DE408619C - Verfahren und Maschine zum elektrischen Stumpfschweissen von Laengsnaehten duennwandiger Metallstuecke, besonders Rohre - Google Patents

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum elektrischen Stumpfschweißen von Längsnähten dünnwandiger Metallstücke, besonders Rohre, in der Weise, daß pulsierender Schweißstrom quer durch die durch Druck geschlossene Fuge hindurchgeschickt wird, und zwar vorzugsweise in einer Schweißmaschine mit beiderseits dicht an der Fuge laufenden Elektroden und damit zusammenwirkenden Drttckrollen.

Bei älteren Verfahren dieser Art war man bestrebt, eine sogenannte »kriechende« Schweißung bzw. stetiges Fortschreiten einer wesentlich gleichförmigen Kantenerweichung längs der Fuge zu erzielen, wobei also alle Punkte der Fuge nacheinander wesentlich auf die gleiche hohe Schweiß temperatur erhitzt werden und an allen Punkten längs der Fuge eine starke Auftreibung oder ein »Grat« (aus oxydiertem oder überhitztem Metall) erzeugt wird. Dies bedingt relativ langsamen Vorschub, der beispielsweise höchstens etwa 7.Π1 je Minute beträgt. Erfindunggemäß geschieht dagegen der Vorschub bei Finwirkung passenden Druckes und geeigneten Stromes so rasch, daß die Fuge zwar dicht ausfällt, aber heftnahtartigen Charakter und ungleichförmiges Gefüge erhält. Die zwischen den Hauptschweißpunkten liegenden Teile der Schweißfuge erreichen also nicht den Schmelzpunkt des Metalls, werden aber dennoch bei niedrigerer Temperatur dank des starken Druckes dicht geschlossen. Der Vorschub kann hierbei gegebenenfalls das Drei- bis Fünffache des bisher üblichen betragen, und dabei kann die Schweißung mit minimaler Auftreihung von Metall in einen Schweißgrat bewirkt werden. Für überlappte Schweißung ist die Erzielung eines heftnahtähnlichen Charakters durch periodische Stromunterbrechung mittels eines Schalters bereits bekannt. Dabei liegen aber die Verhältnisse wesentlich anders als bei der Stumpfschweißung. Bei der Überlapptschweißung ist außer dem unmittelbar senkrecht zu den Schweißflächen wirkenden Drucke der Eelektroden kein weiterer quer zu diesem wirkender starker Druck vorhanden, und daher

kann eine ausgedehntere Erweichung der Schweißstelle kein Ausbauchen des Metalls herbeiführen. Bei dem erwähnten Stumpfschweißen al:er sucht der Ouerdruck der Druckrollen das Metall auszubauchen und die Schweißflächen dünnwandiger Rohre außer Deckung zu bringen, wodurch der Schweißdruck sehr gemindert oder sogar ganz beseitigt wird. Nach der Erfindung aber wird der ίο Strom nicht durch einen Unterbrecher ausgeschaltet, sondern die immer im Augenblick der Höchststärke jedes Stromimpulses eintretende Erhitzung des Metalls an den äußersten Kantenoberflächen der Fuge anscheinend bis oder nahezu bis zum flüssigen Zustande wird dank des raschen Vorschubes auf eine äußerst kurze Länge der Fuge und nur auf die Fugenränder oder ihre unmittelbare Nachbarschaft beschränkt. Trotzdem können aber die anschließenden Teile der Fuge zwischen je zwei Höchstpunkten der Stromstärke dank des starken Querdruckes ungeachtet der unterhalb des Schmelzpunktes des Metalls liegenden Temperatur noch sicher ^a5 und dicht geschweißt werden. Dies ergibt : noch den besonderen Vorteil, daß die minder . erhitzten Teile des Werkstückes vermöge ' ihrer größeren Starrheit und Formbeständigkeit bei der genauen Aufrechterhaltung von j Form und Querschnitt auch in den Hauptschweißpunkten mithelfen, während anderseits auch ein weniger ausgeprägter und weniger lästiger Schweißgrat entsteht. Nicht minder ergibt sich der Vorteil, daß die Erhitzung so kurzdauernd ist und das ge- j schweißte Rohr so rasch aus der Schweißzone entfernt und dann gekühlt oder abkühlen gelassen wird, daß die Schweißung sofort gegen Wiederöffnungsgefahr abbindet und j der Stahl nicht durch unerwünschte Änderung j seines kristallinischen Gefüges verdorben j wird.

Erfindungsgemäß kann dabei mit Ausnutzung der Perioden eines gewöhnlichen Wechselstroms, also ohne die vielfach üblichen besonderen Unterbrecher, gearbeitet werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch im Querschnitt dargestellt.

Die Auflagerrolle oder Druckrolle 137 hat, wie üblich, eine Umfangsnuf 157 von Halbkreisquerschnitt zur Stützung des Werkstückes 158, eines aus einem Metallstreifen gebogenen, mit stampfer Fuge gestoßenen Rohres. Zu je einer Seite der Fuge läuft dicht an dieser je eine der voneinander isolierten, gekühlten Elektroden 149, 150, deren Umfangsnuten zusammen etwa Halbkreisquerschnitt haben. Form und Lage der Teile werden so bestimmt, daß ein kräftiger Schließungsdruck auf die Fuge ausgeübt wird. Die Elektroden werden beispielsweise mit Wechselstrom von 60 Perioden gespeist.

Der Vorschub des Rohres 158 ist nach der Erfindung, wie einleitend erwähnt, so rasch, daß die im jeweiligen Augenblick höchster Stromstärke nahezu oder vielleicht ganz auf Schmelzhitze erwärmte sehr kurze und wesentlich nur die unmittelbaren Fugenränder umfassende Stelle sofort wieder aus der Schweißebene austritt, worauf die anschließenden Längenteile der Fuge trotz ihrer unter Umständen beträchtlich unter Schmelzhitze liegenden Temperatur durch den hohen Rollendruck nach sicher vereinigt werden, wie oben erläutert.

Statt einer einzigen Druckrolle können natürlich auch deren zwei verwendet werden, die ähnlich wie die Elektroden geformt und angeordnet sind.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum elektrischen Stumpfschweißen von Längsnähten dünnwandiger Metallstücke, besonders Rohre, bei dem pulsierender Schweißstrom quer durch die durch Druck geschlossene Fuge hindurchgeschickt wird, und zwar Vorzugsweise in einer Schweißmaschine mit beiderseits dicht an der Fuge laufenden Elektroden und damit zusammenwirkenden Druckrollen, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub unter Einwirkung passenden Druckes und geeigneten Stromes so rasch geschieht, daß die Fuge den Charakter einer Heftnaht erhält, deren jeder Stich durch die Energie eines einzigen Stromimpulses gebildet wird.

2. Elektrische Schweißmaschine für das Verfahren .nach Anspruch 1 mit einem Werkstückzusammenpressungsdurchlaß, der aus einer oder mehreren das Werkstück in der Schweißebene stützenden Walzen und aus Rollenelektroden besteht, die dicht an der Fuge laufen und das Werkstück je an einer Seite der Fuge berühren, sowie mit einer Quelle wechselnden oder pulsierenden Stromes verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie für so raschen Vorschub eingerichtet ist, daß die Entstehung einer periodischen Schweißnaht ermöglicht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.