A1
Application number: DE19782850721
Authority: DE
Inventors: Heinz Krakow; Harald Tomsen
Original assignee: Blohm and Voss GmbH
Current assignee: Thyssen AG
Priority date: 1978-11-23
Filing date: 1978-11-23
Publication date: 1980-05-29
Also published as: SE436846B; CA1137742A; IT1126351B; DE2850721B2; JPS5573472A; GB2035873B; SE7909720L; IT7927443A0; DE2850721C3; GB2035873A; FR2442101A1; FR2442101B1; JPS5827025B2

Description

i.

BLOHM + VOSS AG Hermann-Blohm-Straße

I!

2000'Hamburg 11

Verfahren und Vorrichtung zum

Herstellen zylindrischer Hohlkörper

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Hamburg, 06. November 1978

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen zylindrischer Hohlkörper mit extremer Wandstärke und beträchtlicher Länge (z.B. 10.000 mm), wie sie beispielsweise für den Reaktorbau verwendet werden. Die
Fertigung solcher aus hochwertigem Stahl bestehender Körper ist bekanntlich insofern eingeengt, als Walzeinrichtungen eine überdimensionierte Wandstärke - z.B. 400 mm Wandstärke und mehr - aus naheliegenden Gründen nicht verarbeiten
können.

Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe darin zu
sehen ist, unter weitgehendem Verzicht auf eine Verformungseinrichtung derartige rohrförmige Hohlkörper herstellen zu können. .

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zunächst ein zylindrischer Grundkörper mit relativ geringer Wandstärke vorgefertigt und letztere alsdann durch eine Aufbauschweißung in der Weise erhöht, daß auf dem aus einem Blech geringer Stärke und hochwertigem Stahl bestehenden Grundkörper auf dessen äußere Peripherie eine Vielzahl von schraubenlinienförmig verlaufenden und miteinander zu verschmelzenden Schweißnähten aufgebracht wird.

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Es wurde gefunden, daß eine derartige Aufbauschweißung metallurgisch hohen Anforderungen auf Belastbarkeit gerecht wird, insbesondere dann, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen ist, daß die schraubenlinienförmig verlaufenden Schweißnähte auf dem axial rotierenden Grundkörper durch ein Unterpulverschweißverfahren erzeugt werden.

Um die Fertigungszeit eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hohlkörpers auf ein Mindestmaß zu reduzieren, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Schweißnähte durch die Vielzahl von horizontal synchron antreibbaren, umsetzbaren und vertikal einstellbar angeordneten Schweißvorrichtungen hergestellt werden.

II

Eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß die den um seine Achse rotierenden Grundkörper mit einer Aufbauschweißung versehene Schweißeinrichtung aus einer Vielzahl von über einen z.B. Kettenzug synchron antreibbaren Schweißköpfen besteht, denen je ein Versorgungswagen zugeordnet ist.

In Angleichung an die zunehmende Aufbauschweißung sind die Schweißköpfe vertikal nachstellbar gelagert.

Die den Schweißköpfen zugeordneten Versorgungswagen dienen der Aufnahme des z.B. auf einer oder mehreren Spulen befindlichen Schweißdrahtes und dem Schweißpulver.

Um zu gewährleisten, daß bezüglich der Aufbauschweißung eine kontinuierliche und damit rationelle Arbeitsweise erzielbar ist, sind sowohl die Schweißköpfe als auch die Versor-

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gungswagen in Laufbühnen fahrbar bzw. gleitend und umsetzbar gelagert. Der jeweilige Versorungswagen stellt mit den dazugehörigen Schweißkopf eine Einheit dar, die mit z.B. einem Hebezeug derart umsetzbar ist, daß die Einheit nach Erreichen ihrer Endposition in die Ausgangslage zurückgebracht werden kann, um erneut am Aufbauschweißen teilzunehmen.

Diese Maßnahme bedingt, daß die Laufbühnen in Angleichung an den jeweiligen Grundkörper über z.B. Spindeln oder eine Hydraulik vertikal einstellbar sind.

Um die nach der Erfindung angestrebte, aus einer Vielzahl von wendeiförmigen Schweißnähten bestehende Aufbauschweißung zu bilden, ist eine auf einer Konsole angeordnete, aus einem Motor und Drucklager gebildete Antriebsvorrichtung vorgesehen, die mit einer den Grundkörper zentrisch und axial drehbeweglich erfassenden Spannvorrichtung zusammenarbeitet. Die dem Grundkörper erteilte Drehbewegung - die dem jeweiligen Körperdurchmesser und der Schweißgeschwindigkeit angepaßt ist - führt bei gleichzeitiger horizontaler und axialer Bewegung der Schweißköpfe zu den wendelförmig verlaufenden Schweißnähten, die ineinanderschmelzend die Aufbauschweißung auf dem Grundkörper ergeben.

Um sicherzustellen, daß der Grundkörper trotz der auf ihn einwirkenden Schweißwärme absolut zentrisch bleibt, müssen

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besondere Vorkehrungen getroffen werden. Letztere Gestehen unter anderem darin, daß die den Grundkörper axial drehbeweglich erfassende Spannvorrichtung aus je einer beidendig den Grundkörper zentrisch halternde, mit Stötzglie^ern versehene Stützscheiben besteht» die mit Hohlzapfen kraftschlüssig verbunden sind, wobei letztere auf je einen nit Stützrollen versehenen, in Achsrichtung des Grundkorpers verfahrbaren Wagen aufliegen.

Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß die Antriebsseite des Grundkorpers als Festpunkt dient, während die gegenüberliegende, ebenfalls aiif ei-nen Wagen aufliegende Grundkörperseite sich in Angleichung an die Wärmeeinwirkung axial ausdehnen kann, indem der dort befindliche, mit Laufrollen versehene Wagen eine entsprechende Horizontalbewegung ausführt.

Die vorstehend erwähnte zentrische Halterung des Grundkorpers wird im übrigen dadurch bewirkt, daß die Stützglieder sich an der Stützscheibe angeordneten Leisten führen und über Spindeln oder dergleichen gegenüber dem Grundkörper radial anstellbar sind. Diese Anordnung gestattet es, daß Grundkörper unterschiedlichen Durchmessers von der Spannvorrichtung erfaßt werden können.

Um den von der Spannvorrichtung erfaßten Grundkörper gegenüber der Schweißeinrichtung bzw. den Schweißköpfen optimal einstellen zu können, ist schließlich noch vorgesehen, daß

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die Stützrollen über einem von z.B. Spindeln betätigbaren Keilgetriebe sowohl horizontal als auch vertikal gegenüber den Hohlzapfen anstellbar sind.

Die Erfindung ist in einen Ausführungsbeispiel zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht,

Fig. 2 eine Stirnansicht in einem vergrößerten

Maßstab.

In Fig. 1 ist eine Konsole 1 verdeutlicht, die einen Motor mit einem Drucklager 3 trägt. An letzteres ist kraftschlüssig ein Hohlzapfen 6 angeflanscht, der auf Stützrollen 8 eines mit nicht bezeichneten Laufrädern versehenen Wagens 5 ruht.

Die einen Grundkörper 10 kreisrunden Querschnitts von relativ geringer Wandstärke (z.B. 30-50 mm) halternde Spannvorrichtung ist auf ihrer Antriebsseite als Festpunktseite ausgebildet. Sie besteht im wesentlichen aus beidseitig den Grundkörper 10 von innen erfassenden Spanngliedern, nämlich je einen auf Wagen 5 ruhenden Hohlzapfen 6, der drehbeweglich auf im Wagen 5 vorgesehenen Stützroilen lagert.

Die beidseitig vorgesehenen Hohlzapfen 6 tragen je eine Stützscheibe 9, die mit Leisten 11 versehen sind, in welche sich Stützglieder 7 führen. Letztere sind überz^B. nicht dar-

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gestellte Spindeln oder dergleichen in radialer Richtung anstellbar und haltern auf diese Weise den vorgefertigten Grundkörper 10, der aus einem hochqualifizierten Stahl besteht. Die an dem Grundkörper 10 radial zur Anlage gelangenden Stützglieder 7 gewährleisten, daß auch bei erheblicher Wärmeeinwirkung infolge der noch zu beschreibenden Aufbauschweißung der Grundkörper seine kreisrunde Form beibehält. Die sich in axialer Richtung auswirkende Wärmeausdehr.ung des Grundkörpers wird dadurch kompensiert, indem der der Antriebsseite gegenüberliegende Wagen dank seiner Laufräder horizontal ausweichen kann.

Die in Fig. 1 dargestellte Schweißeinrichtung - insbesondere deren komplizierte Steuereinrichtung bezüglich der synchron über einen nicht dargestellten Kettenantrieb horizontal in Pfeilrichtung antreibbaren Schweißeinheiten - ist nicht Gegenstand dieser Erfindung und soll daher der Einfachheit halber nur in ihren wesentlichen Merkmalen beschrieben werden.

Wie ersichtlich ist, wird eine auf den Grundkörper 10 aufbringende Aufbauschweißung 18 mit einer Vielzahl von Schweißköpfen 19 erzeugt, die mit je einem Versorgungswagen 21 - der einen größeren Vorrat an Schweißdraht und -pulver aufnimmt eine Einheit bilden. Jede Einheit ist fahrbar in einer gemeinsamen Laufbühne 22 gelagert und aus letzterer mit einem nicht dargestellten Hebezeug heraushebbar, sobald die betreffende Einheit ihre Endposition - d.h. den Bereich des linksseitigen Grundkörperendes (s. Fig. 1) - erreicht hat. BAD ORIGINAL Oa0Q2?</.0 4 29

Die Einheit wird alsdann in ihre Ausgangsposition - also den Bereich des rechtsseitigen Grundkörperendes - übergeführt und beginnt mit dem Herstellen einer weiteren wendeiförmigen Auftragsschweißnaht.

In Angleichung an den jeweils zum Einsatz gelangenden Grundkörper 10 - der ja bezüglich seines Durchmessers unterschiedlich sein kann* z,B. 3.000 - 7.000 mm - sind die den Grundkörper 10 über die Stützscheiben 9 und Stützglieder 7 tragenden ^: Hohlzapfen 6 auf Stützrollen 8 gelagert, die über Spindeln 13 und 14 sowie einem Keilgetriebe 15 und 17 sowohl horizontal als auch vertikal verstellbar sind.

Da mit wachsender Aufbauschweißung 18 - z.B. 400-700 mm, wobei für einen Durchmesserzuwachs von 8-10 mm etwa 50 Stunden benötigt werden, der Schweißkopfabstand eine entsprechende Änderung erfahren muß, sind die Schweißköpfe 19 vertikal nachstellbar gelagert.

Der Durchmesse^-des zur Verwendung gelangenden Grundkörpers 10 ist von Fall zu Fall unterschiedlich. Dies wird dadurch ausgeglichen, daß die die Schweißköpfe 19 und deren Versorgungswagen 21 aufnehmenden Laufbühnen 22 über Verstellspindeln 23 vertikal einstellbar sind.

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Claims

2850121 Hanterg „ 06. November 1978 PatsjJtaispricls :

1. !erfahren zum Herstellen zylindrischer Hohlkörper rait extremer Wandstärke und beträchtlicher Länge {z.B-10.000 mm), gekennzeichnet durch die Verwendung eines vorgefertigten zylindrischen Grundkörpers, dessen relativ geringe Wandstärke durch eine Aufbauschweißung in der Weise erhöht wird, daß auf den aus einem Blech geringer Stärke und hochwertigem Stahl bestehenden Grundkörper auf dessen äußeren Peripherie eine Vielzahl von schraubenlinienförmig verlaufenden und miteinander zu verschmelzenden Schweißnähten aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenlinienförmig verlaufenden Schweißnähte auf dem axial rotierenden Grundkörper durch ein Unterpulverschweißverfahren erzeugt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnähte durch die Vielzahl von horizontal synchron antreibbaren, umsetzbaren und vertikal einstellbar angeordneten Schweißvorrichtungen hergestellt werden.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den um seine Achse rotierenden Grundkörper (10) mit einer Aufbauschweißung (18) versehene Schweißeinrichtung aus einer Vielzahl von über einen z.B. Kettenzug synchron antreib- haren Schweißköpfen (19) besteht, denen je ein Versorgungswagen (21} zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißköpfe (19) in Angleichung an die zunehmende Aufbauschweißung (18) vertikal nachstellbar gelagert sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl.die Schweißköpfe (19) als auch die Versorgungswagen (21) in Laufbühnen (22) fahrbar bzw. gleitend und umsetzbar gelagert sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbühnen (22) in Angleichung an den jeweiligen Grundkörper (10) über z.B. Spindeln (23) oder eine Hydraulik vertikal einstellbar sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, gekennzeichnet durch eine auf einer Konsole (1) angeordneten, aus einem Motor (2) und Drucklager (3) bestehenden Antriebsvorric"t^"5, die nit einer den Srundkörper (10) zentrisch und axial drehbeweglich erfassenden Spannvorrichtung zusammenarbeitet.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Grundkörper (10) axial drehbeweglich erfassende Spannvorrichtung aus je einer beidendig den Grundkörper (10) zentrisch halternde, mit Stützgliedern (7) versehene Stützscheiben (9) besteht, die mit Hohlzapfen (6) kraftschlüssig verbunden sind, wobei letztere auf je einem mit Stützrollen (8) versehenen, in Achsrichtung des Grundkörpers verfahrbaren Wagen (5) aufliegen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 ,dadurch gekennzeichnet, daß die Stützglieder (7) sich in an der Stützscheibe (9) angeordneten Leisten (11) führen und über Spindeln oder dergleichen gegenüber dem Grundkörper (10) radial anstell bar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen (8) über einem von z.B. Spindeln (13,14) betätigbaren Keilgetriebe (15,17) sowohl horizontal als auch vertikal gegenüber dem Hohlzapfen (6) anstellbar sind.

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