DE690630C

DE690630C - Verfahren zum Anschweissen duennwandiger Rohre an dickwandige Behaelter, Sammelkammern o. dgl.

Info

Publication number: DE690630C
Application number: DE1936W0098508
Authority: DE
Original assignee: WITKOWITZER BERGB GEWERKSCHAFT
Current assignee: WITKOWITZER BERGB GEWERKSCHAFT
Priority date: 1936-04-06
Filing date: 1936-04-06
Publication date: 1940-05-03
Also published as: GB466256A; FR819939A

Description

Verfahren zum Anschweißen dünnwandiger Rohre an dickwandige Behälter, Sammelkammern o. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschweißen dünnwandiger Rohre an dickwandige Behälter, Sammelkammern o. dgl., insbesondere bei Hochdruckdampfkesseln, mittels .an der Behälterwandung angebrachter Rohrstutzen von annähernd gleicher Wandstärke wie die anzuschweißenden Rohre.
Das unmittelbare Einschweißen der Rohre in .entsprechende Bohrungen in den Behälterwandungen ergibt hier keine einwandfreien Verbindungen mehr. Denn die beim Schweißen .auf die Werkstücke übertragene Wärme wird von den, Wänden des Behälters infolge ihrer großen Stärke sehr schnell abgeleitet, während das anzuschweißende Rohr wegen seiner viel kleineren Wandstärke die Wärme stark staut. Infolgedessen kann die Schweißstelle nicht an beiden Werkstücken gleichzeitig auf die erforderliche Schweißtemperatur .gebracht werden und die erzeugte Schweiße einerseits nicht richtig binden, während anderseits der Werkstoff des - Rohres - .durch Überhitzen usw. verdorben wird. Man hat die Behälter für das Anschweißen der Rohre deshalb mit Rohrstutzen von annähernd gleicher Wandstärke wie diese Rohre versehen, so daß beim Anschweißen der Rohre nur mehr gleiche Querschnitte miteinander - zu verbinden sind.
Die bekannten - Verfahren zur Herstellung bzw. Anbringung derartiger Rohrstutzen an, den Behälterwandungen sind jedoch teils schwierig und teuer, teils nicht uneingeschränkt anwendbar. So erfordert das.mechanische Herausarbeiten der Rohrstutzen aus dem Vollen sehr viel Zerspanungsarbeit in zahlreichen verschiedenen Arbeitsgängen auf Speziälmaschinen, und das Herauspressen der Rohrstutzen .aus den Wandungen der Behälter, das an sich sehr gut bewährt ist, ist nicht mehr durchführbar, sobald die Wandstärke des Behälters, insbesondere im Verhältnis zu seiner lichten Weite, ein gewisses Maß überschreitet.
Diese Mängel werden. erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß Stangenstücke mit einem Durchmesser entsprechend dem Außendurchmesser der anzuschweißenden -Rohre in Löcher in der Behälterwandung eingesetzt, mit der Behälterwandung durch Schweißung verbunden und sodann entsprechend der lichten Weite - der anzuschweißenden Röhre ausgebohrt werden, wonach die Rohre -an die so gebildeten Rohrstutzen angeschweißt werden. Auf diese Weise lassen sich die Schweißverbindungen mit den stärken Behälterwandungen, obwohl unmittelbar in die Behälterwandungen eingeschweißt wird, einwandfrei und ohne Schwierigkeiten ausführen. Denn die erfindungsgemäß .verwendeten Stangenstücke sind ebenso wie die Behälterwandungen massig und nehmen die zum Schweißen zugeführte Wärme in genügend gleichem Maße auf, d. h. sie können zu gleicher Zeit wie die Behälterwandungen auf die erforderliche Temperatur gebracht werden. In weiterer Ausbildung des Verfahrens - nach der Erfindung kann die Wärmeableitung während des Schweißens bei Anwendung von dünnwandigen Rohrstücken an Stelle von Stangenstücken dadurch entsprechend der Wärmeableitung durch das dickwandige Werkstück verstärkt werden, daß das dünnwandige Rohrstück mit einem besonderen wärmeaufnehmenden und -ableitenden Körper gut' wärmeleitend verbunden wird, In. der Zeichnung ist dieses Verfahren an zwei Ausführungsbeispielen erläutert: Fig. i zeigt das Verfahren bei Anwendung von Stangenstücken und Fig. 2 bei Anwendung vorn Rohrstücken an Stelle .der Stangenstücke.
Es bedeutet i eine Hochdrucksammelkammer, an die dünnwandige Rohre 2 angeschlossen werden sollen. Hierzu werden in die Wandungen der Sammelkammern i :entsprechende Löcher gebohrt. In diese werden, -wie Fig. i zeigt, Stücke 4 einer vollen Stange, die den Außendurchmesser der anzuschweißenden Rohre 2 hat, eingesetzt. Um für diese Stang en:stücke q. Auflager zu schaffen, sind die Löcher 3 an ihrem inneren Ende auf .die lichte Weite der Rohre 2 abgesetzt. Entsprechend der Form der Auflagerflächen 6 sind die Enden der Stangenstücke 4 hergerichtet. Die Stangenstücke 4 werden sodann mit den Wandungen der Sammelkammer i verschweißt. Zur Aufnahme dieser Schweiße 5 sind die Löcher 3 nach außen kegelförmig erweitert.
Die große Masse der Stangenstücke 4 ergibt vollkommene Sicherheit dafür, daß die Wärmeableitung durch die Stangenstücke und durch die Behälterwandungen i ungefähr gleich ist. Die Stangenstücke 4 und die Behälterwandungen i nehmen an der Schweißstelle also- etwa die gleiche Temperatur an; womit die Vorbedingung für eine einwandfreie Schweißverbindung geschaffen ist. Der Bund 6 in den Löchern 3, der durch das Absetzen derselben :auf die lichte Weite der Rohre 2 entstanden ist, trägt hierbei auf seifen der Behälterwandungen i auch zur gleichmäßigem Gestaltung der Wärmeabfuhr von der Schweißstelle bei. Außerdem .ergibt der Bund 6 besonders günstige Vorbedingungen für einwandfreie Werkstoffverbindung an der Wurzel der Schweiße 5.
Während die Verbindungsstelle noch auf Schweißhitze ist, kann dann durch einen vom Innern der i angesetzten Preßstempel und gegebenenfalls mit Hilfe eines entsprechenden Gegenhalters -der Bund 6 in den Löchern 3 mit den Stangenstücken.. nach nach Art der an sich bekannten Preßschweißeng verbünden werden. Dabei kann durch entsprechende Gestaltung des Preßstempels und evtl. auch des Gegenhalters gleichzeitig die Schweiße 5 verdichtet werden. Hierdurch werden Fehlerquellen zwangsläufig ausgeschlossen. Bei dem Preßvorgang kann sodann die innere Kante 6 des Loches 3 in der Behälterwandung i; wie gestrichelt angedeutet ist, ausgerundet werden.
Erst durch das neue Verfahren kommen die Behälterwandungen i auf genügende Schweißhitze, um sich mit den Stang-enstükken 4 nach Art der Preßschweißung verbinden zu lassen. Die Vorbedingungen hierzu werden dabei .auch durch den Bund 6 in den Löchern 3 begünstigt.
Nach erfolgtem Anschweißen werden die -Stangenstücke 4, wie ebenfalls gestrichelt angedeutet ist, auf die lichte Weite der Röhre -- ausgebohrt. Zur Erleichterung dieses Ausbohrens sind die Stangenstücke 4. an ihrem freien Ende schon vor dem Anschweißen angebohrt. An die so gebildeten Rohrstutzen an " den Wandungen der Sammelkammer i lassen sich die mit dünnen Strichen ,angedeuteten.- Rohre 2 dann einwandfrei anschweißen. -Die an die dickwandigen Sammelkammern i anzuschweißenden dünnwandigen Werkstücke sind hierbei für das Anschweißen also zunächst mit einer wesentlich größeren Wandstärke ausgeführt, als sie für ihren Verwendungszweck benötigen. Nach dem Anschweißen wird dann der Teil des Materialquerschnitts, der lediglich für die Wärmeableitung während des Schweißens vorgesehen ist, entfernt. Die Homogenität des wärmeableitenden Querschnitts sichert hierbei den einwandfreien Abfluß der Wärme.
Um an Stelle der Stangenstücke 4 Rohrstücke mit dünner Wandstärke verwenden zu können, werden bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Rohrstücke während des Einschweißens in die Wandungen der Sammelkammner i mit einem Dorn ä aus einem Wärme . gut leitenden. Stoff, z. B. Stahloder Kupfer, ausgefüllt. Um hierbei die Wärmeableitung von den Rohrstutzen 7 an die Dorne 8 sicherzustellen., wird auf die Dorne 8 eine Zwischenschicht 9 aus einer ebenfalls Wärme gut leitenden. bildsamen Masse aufgebracht; die dann. alle Zwischenräume zwischen der Innenwandung der Rohrstutzen und den. Dornen 8 ausfüllt. Als eine solche Masse :eignet sich z. B. eine Metallpaste. Nachdem Einschweißen der Rohrstutzen 7 wer-: den die Dorne 8 entfernt. Dies kann :durch den Preßstempel zum Anpressen der Bunde 6 in den. Löchern 3 erfolgen.

Claims

PATrNTANspRÜci-ir: i. Verfahren zum Anschweißen dünnwandiger Rohre ran dickwandige Behälter, Sammelkammern o. dgl., insbesondere bei Hochdruckdampfkesseln, mittels an der Behälterwandung angebrachter Rehrstutzen von annähernd gleicher Wandstärke wie die anzuschweißenden Rohre, dadurch gekennzeichnet, daß Stangenstücke (q.) mit einem Durchmesser entsprechend dem Außendurchmesser der anzuschweißenden Rohre (2) in Löcher (3) in der Behälterwandung (i) eingesetzt, mit der Behälterwandung durch Schweißen verbunden. und sodann entsprechend der lichten Weite. der anzuschweißenden Rohre (2) ausgebohrt werden, wonach die Rohre (2) an die so gebildeten Rohrstutzen .angeschweißt werden. -2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangenstücke (q.) vor dem Einschweißen. in die Behälter. wandung (i-) an dem freien Ende angebohrt werden. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Stangenstücke Rohrstücke (7) verwendet werden, die während des Einschweißens mit einem Dorn (8) aus Wärme gut leitendem Stoff, z. B. Stahl .oder Kupfer, vorzugsweise unter Zuhilfenahme einer ebenfalls Wärme gut leitenden bildsamen Masse. (9), ausgefüllt werden. q.. Ausbildung der Behälterwandung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (3) in der Behälterwandung (i) abgesetzt ist, so daß flache :oder kegelige Auflagerflächen (6) für .die an ihrem -einen. Ende entsprechend hergerichteten Stangenstücke (4.) entstehen. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet",daß die Behälterwandung (i) in der Schweißhitze durch Pressen. mittels eines entsprechend geformten Stempels vom Innern des Behälters (i) mit dem Stangenstück (q.) innig verbunden wird, wobei gleichzeitig die Schweiße (5) verdichtet wird. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, .dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Preßvorgang :gleichzeitig die innere Kante .(6) des Loches (3) in der B:ehälterwandung (i) ausgerundet wird.