DE4211035C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von Schweißnähten eines aus Teilen zusammengesetzten Metallkörpers, insbesondere eines mit ei­ nem korrosionsfesten Werkstoff plattierten Metallbleches oder -rohres, wobei ein metallischer Profilstreifen auf die Schweißzone aufgelegt und mit den Teilen beiderseits der Schweißzone explosiv verschweißt wird.

Aus der DE-OS 23 10 182 ist bereits ein einschlägiges Ver­ fahren zum Stumpfschweißen zweier explosiv plattierter Ble­ che bekannt, bei dem zunächst in der Nähe der Schweißnaht eines Metallkörpers ein etwa der Dicke des Metallkörperma­ terials entsprechender breiter Streifen der Plattierung ab­ gearbeitet wird, sodann die Metallkörperteile durch Schmelzschweißen verbunden werden und schließlich die Plat­ tierungslücke mit einem diese übergreifenden Blechstreifen des gleichen Plattierungsmaterials explosiv plattiert wird.

Dieses Verfahren ist allerdings technisch sehr aufwendig, insbesondere bei großen Werkstücken, oder überhaupt nicht durchführbar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wirtschaftliches Verfahren anzugeben, bei dem die vorge­ nannten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Profiistrei­ fen zunächst punktuell oder linienförmig mit wenigstens ei­ nem Teil thermisch verschweißt wird und daß anschließend die Schweißfuge durch thermisches Schweißen geschlossen und der Profilstreifen insgesamt mit den Teilen explosiv ver­ schweißt wird, wobei die Reihenfolge des Schließens der Schweißfuge und der explosiven Verschweißung wählbar ist. Der Profilstreifen kann dabei jede denkbare Form aufweisen, wie z. B. ein flaches oder dickes Rechteckprofil, ein Rechteckprofil mit lediglich gebogenen Rändern oder ein insgesamt gebogenes Profil. Die Dicke des Profilstreifens kann ferner so gewählt werden, daß durch das Anpunkten be­ reits eine stabile Verbindung der Teile hergestellt ist. Dadurch werden das nachfolgende Verschließen der Schweiß­ fuge sowie die explosive Verschweißung wesentlich erleich­ tert. Ein erst im letzten Verfahrensschritt erfolgendes Schließen der Schweißfuge kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn bei der explosiven Verschweißung besonders große Verformungen (siehe Anspruch 5) erwünscht sind, wie z. B. eine Spreizung der Teile im Bereich der Schweißzone. Es kann schließlich auch vorgesehen sein, daß der Profilstrei­ fen und die Sprengladung einen Verbund bilden. Aufgrund der genannten Vorteile ist dieses Verfahren auch für die Anwen­ dung vor Ort sehr geeignet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann weiter vorgesehen sein, daß ein plan-konvex ausgebildeter Profilstreifen ver­ wendet wird, dessen konvexe Seite der Schweißfuge zugewandt ist. Da sich ein derartiger Profilstreifen erst während der explosiven Umformung an die Teile des Metallkörpers anlegt, kann hierdurch eine besonders feste Verbindung zwischen dem Profilstreifen und den Metailkörperteilen hergestellt wer­ den.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner vorgesehen sein, daß ein Profilstreifen mit einem stegförmigen Vor­ sprung verwendet wird, welcher in die Schweißfuge ein­ greift. Der Profilstreifen kann zunächst vor der explosiven Verschweißung und dem Schließen der Schweißfuge zunächst punktuell oder linienförmig in Höhe des stegförmigen Vor­ sprungs mit den Teilen thermisch verschweißt werden. Der stegförmige Vorsprung kann hierbei als Abstandshalter für die Teile des Metallkörpers dienen und somit automatisch eine Schweißfuge bilden. Bei plattierten Metallkörpern, wie Blechen oder Rohren, kann aufgrund des stegförmigen Vor­ sprungs ein Fließen des Schweißmittels in den Bereich der Plattierung wirksam vermieden werden.

Bei plattierten Teilen kann nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren ferner vorgesehen sein, daß der Profilstreifen zunächst mit den Plattierungsschichten der Teile punktuell oder linienförmig thermisch verschweißt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann weiter vorgesehen sein, daß die für die explosive Schweißung vorgesehene Sprengladung so bemessen ist, daß sich die Teile des Me­ tallkörpers im Bereich des Profilstreifens während der ex­ plosiven Schweißung verformen. Hierdurch kann erreicht wer­ den, daß im Bereich des Profilstreifens die Teile des Me­ tallkörpers lokal durch das Material des Profilstreifens ersetzt werden. Auch kann bei zunächst plan anstoßenden En­ den der Teile aufgrund dieser Umformung automatisch eine V- förmige Schweißfuge gebildet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner vorgesehen sein, daß die Krümmung des plan-konvex ausgebildeten Profilstreifens der Verformung angepaßt wird. Durch ge­ eignete Dimensionierung der Ausgangskrümmung des Profil­ streifens läßt sich somit erreichen, daß an dem Metailkör­ per auf der Seite des Profilstreifens nach der explosiven Umformung und Verschweißung eine plane Fläche, z. B. eine durchgehend fluchtende Rohrinnenfläche ausgebildet wird. Die damit einhergehende Verdickung des Metallkörpers auf der Rückseite kann ebenfalls anwendungsgerecht weiterverarbeitet werden, beispielsweise zu einer Montage­ hilfsvorrichtung für den fertigen Metallkörper.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung bei Me­ tallrohren kann ferner vorgesehen sein, daß an der Innen- und/oder Außenseite des Metallrohres ein ringförmig ausge­ bildeter Profilstreifen verwendet wird. Dadurch können die Metallrohrteile in einem Zuge verbunden werden und gleich­ zeitig ein außen und/oder innen durchgehend korrosionsge­ schütztes Metallrohr herstellen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann schließlich vorge­ sehen sein, daß der ringförmig ausgebildete Profilstreifen bei der Zusammenführung der Metallrohre als Zentrierring (Führungsring) dient. Bei der Verschweißung von sehr langen Rohren kann es dabei zweckmäßig sein, den Zentrierring zunächst nur mit einem Rohrteil punktuell oder linienförmig zu verschweißen, danach an dem von innen her noch leicht zugänglichen Zentrierring eine Sprengladung anzubringen, im Anschluß daran das zweite Rohrteil auf den Ring aufzuschie­ ben und sodann durch Zünden der Sprengladung die beiden Rohrteile insgesamt zu verschweißen. Schließlich kann durch eine plan-konvexe Formgebung zusätzlich erreicht werden, daß die Rohrteile leicht ineinander geschoben, fixiert und danach besonders wirkungsvoll explosiv miteinander ver­ schweißt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand von unterschiedlichen sowie verschiedenartig zusammengesetzten Metallkörpern erläutert, die mit diesem Verfahren herge­ stellt werden können. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrecht zu einer Schweißfuge verlaufenden Schnitt durch ein Metallblech, das aus zwei Blechteilen und einem plan-konvex ausgebildeten Profilstreifen zusammengesetzt wird (im Zeitpunkt vor der explosiven Verschweißung),

Fig. 2 eine entsprechende Schnittzeichnung, anhand der das Verbinden zweier plattierter Metallblechteile dargestellt wird,

Fig. 3 eine das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwen­ dung eines Profiistreifens mit einem stegförmigen Vorsprung (siehe auch Fig. 3a) erläuternde Schnittzeichnung,

Fig. 4 eine Schnittzeichnung, in der zwei rohrförmige Metallkörperteile dargestellt sind, die mittels eines ringförmigen, an der Rohrinnenseite anlie­ genden und mit einem stegförmigen Vorsprung ver­ sehenen Profilstreifens verbunden werden,

Fig. 5 eine Schnittzeichnung, in der ein Verfahrensbei­ spiel gezeigt ist, bei dem sich die Teile eines Metallbleches im Bereich des Profiistreifens wäh­ rend der explosiven Verschweißung verformen, und schließlich,

Fig. 6 eine Schnittzeichnung, in der eine entsprechende Verformung eines rohrförmigen, plattierten Me­ tallkörpers dargestellt ist.

In Fig. 1 sind zwei Metallblechteile 1, 2 dargestellt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengeschweißt werden, wobei gleichzeitig die Schweißnaht durch einen Pro­ filstreifen 3 abgedeckt werden kann. Nach dem Zu­ sammenführen der Bleche 1, 2 wird der in diesem Beispiel plan-konvex ausgebildete Profilstreifen 3 zunächst mit der konvexen Seite an seinem Stoßpunkt 4 mit den beiden Blechen 1, 2 thermisch verschweißt. Es besteht hier nun die Mög­ lichkeit, eine Sprengladung 5, die mit einer Zündschnur 6 versehen ist, direkt an dem Profilstreifen 3 anzubringen, wodurch der Profilstreifen 3 und die Sprengladung 5 einen einfach handhabbaren Verbund bilden. Bei der explosiven Verschweißung verformt sich der Profilstreifen 3 in der Art, daß er sich zu beiden Seiten der bestehenden punktför­ migen Verbindung im Stoßpunkt 4 an die beiden Bleche 1, 2 eng anlegt und gleichzeitig mit diesen verschweißt wird (hier nicht dargestellt). Im Anschluß daran kann die noch offenstehende Schweißfuge 7 durch thermisches Schweißen mit einem Schweißmittel 8 geschlossen werden. Es ist allerdings auch möglich, zunächst die Schweißfuge 7 zu schließen und erst im Anschluß daran die explosive Verschweißung des Pro­ filstreifens 3 vorzunehmen.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie dieses Verfahren auf mit je­ weils einer Plattierung 9, 10 versehene Metallbleche ange­ wendet werden kann. Hierbei wird der Profilstreifen 3 mit der konvexen Seiten direkt in dem Stoßpunkt 4 mit den Plat­ tierungen 9, 10 durch thermische Verschweißung angepunktet und danach analog zu Fig. 1 explosiv verschweißt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht nicht die Notwendig­ keit, die Plattierung 9, 10 vor der explosiven Ver­ schweißung in dem Bereich der Schweißfuge 7 abzuarbeiten. Der Profilstreifen 3 kann hier aus dem Werkstoff der Plat­ tierung 9, 10 hergestellt sein. Bei der explosiven Ver­ schweißung des Profilstreifens 3 mit den Metallblechteilen 1, 2 geht der Profilstreifen 3 mit der jeweiligen Plattie­ rung 9, 10 eine metallische Verbindung ein. Selbstverständ­ lich ist es auch hier möglich, zunächst die Schweißfuge 7 zu schließen und erst im Anschluß daran die explosive Ver­ schweißung des Profilstreifens 3 vorzunehmen.

Anhand von Fig. 3 wird die erfindungsgemäße Verfahrensweise beim Verbinden von plattierten 9, 10 Metallblechteilen 1, 2 erläutert, wobei allerdings der Profilstreifen 11 mit einem stegförmigen Vorsprung 12 versehen ist. Dieser abgewandelte Profilstreifen 11 ist aus Fig. 3a deutlicher zu ersehen. Der Profilstreifen 11 wird hierbei vor der explosiven Ver­ schweißung an beiden Stoßpunkten 13, 14 mit der Plattierung 9, 10 des jeweiligen Metallblechteiles 1, 2 thermisch ver­ schweißt. Das weitere Verfahren entspricht dann dem in Fig. 2 dargestellten.

Die explosive Verschweißung von zwei rohrförmigen Metall­ teilen 15, 16 mit jeweils einer Innenplattierung 17, 18 ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei greift ein ringförmiger Profilstreifen 19 mit einem stegförmigen Vorsprung 20 in eine Schweißfuge 7 ein. Der Profilstreifen 19 dient hierbei auch als Montagehilfe, und zwar als Führungsring bei der Zusammenführung der Rohrteile 15, 16. An dem Profilstreifen 19 ist von der Innenseite her eine Sprengladung 21 mit einer Zündschnur 22 angebracht. Analog zu Fig. 3 wird vor der explosiven Verschweißung der stegartige Vorsprung 20 im Stoßpunkt mit der Plattierung 17, 18 thermisch verschweißt.

In Fig. 5 ist anhand von bereits explosiv verschweißten Me­ tallblechteilen 23, 24 gezeigt, wie durch geeignete Dimen­ sionierung des Profilstreifens erreicht werden kann, daß der Profilstreifen 25 nach der explosiven Umformung und Verschweißung mit der sich ergebenden Metallblechebene fluchtet.

Schließlich ist in Fig. 6 die Verschweißung von zwei Metallrohrteilen 26, 27 dargestellt, die von der Innenseite her jeweils mit einer Plattierung 28, 29 versehen sind. Hierbei wird der Profilstreifen 30 ebenfalls so dimensio­ niert, daß dessen Oberfläche nach der explosiven Umformung und Verschweißung mit der Innenseite des sich ergebenden Metallrohres fluchtet.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständig­ keit von Schweißnähten eines aus Teilen (1, 2, 15, 16, 23, 24, 26, 27) zusammengesetzten Metallkörpers, insbesondere eines mit einem korrosionsfesten Werkstoff plattierten Me­ tallbleches oder -rohres, wobei ein metallischer Profil­ streifen (3, 11, 19, 25, 30) auf die Schweißzone aufgelegt und mit den Teilen (1, 2, 15, 16, 23, 24, 26, 27) beider­ seits der Schweißzone explosiv verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Profiistreifen (3, 11, 19, 25, 30) zunächst punktuell oder linienförmig mit wenigstens einem Teil (1, 2, 15, 16, 23, 24, 26, 27) thermisch verschweißt wird und daß anschließend die Schweißfuge (7) durch thermi­ sches Schweißen geschlossen und der Profilstreifen (3, 11, 19, 25, 30) insgesamt mit den Teilen (1, 2, 15, 16, 23, 24, 26, 27) explosiv verschweißt wird, wobei die Reihenfolge des Schließens der Schweißfuge (7) und der explosiven Ver­ schweißung wählbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein plan-konvex ausgebildeter Profilstreifen (3, 11, 19, 25, 30) verwendet wird, dessen konvexe Seite der Schweißfuge (7) zugewandt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Profilstreifen (3, 11, 19, 25, 30) mit einem stegförmigen Vorsprung (12, 20) verwendet wird, wel­ cher in die Schweißfuge (7) eingreift.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Profilstreifen (3, 11, 19, 25, 30) zunächst mit den Plattierungsschichten (9, 10, 17, 18, 28, 29) der Teile (1, 2, 15, 16, 23, 24, 26, 27) punk­ tuell oder linienförmig thermisch verschweißt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die für die explosive Schweißung vorgesehene Sprengladung (5, 21) so bemessen wird, daß die Teile (1, 2, 15, 16, 23, 24, 26, 27) des Metallkörpers im Bereich des Profilstreifens (3, 11, 19, 25, 30) während der explosiven Schweißung verformt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Krümmung des plan-konvex ausgebildeten Profil­ streifens (3, 11, 19, 25, 30) der Verformung angepaßt wird.

7. Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständig­ keit von Schweißnähten eines aus Teilen (15, 16, 26, 27) zusammengesetzten Metallrohres nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innen- und/oder Außenseite des Metallrohres (15, 16, 26, 27) ein ringförmig ausgebildeter Profilstreifen (3, 11, 19, 25, 30) verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der ringförmig ausgebildete Profilstreifen (3, 11, 19, 25, 30) bei der Zusammenführung der Metallrohre (15, 16, 26, 27) als Zentrierring eingesetzt wird.