DE3103941C2

DE3103941C2 - Vorrichtung zum Schutze der Rückseiten von durch Schweißen zu verbindenden Werkstücken

Info

Publication number: DE3103941C2
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: 1985-05-09
Also published as: DE3103941A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz 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. Zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit des Ringes und zur Vermeidung von Undichtigkeiten soll der Ring im Querschnitt kanalförmig und aus einem flexiblen, im Querschnitt halbierten Metallschlauch ausgebildet sein. utomatisch den günstigsten Empfang selbst einstellt. Wesentlicher Teil der Erfi

Description

|'i« In der Schweißtechnik wird bei der Herstellung von

s'li beispielsweise hochwertigen Rohrschweißverbinduni?i gen an niedrig- und hochlegierten Stählen, um das Verzundern der Schweißnähte und der Übergangszonen im !?' Rohrinnern zu verhindern, Schutzgas benutzt, das die-

^:j5| sen Bereich abzudecken hat. Die einfachste Lösung ist, daß man das Schutzgas durch die zu verschweißenden '■} Rohre hindurchleitet 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, wie aus den Undichtigkeitsstellen bzw. dem ■\ Luftspalt entweicht, damit keine Luft durch diese öff- ·. nungen 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 klein zu halten, um Schutzgas zu sparen, wobei eine rinnenähnliche Vorrichtung als Beispiel angeführt ist.

Darüber hinaus wird zur Vermeidung des Verzunderungseffekts in Welding Engineering 1955 auf Seite 686 und im Lehrbuch der Schweißtechnik, Band 1. von Keel, 196! 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 Schütze der Rückseite von durch Schweißen zu verbindenden Werkstücken während des Schweißvorganges im Bereich der Schweißnaht unter Anwendung von Schutzgas, das sich in einem sich längs der Schweißnaht erstreckenden Raum befindet, wobei der mit Schutzgas zu füllende Raum von einem flexiblen, im Querschnitt halbierten und längs der Schweißnaht verlegten Metallschlauch gebildet ist

ίο Insbesondere bei Verbinden von Rohren hat die Verwendung eines flexiblen Metallschlauches den Vorteil, daß dieser fest an den Rohrwandungen anliegt, sich gleichsam durch seine Spannkraft dagegenpreßt und die Undichtigkeiten, wie sie bei Einlegringen, Rinnen und Ausbildung von Hohlräumen nach dem Stand der Technik entstehen können, weitestgehend beseitigt

Durch eine wellenförmige Oberfläche des Metallschlauches weist dieser die notwendige SteifigKeit auf und vor allen Dingen Resistenz gegenüber Verformung durch Spannungen, verursacht durch Wärmeeinwirkung.

Der Metallschlauch kann zu einem Ring geformt werden, und zwar variabel überlappbar, indem die beiden Enden übereinandergezogen und durch geeignete Mittel, entsprechend der Vorwahl des Ringdurchmessers, aneinanderbefestigt 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 eingesetzt werden kann. Er ist deshalb brauchbar für die Abdeckung von Schweißnähten, bei Rohrschweißungen von innen her und durch einfaehe Umkehrung auch von außen her, wenn beispielsweise eine Schweißnaht innen angebracht werden muß.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch, daß der flexible Metallschlauch nicht zu einem Ring zusammengefügt wird, sondern als Rinne eingesetzt wird, und zwar immer dann, wenn flache, gerade Flächen durch Schweißen miteinander verbunden werden müssen. Dann wird zweckmäßig die Rinne an beiden Enden mit Abschlußwänden dicht verschlossen. Der Metallschlauch oder die Abschlußwände können Zuführungen für das Schutzgas aufweisen.

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 Wurzelst.hweißungen. Gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren wird eine Einsparung von 98% Spülgas erzielt, und darüber hinaus werden durch außerordentlich gering gehaltene Spülgasvolumen die Spülzeiten erheblich vcrkürzt. 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 pctrochemischen Anlagen, in der Nahrungsmittelchcmic. auf Bohrinseln und dergleichen mehr.

Die äußerst flexible erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich an die meisten Schweißnahtgeomelrien mit wenigen Handgriffen, unter Umständen auch dur:h starre Verformung anpassen. Darüber hinaus ist die Vorrichtung im wesentlichen immer wieder verwendbar. Ein nachträchliches Reinigen entfällt.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfin-

dung näher erläutert:

A b b. 1 zeigt im Längsschnitt zwei zur Schweißung zusammengefügte Rohrenden, an denen innen die erfindungsgemäße Vorrichtung anliegt,

A b b. 2 zeigt die ganze Anordnung im Querschnitt nach der Schnittlinie 1-1 der Abb. 1,

Abb.3 zeigt im Längsschnitt eine andere Ausführung der erfindungemäßen Vorrichtung,

A b b. 4 zeigt einen Querschnitt derselben nach der Schnittlinie I1I-III der Abb. 3,

A b b. 5 und 5a zeigen im Längsschnitt zwei weitere Ausfüiirungsbeispiele.

Mit dem Bezugszeichen 1 sind in den A b b. 1,2,5 und 5a jeweils Rohrabschnitte bezeichnet Das Bezugszeichen 2 weist auf die erfindungsgemäße Vorrichtung, nämlich den flexiblen, im Querschnitt halbierten Metallschlauch hin, der an seiner Oberfläche 2a erfindungsgemäß wellenförmig ausgebildet ist Er ist in A b b. 1 stilisiert angedeutet, ebenso in den Abb.5 und 5a. Das Bezugszeichen 3 deutet jeweils die Schweißnähte an, während mit dem Bezugszeichen 4 Mittel zur Einführung und Verteilung des Schutzgases in de;, flexiblen Metallschlauch versehen sind. Bei diesen Zuführungsmitteln kann es s'th um einfache Rohrstücke oder Rohr-T-Stücke hande)^ri, die fest mit dem flexiblen Metallschlauch 2 verbinden sind und ihrerseits die Möglichkeit gestatten, üb^r Zuführungsschläuche das Gas in den Schutzbereich d£r Schweißnähte 3 zu transportieren. Dieses Schutzgas füllt dann den Raum innerhalb des Metallschlauches 2 aus, wobei es unter erhöhtem Druck gehalten wird, damit 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 0,62 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.

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 0 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 uie Spülzeit gemäß dem Ausführungsbeispiel grundsätzlich.

Die anschließende Schweißung der Wurzellage kann bei 8 Litern/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 ieicht angepaßt. Je nach Erfordernis erfolgt die Befestigung durch Eigenverspannung, oder bei ferritischen Werkstoffen können Haftmagnete zusätzlich als Arretierungshüfe bei Überlängen verwendet werden

Eine andere Ausführung ist aus den A b b. 3 und 4 zu entnehmen. Mit dem Bezugszeichen 6 ist das zu schweißende Werkstück bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 7 die erfindungsgemäße Vorrichtung in Form des flexiblen, im Querschnitt halbierten Metallschlauches mit wellenförmiger Oberfläche 2b.

Die Gaszuführungen 4 sind in eine der beiden Abschlußwände 7 eingelassen, so daß — ähnlich wie bei den Abb. 1, 2, 5 und 5a — ein vom Gas durchspülter Raum 5 entsteht, der den Bereich der Schweißnaht überdeckt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schütze der Rückseiten von durch Schweißen zu verbindenden Werkstücken während des Schweißvorganges im Bereich der Schweißnaht unter Anwendung von Schutzgas, das sich in einem sich längs der Schweißnaht erstreckenden Raum befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Schutzgas zu füllende Raum (5) von einem flexiblen, im Querschnitt halbierten und längs der Schweißnaht (3) verlegten Metallschlauch (2) gebildet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Metallschlauch (2) mit wellenförmiger Oberfläche (2a) ausgebildet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Metallschlauch (2) an den Enden variabel überlappbar zu einem Ring ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß der so erzeugte Ring mit im Querschnitt konkaver oder konvexer Außenwand ausgebildet ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschlauch (2) eine Rinne (2b) bildet

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (2b) an beiden Enden mit Abschlußwänden (7) dicht verschlossen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichne;, daß άι~ Metallschlauch (2) oder die Abschlußwände (7) Zuführungen (4) zur Gasbeförderung und Gasbeflutu g des Raumes (5) aufweisen.