DE3017040A1

DE3017040A1 - Seam welding very thin walled copper or alloy steel tube - whilst guiding it between contoured segments for positive location of butt join

Info

Publication number: DE3017040A1
Application number: DE19803017040
Authority: DE
Inventors: Manfred 5303 Bornheim Johnen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-05-03
Filing date: 1980-05-03
Publication date: 1981-11-05

Abstract

The mechanism is for continuous longitudinal seam-welding (10) of very thin-walled copper or alloy steel tube (1) in an installation comprising stations for tube forming, welding, drawing and cutting. The formed tube is continuously passed between two contoured guide segments (3,4) which, between them, enclose the formed strip material such that the two butting edges are positively located below the welding torch (10) and prevented from bulging outwards. The tube is pref. guided between the segments by two flexible endless belts (2,2a) in steel arranged around contoured rollers (not shown) at the entry to and exit from the segments (rollers have studs engaging openings (5) in belts, belts have transverse slots (11) to provide flexibility).

Description

Vorrichtung zum Längsnaht-Device for longitudinal seam

schweißen dünnwandiger Kupfer-und Edel stahlrohre Zur Einsparung von immer knapper und teurer werdenden Grundwerkstoffen ist man auch in der Rohrindustrie ständig bemüht, den Rohstoffeinsatz so gering wie möglich zu halten.welding thin-walled copper and stainless steel pipes To the You also save on basic materials, which are becoming increasingly scarce and expensive in the pipe industry constantly strives to keep the use of raw materials as low as possible keep.

Die eflektive Sparmaßnahme bietet sich hierbei in der Reduzierung der Rohrwandstärke, da sich mit deren Verminderung das Einsatzgewicht des Vormaterials linear herabsetzt.The eflective savings measure is the reduction the pipe wall thickness, as the weight of the input material increases with its reduction linearly decreases.

Fertigungstechnisch gesehen bietet d-as geschweißte Rohr gegenüber dem nahtlosen Rohr bei der Wanddickenverminderung die günstigsten Voraussetzungen. Deshalb liegt auch- schon jetzt das Durchschnittgewicht der eingesetzten geschweißten Rohre erheblich unter dem der nahtlosen Rohre.From a manufacturing point of view, d-as offers welded tubes the seamless pipe with the wall thickness reduction the most favorable conditions. This is why the average weight of the welded ones used is already in place Tubes significantly below that of seamless tubes.

Trotzdem verbleibt auch beim Einsatz- der geschweißten Rohre in vielen Fällen noch die Möglichkeit der Wandstärkenverminderung und der damit verbundenen Werkstoffeinsparung, da die zur Zeit herstellbaren Rohre gegenüber den üblichen Rohrleitungsdrücken in Bezug auf die Wandst.Srke noch sehr überdimensioniert sind.Nevertheless, the welded pipes remain in many even when they are in use Cases still the possibility of wall thickness reduction and the associated Material savings, since the pipes that can be produced at the moment are compared to the usual ones Pipeline pressures are still very overdimensioned in relation to the wall thickness.

Eine -weitere Wandstärkenverminderung scheitert jedoch an der bisher fehlenden Möglichkeit, noch-dünnere Wandstärken sicher und wirtschaftlich zu verschweißen.A further reduction in wall thickness has failed because of the previous one lack of possibility to weld even thinner wall thicknesses safely and economically.

Geschweißte Kupfcr- bzw. Edelstahlrohre werden in technisch. bekannten Rohrschweißtinien hergestellt.Welded copper or stainless steel pipes are used in technical. known Pipe welding lines manufactured.

Als Vormaterial dient ein gecoiltes Metallband, das von. einem Abhaspel kommend, kontinuierlich in einem aus mehreren Formwalzen bestehenden Umformteil zum Schlitzrohr gebogen - und im Schweißtisch vorzugsweise mittels der WIC-Schweißung zu einem ge-schlossenen Rohr verschweißt wird.A coiled metal strip is used as the starting material, which is supplied by. a decoiler coming, continuously in a forming part consisting of several forming rollers bent to form a slit tube - and preferably by means of WIC welding in the welding table is welded to a closed pipe.

Im Anschluß daran durchläuft der Rohrstrang ein mitlaufendes Rohrziehteil oder ein herkömmliches Rohrkalibrier- und Richtteil und wird dann in einer fliegenden Rohrtrenneinrichtung auf Einzel längen geteilt. Die Rohrschweißvorrichtung zur Durchführung der qualitativ hochstehenden WIG-Schweißung besteht gewöhnlich aus drei hintereinander angeordneten Rollenpaaren.Subsequently, the pipe string runs through a drawn pipe part that moves along with it or a conventional pipe sizing and straightening part and is then used in a flying Pipe cutting device divided into individual lengths. The pipe welding device for implementation The high quality TIG welding usually consists of three in a row arranged pairs of rollers.

Zwischen dem 1. und 2. Rollenpaar ist der WIG-Schweißbrenner angeordnet; zwischen dessen nicht abschmelzbarer Wolframelektrode und den durchlaufenden Bandkanten der Lichtbogen brennt, der das Material im Bereich der Bandkanten zum Schmelzen bringt.The TIG welding torch is arranged between the 1st and 2nd pair of rollers; between its non-fusible tungsten electrode and the continuous strip edges the arc burns, which melts the material in the area of the strip edges brings.

Die paarweise angeordneten Schweißrollen drücken die Bandkanten leicht aneinander und garantieren das Zusammenlaufen des Schweißbades. Das 3. Rollenpaar umfaßt das geschweißte Rohr fest und stützt dadurch die noch heiße Schweißnaht mechanisch ab, so daß die Bildung von Querkräften, die zu Schweißnahtrissen führen könnten, vermieden wird.The welding rollers, which are arranged in pairs, press the strip edges lightly to each other and guarantee that the weld pool will converge. The 3rd pair of roles firmly embraces the welded pipe and thereby mechanically supports the still hot weld seam so that the formation of transverse forces that could lead to weld seam cracks, is avoided.

Da die Schweißrollen ausreichend gelagert sein müssen, ergeben sich entsprechend groß dimensionierte Außendurchmesser. Dieses führt dazu, daß in Längsrichtung gesehen zwischen den drei Rollenpaaren jeweils Freizonen entstehen, in denen die Bandkanten des geformten Rohres nicht abgestützt werden können. Bei relativ dicken Wandstärken hat dieses keine negativen Folgen, da die Steifigkeit der Bandkanten ausreicht, um ein geradliniges Durchlaufen des Rohres durch die freien Zonen sicherzustellen.Since the welding rollers must be stored sufficiently, result correspondingly large outer diameter. This leads to that in the longitudinal direction seen between the three pairs of roles, free zones are created in which the Band edges of the formed pipe cannot be supported. With relatively thick Wall thickness, this has no negative consequences, since the rigidity of the strip edges sufficient to ensure a straight passage of the pipe through the free zones.

Bei einer angestrebten Verminderung des Bandeinsatzgewichtes und der damit- verbundenen Reduzierung der Banddicke fällt die Bandkantensteifigkeit jedoch stark ab.With a desired reduction in the weight of the belt and the However, the associated reduction in strip thickness reduces the strip edge stiffness strong.

Die Folge davon ist, daß beim Durchlaufen der freien Zonen das geformte Rohr nicht mehr geradlinig bleibt, sondern daß sich besonders im Bereich der noch nicht verschweißten Bandkanten dieselben innerhalb der nicht abgestützten freien Zonen nach außen ausbauchen.The consequence of this is that when passing through the free zones the shaped Pipe no longer remains straight, but that is especially in the area of still non-welded band edges the same within the unsupported free ones Bulging zones outwards.

Diese Ausbauchungen , die von einer zur anderen Bandkante sehr unterschiedlich sein können, werden in der Mitte der Rollenpaare zwangsweise wieder zusammengepreßt und verursachen wegen der durch die Ausbauchungen hervorgerufenen Bandspannungen innerhalb der Bandkanten während des Schweißvorganges Wel-lenbildung und Kantenversatz.Beides führt zur Schrottbildung des Rohres und verhindert deshalb den Einsatz von Dünnstwandbändern zur Herabsetzung des Materialgewichtes.These bulges that vary greatly from one band edge to the other are forcibly pressed together again in the middle of the pairs of rollers and cause belt tension due to the bulges Corrugation and offset of the edges within the strip edges during the welding process leads to the formation of scrap in the pipe and therefore prevents the use of thin-walled tapes to reduce the weight of the material.

Die Erfindung setzt sich deshalb zur Aufgabe, eine Rohrschweißvorrichtung zu entwickeln, bei der die vorstehend geschilderten Nachteile vermieden - und alle Voraussetzungen geschaffen werden die notwendig sind, um Dünnstwandrohre wirtschaftlich und ohne Fehlstellen verschweißen zu können.The object of the invention is therefore to provide a pipe welding device to develop that avoids the disadvantages outlined above - and all of them Conditions are created that are necessary to make thin-walled pipes economical and being able to weld without defects.

Es ist deshalb notwendig, die Schweißvorrichtung so auszuführen, daR die Bandkanten des Dünnstwandrohres w':ihrend des Passiercns durch die Schwei-ßvorrichtting ständig so geffihrt werden, daß keinerlei Aufbnuchungen mit damit verbundener Wellenbildung und Kantenversatz entstehen können.It is therefore necessary to design the welding device so that the strip edges of the thin-walled pipe w ': at the end of the passage through the welding device are constantly guided in such a way that there are no bulges with the associated wave formation and edge misalignment can arise.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung entfällt deshalb die Bandkantenführung mittels dreier Rollen paare völlig.In the device according to the invention, there is therefore no need for the strip edge guide by means of three roles couples completely.

Stattdessen wird eine Bandkantenführung gewählt, die den größten Bereich des Rohres ständig umschließt und die Rohrkanten lückenlos führt.Instead, a tape edge guide is chosen that has the largest area of the pipe and continuously guides the pipe edges.

Die Crundhalterung und die Führung des Rohres übernehmen dabei zwei parallel zum Rohr angeordnete Segmente, die in ihrer Län#ge das durchlaufende Rohr so lange umfassen und stützen, bis die Schweißnaht genügend abgekühlt ist und Spannungsrisse nicht mehr auftreten können.The basic holder and the guidance of the pipe take over two Segments arranged parallel to the pipe, the length of which corresponds to the pipe running through Hold and support until the weld has cooled down sufficiently and there are stress cracks can no longer occur.

Die Form dieser Segmente ist auf der dem Rohr zugc wandten Seite dem Durchmesser der jeweilig laufenden Dimension angepaßt. Eine direkte Berührung des durchlaufenden Rohres mit den beiden feststehenden Segmente ten erfolgt erfindungsgemäß jedoch nicht, da bei dem aufzubringenden Abstützdruck zwischen Segment und Rohr hohe Reibungskräfte auftreten würden, die Besch#digungen des Rohres und starken Verschleiß der Segmente zur Folge hatten. Hierbei würde auch der Einsatz eines entsprechenden Schmiermittels nicht helfen. Die auftretende Scheihitz hätte eine Verbrennung des Schmiermittels zur Folge, was glcichzeitig die Zerstörung der bei der WI(;-Schweißung notwendigen Schutzgasglocke bedeuten würde.The shape of these segments is on the side facing the tube Diameter adapted to the current dimension. A direct touch of the continuous tube with the two fixed segments th is carried out according to the invention but not because of the supporting pressure to be applied between the segment and the pipe high frictional forces would occur, damaging the pipe and strong Wear of the segments resulted. The use of a corresponding Lubricant doesn't help. The resulting heat would have burned the Lubricant result, which at the same time the destruction of the WI (; - welding necessary shielding gas bell would mean.

Erfindungsgemäß ist darum um die beiden Führungssegmente je ein hochfestes, endloses, dünnes Stahlband gelegt, das durch die Vorwärtsbewegung des Rohres in Bewegung gesetzt wird und praktisch ständig in Längsrichtung um das jeweilige Führungssegment herumläuft.According to the invention, a high-strength, endless, thin steel band, which by the forward movement of the pipe in Movement is set and practically constantly in the longitudinal direction around the respective guide segment walking around.

Zwischen Rohr und Band findet dabei keinerlei Rel-ativbewegung statt, wodurch jedwelche Gefahr der Oberflächenbeschädigung der Rohre entfällt.There is no relative movement between the pipe and the band, which eliminates any risk of surface damage to the pipes.

Um die Drehbewegung der Stahlbänder um die Längsachse der Führungssegmente zu erleichtern, sind an den beiden Stirnseiten der Segmente Führungsrollen angebracht, die die Bandumlenkung übernehmen.About the rotary movement of the steel belts around the longitudinal axis of the guide segments To make it easier, guide rollers are attached to the two end faces of the segments, which take over the belt deflection.

In den Umfang dieser Führungsrollen sind erfindungsgemäß mindestens 2 Reihen Stahlbolzen eingesetzt und zwar jeweils ca. 10 mm von der Außenfläche entfernt.In the scope of these guide rollers are according to the invention at least 2 rows of steel bolts inserted, each approx. 10 mm from the outer surface.

In das umlaufende Stahlband sind in kopierende#r Anpassung an die Maße der Stahlbolzen entsprechende Löcher vorgesehen-, die sich beim Umlauf im Bereich der Führungsrollen in#die Stahlbolzen legen und dadurch das Band in einer ständig gleichen Umlaufgeometrie halten.In the circumferential steel band are in copying # r adaptation to the Dimensions of the steel bolts provided corresponding holes that are located in the area when rotating of the guide rollers in # place the steel bolts and thereby the belt in one constant keep the same circumferential geometry.

Im Abstand der Löcher, die in die Bolzen greifen, sind zur Bandmitte hin parallele Längsschlitze vorgesehen. Diese Schl-itze erleichtern erfindungsgemäß ebenfalls die Umlenkung der dünnen Stahlbänder um die Stirnseiten der Führungssegme#nte.The distance between the holes that engage in the bolts is to the middle of the tape parallel longitudinal slots are provided. According to the invention, these slots facilitate also the redirection of the thin steel strips around the front sides of the guide segments.

Der untere Teil des Rohres stützt sich erfindungsgemäß auf einer umlaufenden Gliederkette ab, so daß auch in diesem Bereich zwischen Rohr und Kette keine Relativbewegung und keine Rohrbeschädigung#auftreten kann.According to the invention, the lower part of the tube is supported on a circumferential one Link chain so that there is no relative movement between the pipe and the chain in this area either and no pipe damage # can occur.

Die beiden Führungssegmente sind von Wellen getragen, die mittels Spindelbewegung samt ihrer Lagerung fest oder locker an das durchlaufende Rohr angestellt werden können.The two guide segments are carried by shafts, which means Spindle movement including its storage firmly or loosely employed on the passing pipe can be.

Durch diese Druckdosierung kann das Schweißbad genau eingestellt werden.The weld pool can be precisely adjusted by means of this pressure metering.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.Further details of the device according to the invention are given in FIGS accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt in einem Schnitt die Anordnung der Segmente, die des Bandes, und die des zu verschweißenden Rohres sowie die Lage des Schweißbrenners und die Verstellbarkeit der Segmente. Außerdem ist die Führung des Rohres auf der unteren Führungskette zu erkennen.Fig. 1 shows in a section the arrangement of the segments that of the Tape, and that of the pipe to be welded as well as the position of the welding torch and the adjustability of the segments. In addition, the guide of the pipe is on the to recognize the lower management chain.

In Fig. 2 ist die Vorrichtung in Seitenansicht sichtbar.In Fig. 2 the device is visible in side view.

In Fig. 1 ist schematisch das zu verschweißende Rohr (1) dargestellt, das von den umlaufenden dUnnen Stahlbändern (2) und (2a) umschlossen wird. Das Band (Z) bzw. (2a) legt sich an die Konturen der Führungssegmente (3) und (4) an. Die Löcher (5) im Stahlband (2) und (2a) werden von den Bolzen (14) der Führungsrollen (12)und und(13) erfaßt und gewähren dadurch den parallelen Umlauf der Bänder (2) und (2a) um die Segmente (3) und (4). Mittels einer durch Pfeilstriche angedeuteten Bewegung können durch die Wellen -(h) und (7) in den Lagerstücken (8) und (9), die Segmente stücke (3) und (4) verschieden stark an das durchlaufende Rohr (1) angepreßt werden.In Fig. 1, the pipe to be welded (1) is shown schematically, which is enclosed by the circumferential thin steel strips (2) and (2a). The ribbon (Z) or (2a) rests against the contours of the guide segments (3) and (4). the Holes (5) in the steel band (2) and (2a) are made by the bolts (14) of the guide rollers (12) and and (13) captured and thereby ensure the parallel rotation of the belts (2) and (2a) around segments (3) and (4). By means of an indicated by arrow lines Movement can be made by the shafts - (h) and (7) in the bearing pieces (8) and (9) that Segments pieces (3) and (4) differently pressed against the continuous pipe (1) will.

Der Brenner (10) ist genau mittig über dc Spalt zwischen den beiden Bandkanten angebracht.The burner (10) is exactly in the middle over the gap between the two Tape edges attached.

Fig. 2 zeigt in Seitenansicht die Länge der Fuhrungssegmente (3) und (4) und das umlaufende dünne Stahlband (2) mit den eingestanzten Führungslöchern-#(S).Fig. 2 shows in side view the length of the guide segments (3) and (4) and the surrounding thin steel band (2) with the punched guide holes - # (S).

Um die Umlenkung der Stahlbänder (2) und- (2a) zu er leichtem, sind die Bänder zusätzlich mit den Längsschlitzen (11) versehen, die beim Umlaufen der Bänder (2) und (2a) um die Führungsrollen (12) und (13) Eilr eine knickfreie Umschlingung sorgen.To the deflection of the steel strips (2) and (2a) to he easy, are the belts are also provided with the longitudinal slots (11), which when running around the Straps (2) and (2a) around the guide rollers (12) and (13) Eilr a kink-free wrap care for.

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Claims

Claims device for welding thin wall pipes Copper or stainless steel within one of the system parts pipe shapes, - welding, - Drawing / calibration and cutting to length of existing welded pipe lines characterized by that the pipe to be welded (1) in the device from the guide segments (3) and (4) is enclosed in such a way that the band edges of the tube (1) are permanently fixed and there is no bulging of the strip edges during the welding process is possible.

2.) Device according to claim 1, characterized in that the Front sides of the guide segments (3) and (4) each have a guide roller (12) and (13) arranged on their surfaces are two running rows of bolts with the bolts (14) are attached.

3.) Device according to claim 1 and 2, characterized in that around the segments (3) and (4) by means of the rollers (12) and (13) viewed in the longitudinal direction, two endless steel belts (2) and (2a) are guided between the pipe surface and the segments (3) and (4) and which are caused by the forward movement of the pipe (1) in a constant running movement around the rollers (12) and (13) or around the segments (3) and (4) are set and that thereby a direct contact between the surface of the tube (1) and the surface of the segments (3) and (4) and an associated therewith Damage to the surface of the tube (1) is avoided.

4.) Device according to claim 3, characterized in that in the steel strips (2) and-2a) the holes (5) are punched in two rows around the circumference for the exact Guiding the orbital movement of the belts (2) and (2a) from the pins (14) of the rollers (12) and (13) are added and thereby for a uniform circumferential geometry of the bands (2) and (2a) between the tube (1) and the segments (.3) and (4).

5.) Device according to claim 3, characterized in that in the endless steel belts (2) and (2a) additional longitudinal slots (11) are introduced, the deflection of the belts (2) and (2a) by the rollers (12) and (13) from the from concave to convex shape.