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Verfahren zur Herstellung geschweißter Rohre Die Erfindung betrifft
ein verbessertes Verfahren und die zugehörige Vorrichtung zur Herstellung geschweißter
Rohre, insbesondere Präzisionsrohre. Das Verfahren wird vorteilhaft im Anschluß
an die Herstellung von Rohren durch Biegen von Blechstreifen in aufeinanderfolgenden
Walzenpaaren ausgeführt.
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Einen der wesentlichsten Punkte im Verfahren zur Schweißung der Rohre
an den Schlitzrändern bildet die Vorwärmung. Es wurde bereits vorgeschlagen, die
Rohre in knapp vor der Schweißstelle angeordneten Muffelöfen, durch welche sie hindurchgeführt
werden, vorzuwärmen. Diese Einrichtungen verursachen jedoch große Aufstellungs-
und Betriebskosten; auch wird dabei die Zunderbildung am Rohre bedeutend erhöht.
Es sind auch Einrichtungen bekannt, bei welchen die Vorwärmung des Rohres durch
die Schweißflamme selbst oder einen Vorwärmebrenner erfolgen soll. Soweit jedoch
für die Führung der Flamme längs des Rohrmantels keine Vorsorge getroffen ist, wird
die Flamme außen bereits an der Schweißstelle beiderseits vom Rohre abfallen, so
daß eine Erwärmung, nur des oberen Rohrteiles stattfindet, während der untere Teil
kalt bleibt. Es werden infolge--dessen im Rohrquerschnitte ungünstige Spannungen
auftreten, das Rohr wird nach dem Austreten aus den Schweißrollen, durch welche
die Ränder gegeneinander gepreßt werden, die Tendenz zum Klaffen zeigen, der die
noch nicht erkaltete und erhärtete Schweißnaht keinen Widerstand entgegensetzen
kann, so daß eine mangelhafte Schweißung die Folge ist.
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Es sind auch Rohrschweißmaschinen bekannt, bei welchen vor dem Schweißbrenner
eine das Rohr umgebende Wärmeschutzvor-_ richtung angeordnet ist. Dieselbe wird
an der Stirnseite ständig von der Flamme des Schweißbrenners getroffen. Hier wird
nur ein Teil der Flammenwärme der Erwärmung des Mantels zugeführt, während ein weiterer
Teil der Schweißflamme ausweicht und ungenützt bleibt. Bei vorliegender Erfindung
wird hingegen durch die Erfindung der ganzen Flamme durch einen Spalt in das Mantelinnere
diese auch ganz der Vorwärmung zugeführt, die dadurch viel intensiver ist. Bei zweiteiliger
einstellbarer Ausführung des Mantels kann er für Rohre verschiedensten Durchmessers
verwendet werden, ohne daß durch zu großen Zwischenraum zwischen Rohr und Mantel
große Verluste durch ungenützt abstreichende Wärme verursacht werden.
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Die Erfindung sieht die Anwendung von Deckmänteln vor, welche das
Rohr auf eine entsprechende Strecke vor der Schweißstelle bis zu dieser vollkommen
umgeben und die durch einen Spalt eintretende Schweißflamme
zur
vollkommenen Umkreisung des Rohres zwingen, so (Maß die Vorwärinung ain ganzen Umfange
und auf die ganze Länge der Declcniäntel erfolgt, also genügend langandauernd und
intensiv ist. Um auch bei größeren Rohrquerschnitten auf jeden Fall eine Vorwärniung
am ganzen Rohrumfange, speziell auf der der Sclnveißstclle gegenüberlie-eiiden Seite
zii erhalten, wird vorteilhaft gegenüber dein Schweißbrenner noch ein an sich bekannter
Vorwärmebrenner angeordnet; dessen Flamme durch einen gegenüber dein Schweißschlitz
im Deckmantel vorgesehenen zweiten Schlitz in <las Innere zwischen Deckmantel
und Rohr eintritt und dort die Vorwärmung unterstützt. Infolge der Vorwärmung am
ganzen U nifange des Rohres dehnt sich dasselbe in jedem Querschnitte gegen die
Ränder zu aus, so daß diese auch ohne Verwendung eigener Schweißrollen fest aneinanderliegen
und ein blaffen ausgeschlossen ist. Die Schweißung wird daher immer einwandfrei,
und es können weit größere Schweißgeschwindigkeiten erzielt werden. Im Inneren wird
(las Rohr durch die in den Schlitz des Rohres an der Schweißstelle in (las Rohrinnere
eintretende Flamme ebenfalls gut vorgewärmt. Diese Flamme streicht im Rohrinnern
nach rückwärts gegen (las Walzwerk zti und kann durch einen Kernbolzen, der vor
der Schweißstelle im Rohrinneren durch den Rohrschlitz eingehängt ist, aufgehalten
werden.
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Die Vorwä rmung unter Zuhilfenahme eines auf der dein Schweißbrenner
gegenüberliegenden Seite (ges Rohres angeordneten Vorwärniebreniiers erfolgt, wie
erwähnt, im allgeineinen nur bei Rohren größeren .Durcliniessers. ferner bei kantigen
Rohren, bei Rohren aus plattiertem Material und harten Spezialstählen, wie rostfreien
und hitzebeständigem Stahl, bei welchen besonders große Spannunterschiede auftreten.
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Die aus der Rohrwalzmaschine austretenden, fertig gebogenen Rohre
werden vor und hinter dein Schweißbrenner durch eine Reihe haliberwalzen hindurchgeführt,
wobei, insbesondere bei Herstellung von Präzisionsrohren, im Rohrinnern an (gen
Stellen der Kaliberwalzen Kernbolzen eingehiingt werden können. Durch die stufenweise
Anordnung (Mieser Kaliberwalzen mit je etwas geringerem Durchmesser erreicht man,
ohne Verdrücken des 'Materials, Präzisionsrohre mit genau gewünschtem Innen- und
Außendurchmesser.
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Die Antriebszahnräder der Kaliberwalzen besitzen aufeinanderfolgend
einen ininier geringeren Durchmesser, wodurch ihre Umfang;ge:chwin(ligkeit und damit
die Uni-.(Ireliung:gescliwindigl;eit jeder Kaliberwalze gegeniiber (ler vorhergehenden
erhöht wird, so (1a1.1 sie auf (las durch-ehende Rohr ziehend -wirken und dasselbe
gleichmäßig und ohne Unterbrechung; durch die Maschine ziehen. Fehlschweißungen,
Lochbildungen ttsw. sind daher bei richtiger Behandlung ausgeschlossen.
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Die Zeichnung zeigt den Erfindungsgegenstand ini Ausführungsbeispiel,
und zwar in hig. i die Anordnung der Walz- ' und Schweißvorrichtung schematisch
ohne Darstellung des Vorwärineinantels, hig. z- eine Seitenansicht der Einrichtung
bei der Schweißvorrichtung, Fig.3 eine Ansicht des ersten Kaliberwalzenpaares, Fig.4
eine Ansicht des letzten Kaliberwalzenhaares, Fig. s die Kernbolzenstange in Seitenansicht,
Fig. 6 die Anordnung der Vorwärmemäntel ini Querschnitt und F i1. 7 dieselben in
der Draufsicht.
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i, i' ist (las letzte Walzenpaar des Rohrbiegewerkes. Das Schlitzrohr
2 tritt von (gort in das erste Kaliberwalzenpaar 3-3' und geht in der Folge durch
die weiteren Walzenpaare .f-4', 5-5', 6-6'. Im Inneren des Rohres sind die Kernbolzen
7 bei jedem Kaliberwalzenpaar angeordnet, durch eine Stange 8 gelenkig oder starr
miteinander verbunden. Die Kernbolzen 7 können je nach der Lage der- Walzenpaare
auf der Stange 8 durch Verschrauben verstellt und mittels Gegenmuttern in- der gewünschten
Lage fixiert werden. Der erste Kernbolzen 7 beim Walzenpaare 3-3' kann segnientförinige
Längsrillen in der Oberfläche (F411-. 3), die weiteren können zunehinenden
Querschnitt bis zu vollem Rohrquerschnitt (1# i'. :g.) haben. Die Stange 8 ist an
einem vor dem ersten Kaliberwalzenpaar 3-3' durch (gen Rohrschlitz hinausragenden
Ansatz 9 eingehängt, welcher in entsprechender Weise an der Maschine befestigt,
die Stange in ihrer Lage fixiert.
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Der Gang des Rohres über die Kernbolzen ist ein unterbrochener, und
selbst für den Fall, daß der durch die Kaliberwalzen ausgeübte Zug nach vorwärts
nicht genügend wäre, treiben die Profilwalzenpaare des Walzwerkes von rückw=ärts
nach vorn und verhindern jede Hemmung.
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Das Rohr v erläßt (las Walzenpaar 3-3' als Schlitzrohr und wird zunächst
-zwischen zwei horizontalen Führungsrollen io hindurchgeführt, zwischen welchen
eine im Rohrschlitz laufende vertikale Schlitzrolle i i angeordnet ist. Beim Schweißbrenner
17 ist ein zweites Paar horizontaler Führungsrollen 1a angeordnet, durch welche
(las Rohr gegen die Nalit zu leicht zusaniniengehalten wird, so (Maß es an der Scliwcißstelle
vollkommen geschlossen wird.
Nachdem das Rohr das letzte Walzenpaar
6-c)' verlassen hat, gelangt es zu den Ausrichtrollen 13, 1d., 15, 16, welche abwecüselnd
oher- und unterhalb des Rohres angeordnet sind. Zwischen den Rollen i j und 16 ist
noch ein Walzenpaar i8-r8' eingebaut, dessen beide Walzen angetrieben sind und die
<las Werkstück aus den Ausrichtrollen auswerfen. so (Maß (las nachfolgende Rohr
schon freie Bahn hat.
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Die Schweißeinrichtung besteht aus dem Schweißbrenner 17 und (lern
Vorwärmebrenner icg. die auf gegenüberliegenden Seiten des Rohres angeordnet sind.
Die Anordnung des in Fig. i nicht dargestellten Deckmantels 22, 23 erfolgt zwischen
den Führungsrollen io und 12.
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In Fig.6 und 7 ist ein Vorwärmemantel, bestehend aus den beiden Teilen
:2 und 23, in Seitenansicht und Draufsicht bei einem Vierkantrohre dargestellt.
Die Teile können auf einem Tisch 24 seitlich und in der Längsrichtung verschiebbar
und einstellbar angeordnet werden. Das Vierkantrohr wird knapp an dem oben
ani Zusammenstoß der beiden Teile 22, 23 entstehenden trichterförmigen Schlitz 25
geführt, ,wobei immerhin zwischen den genannten Teilen und (lein Rohr ein Zwischenraum
vorhanden sein muß. Durch den unten an der Stoßstelle der Teile 22 und 23 entstehenden
Schlitz 26 kann die Vorwärmeflamme eintreten. In den Seitenwandungen der Mantelteile
sind in verschiedenen Höhenlagen Luftzuführungsötinungen 27, die sieh nach innen
verengen, angeordnet, (furch welche Frischluft in den 'Mantelraum eintritt. Die
Öffnungen 27 sind schräg nach vorn zusamnienlaufend gegen die Rohrachse ausgespart.
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Das Rohr, welches durch die Einrichtung nach der Erfindung hergestellt
wird, verläßt dasselbe vollkommen fertig für den Packraum. Ein Ausrichten, Nachglühen
usw. ist unnötig.
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Es ist gleichgültig, ob das in die 'Maschine eingeführte Band beschnitten
oder unheschnitten ist, das Material schlieGlt immer vollkoniinen zusammen und wird
einwandfrei an den Rändern verschmolzen.