DE3103941A1

DE3103941A1 - "einlegring fuer schutzgasschweissung" "adam weldexring fuer unternahtschutz"

Info

Publication number: DE3103941A1
Application number: DE19813103941
Authority: DE
Inventors: Josef 4250 Bottrop Adam
Original assignee: Individual
Current assignee: Adam Geb Schulte Irmgard Adam Detlef Franz Jos
Priority date: 1981-02-05
Filing date: 1981-02-05
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE3103941C2

Description

In der Schweißtechnik wird bei der Herstellung von
beispielsweise hochwertigen Rohrschweißverbindungen an niedrig- und hochlegi -ten Stählen, um das Verzundern der Schweißnähte und der übergangszonen im Rohrinnern zu verhindern, Schutzgas benutzt, das diesen Bereich abzudecken hat. Die einfachste Lösung ist, daß man das Schutzgas durch die zu verschweißenden Rohre hidurchleitet oder aber die Rohre beiderseits der Verbindungsstellen abdichtet und den so entstandenen Hohlraum mit Schutzgas ausfüllt. Dabei muß immer soviel Schutzgas unter leichtem Druck nachgeliefert werden, w e aus den Undichtigkeitsstellen bzw. dem Luftspalt entweicht, damit keine Luft durch diese öffnungen dringt und die Wirkung des Schutzgases beeinträchtigt.
Man vergleiche ABC für Stahlschweißer 1966 DVS, Seite 118.
Im Welding Handbook, Section 2, 5. Auflage 1968 wird unter 27.16 vorgeschlagen, den mit Schutzgas auszufüllenden Raum möglichst kleinzuhalten, um Schutzgas zu sparen, wobei eine rinnenähnliche Vorrichtung als Beispiel angeführt ist.
Darüber hinaus wird zur Vermeidung des Verzunderungseffektes in Welding Engineering 1955 auf Seite 686 und im Lehrbuch der Schweißtechnik, Band 1 von Keel 1961 sowie dem Welding Handbook 1955, 3. Auflage auf sogenannte Einlegringe hingewiesen, die durch festes Anliegen an den Rohrwänden den gleichen Effekt bewirken.
Die Erfindung geht über diesen Stand der Technik hinaus und beschreibt eine solche Vorrichtung zum Schutze der Rückseite von durch Schweißen zu verbindenden Werkstücken während des Schweißvorganges im Bereich der Schweißnaht unter Anwendung von Schutzgas, vorzugsweise in Form eines Ringes unter der Schweißnaht, wobei dieser Ring im Querschnitt kanalförmig und aus einem flexiblen im Querschnitt halbierten Metallschlauch gebildet ist.
Die Verwendung eines flexiblen Metallschlauches hat zum Vorteil, daß dieser fest an den Rohrwandungen anliegt, sich gleichsam durch seine Spannkraft dagegen preßt und die Undichtigkeiten, wie sie bei Einlegringen, Rinnen und Ausbildung von Hohlräumen nach dem Stand der Technik entstehen können, weitestgehend beseitigt.
Durch die erfindungsgemäße wellenförmige Oberfläche des Metallschlauches weist dieser die notwendige Steifigkeit auf und vor allen Dingen Resistenz gegenüber Verformung durch Spannungen verursacht durch Wärmeeinwirkung.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Schlauch derart zu einem Ringe geformt, und zwar variabel überlappbar, indem die beiden Enden übereinander gezogen und durch geeignete Mittel, entsprechend der Vorwahl des Ringdurchmessers, aneinander befestigt werden können. Als geeignete Mittel sind im Rahmen der Erfindung Klemmen, Schrauben und dergleichen vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Verwendung des flexiblen Metallschlauches führte dazu, daß der schutzgasführende Einlegring sowohl von außen als auch von innen, d.h. konvex oder konkav angewendet werden kann.
Er ist deshalb brauchbar für die Abdeckung von Schweißnähten, bei Rohrschweißungen von innen her und durch einfache Umkehrung auch von außen her, wenn beispielsweise eine Schweißnaht innen angebracht werden muß.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Abänderung der Vorrichtung, nämlich, daß der flexible Metallschlauch nicht zu einem Ring zusammengefügt werden kann, sondern auch als Rinne verwendbar ist, und zwar immer dann, wenn flache, gerade Flächen durch Schweißen miteinander verbunden werden müssen.
Erfindungsgemäß sind Mittel zur Schutzgaszu- und -abführung vorgesehen und selbstverständlich auch gemäß der Abänderung der Vorrichtung Verschlußstücke an beiden Seiten des Halbschlauches.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einsetzbar bei allen Lichtbogenschweiß-Verfahren und garantiert einen wirksamen Formier- oder Inertgasschutz zur Verhinderung der Oxidation, Zunderbildung sowie Anlauffarben und Porosität bei Wurzelschweißungen.
Gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren wird eine Einsparung von 98 % Spülgas erzielt und darüber hinaus werden durch das außerordentlich gering gehaltene Spülgasvolumen die Spülzeiten erheblich verkürzt. In günstigen Fällen können diese sogar ganz wegfallen.
Einsatzgebiete sind alle Bereiche des Rohrleitungs-, Behälter-, Apparate-, Schiff- und Maschinenbaues, insbesondere Schweißungen in der Nukleartechnik, bei petrochemischen Anlagen, in der Nahrungsmittelchemie, auf Bohrinseln und dergleichen mehr.
Die äußerst flexible erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich an den meisten Schweißnahtgeometrien mit wenigen Handgriffen, unter Umständen auch durch starre Verformung anpassen. Darüber hinaus ist die Vorrichtung im wesentlichen immer wieder verwendbar.
Ein nachträgliches Reinigen entfällt.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert: Abb. 1 zeigt im Längsschnitt zwei zur Schweißung zusammengefügte Rohrenden, an denen innen die erfindungsgemäße Vorrichtung anliegt.
Abb. 2 zeigt die ganze Anordnung im Querschnitt nach der Schnittlinie I - I der Abb. 1.
Abb. 3 zeigt im Längsschnitt eine Abänderungsausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Abb. 4 zeigt einen Querschnitt derselben nach der Schnittlinie III - III der Abb. 3.
Die Abb. 5 u. 5a zeigen im Längsschnitt zwei weitere Ausführungsbeispiele.
Mit dem Bezugszeichen 1 sind in den Abbildungen 1, 2, 5 u. 5a jeweils Rohrabschnitte bezeichnet.
Das Bezugszeichen 2 weist auf die erfindungsgemäße Vorrichtung, nämlich den flexiblen im Querschnitt halbierten Metallschlauch hin, der an seiner Oberfläche erfindungsgemäß wellenförmig ausgebildet ist.
Er ist in Abb. 1 stilisiert angedeutet, ebenso in den Abbildungen 5 u. 5a. Das Bezugszeichen 3 deutet jeweils die Schweißnähte an, während mit dem Bezugszeichen 4 Mittel zur Einführung und Verteilung des Schutzgases in den flexiblen Metallschlauch versehen sind. Bei diesen Zuführungsmitteln kann es sich um einfache Rohrstücke oder Rohr-T-Stücke handeln, die fest mit dem flexiblen Metallschlauch verbunden sind und ihrerseits die Möglichkeit gestatten, über Zuführungsschläuche das Gas in den Schutzbereich der Schweißnähte zu transportieren.
Dieses Schutzgas füllt dann die Zone 5 innerhalb des Metallschlauches aus, wobei es unter erhöhtem Druck gehalten wird, d- ait Luftsauerstoff von außen nicht eindringen kann.
Auf diese Weise ist mit dem neuen System z. B. bei einer Rohrrundnaht für Rohre von 8" 0 nur ein Volumen von o,62 Liter mit Gas zu füllen. Bei den bisher konventionellen Kammersystemen von ca. 1 m Länge ist das Volumen 50 mal so groß.
Mit zunehmendem Rohrdurchmesser verändert sich das Verhältnis noch mehr zu Gunsten der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dies ist leicht ersichtlich, wobei deshalb auf weitere rechnerische Vorteilsgegenüberstellungen von Rohren und Behältern verzichtet werden kann.
Die Tatsache, daß nur ein extrem geringes mit Gas zu bestückendes Volumen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ansteht, führt zu im nachstehenden Vergleichsversuch gezeigten Vorteil: Nach der bisherigen konventionellen Methode waren bei einem Rohr von 600 mm ~ und einer Schutzgaskammerlänge von 1 m Spülzeiten von 25 min. bei 30 Liter/min. nötig. Addiert man noch die Schweißzeit der Wurzellage mit 70 min. bei 18 Liter/min.
hinzu, so ergibt sich ein Gesamtverbrauch von 750 + 1260 = 2010 Litern.
Verwendet man die erfindungsgemäße Vorrichtung, so entfällt die Spülzeit gemäß dem Ausführungsbeispiel grundsätzlich.
Die anschließende Schweißung der Wurzellage kann bei 8 Liter/min., also insgesamt 560 Liter Gas bei gleichen Qualitätsmerkmalen, ausgeführt werden. Das entspricht einer Einsparung von 280 %.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist wegen der großen Zahl an Typen von Metallschläuchen im Handel in allen erforderlichen Längen und Durchmessern verfügbar und wird der Schweißnaht entsprechend den vorgegebenen Geometrien leicht angepaßt. Je nach Erfordernis erfolgt die Befestigung durch Eigenverspannung oder bei ferritischen Werkstoffen können Haftmagnete zusätzlich als Arretierungshilfe bei überlängen verwendet werden.
Die Abänderung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist aus den Abbildungen 3 u. 4 zu entnehmen, Mit dem Bezugszeichen 6 ist das zu schweißende Werkstück bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in Form des flexiblen im Querschnitt halbierten Metallschlauches.
Die Gaszuführungsmittel 4 sind in einer der beiden Abschlußwände 7 eingelassen, so daß - ähnlich wie bei den Abb. 1, 2, 5 u. 5 a - ein vom Gas durchspülter Raum 5 entsteht, der den Bereich der Schweißnaht 3 überdeckt.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, anstelle des flexiblen Metallschlauches, der im Querschnitt halbiert ist, Schläuche aus anderem hitzebeständigen Material zu verwenden, die die gleichen Funktionen, besonders hinsichtlich der Flexibilität wie der Metallschlauch ausführen.

Claims

Kennwort: Einlegring für S nutzgasschweißung" Adam weldexring für Unternahtschutz" Patentansprüche: Vorrichtung zum Schutze der Rückseiten von durch Schweißen zu verbindenden Werkstücken während des Schweißvorganges im Bereich der Schweißnaht unter Anwendung von Schutzgas, vorzugsweise in Form eines Ringes unter der Schweißnaht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring im Querschnitt kanalförmig und aus einem flexiblen, im Querschnitt halbierten Metallschlauch (2), ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Metallschlauch (2) mit wellenförmiger Oberfläche (2a) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 u. 2 dadurch qel kennzeichnet, daß der flexible Metallschlauch (2) an den Enden variabel überlappbar zu einem Ring ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß der so erzeugte Ring mit im Querschnitt konkaver Außenwand ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß der so erzeugte Ring mit im Querschnitt konvexer Außenwand ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringoberfläche Mittel (4) zur Gasbeförderung und Gasbeflutung des Ringraumes (5) angeordnet sind.
7. Abänderung der Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des im Querschnitt offenen Ringes eine aus dem im Querschnitt halbierten Metallschlauch gebildete Rinne (2b) verwendbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (2b) an beiden Enden mit einer Querabdeckung (7) dicht verschlossen ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 u. 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Querabdeckungen Mittel (4) zur Gasbeflutung des Rinneninnenraumes (5) enthalten.