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Verfahren und Vorrichtung zum Stumpfschweißen von Rohren Außer durch
autogenes Schweißen können Siederohre auch mittels des elektrischen Abbrenn-Stumpfschweißverfahrens
miteinander verbunden «erden. Dieses geht in der Weise vor sich, daß die beiden
miteinander zu verschweißenden Rohre jeweils durch Elektroden in Form von Einspannbacken
aus Kupfer mit hoher natürlicher Leitfähigkeit und genügend hoher Festigkeit mit
dem Plus- und Minuspol des Schweißstromes verbunden werden und daß dann die beiden
Rohre so weit genähert werden, daß der elektrische Lichtbogen überspringt. Die Stoßflächen
der zusammenzuschweißenden Rohre brauchen bei der Abbrennschweißung nicht sauber
bearbeitet zu werden. Es entstehen durch die ungleichmäßigen Berührungspunkte und
durch oftmaliges kurzes Hinundherbewegen der Klemmbacken und die damit verbundene
Unterbrechung der Stoßflächen zwischen den einzelnen zur Berührung gelangenden Punkten
infolge der dort herrschenden hohen Stromdichten flüssige Strombrücken, die explosionsartig
unter heftigem Funkenregen aus den Stoßstellen herausdrängen. Da der Ansatzpunkt
der Strombrücke durch diesen Abbrand ständig wechselt, kommen die Stoßflächen sehr
schnell auf eine gleichmäßig Bolle Erhitzung, so daß, sobald diese weit genug geliehen
ist, der Sprühvorgang ohne Zurückziehen der Klemmbacken bei langsamem Vorschub aufrechterlialten
werden kann und damit der Abbrennprozeß gleichmäßig vor sich geht. Sobald dieses
der lall ist, schließt sich unmittelbar nach Abschalten des Schweißstromes der Stauchvorgang
an, und es entsteht eine innige Verbindung des auf Schmelzhitze gebrachten Querschnittes
der beiden zu verschweißenden Rohrenden. Bei diesem Stauchvorr;ang wird aus der
Schweißfuge der verflüssigte \\'erkstoft und evtl. sich bildende Schlacke herausgequetsclit,
und es bildet sich ein scharfer Grat, der entweder noch in rot«-armein Zustand durch
11eifieln
oder nach dem Erkalten durch Fräsen oder Schmirgeln oder
eine sonstige Entgratungsvorrichtung entfernt wird.
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Während bei der autogenen Schweißung von Rohrwerkstoffen eine derartige
Gratbildung nicht auftritt, bedeutet sie bei der elektrischen Abbrenn-Stumpfschweißung
einen nicht verkennbaren Nachteil, da die Entfernung des Grates einen zusätzlichen
Arbeitsvorgang erfordert, der zeitraubend ist und die Länge der miteinander zu verschweißenden
Rohre begrenzt. Die Entfernung des Grates, der sich am äußeren Rohrumfang bildet,
bereitet keine Schwierigkeiten, da dieses durch Abschmirgeln leicht vorgenommen
werden kann. Die Entfernung des Grates am inneren Umfang dagegen kann nur durch
an Stangen geführte Meißel, Fräser oder sonstige Gratentferner vorgenommen werden.
Die Länge der Stangen ist aber begrenzt, so daß auch die Länge der zu verschweißenden
Rohre hiernach zu bemessen ist.
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Nachstehend beschriebene Erfindung befaßt sich mit einem Abbrenn-Stumpfschweißverfahren,
bei dem der am Innern des Rohrumfanges sich bildende Grat, also der Grat, dessen
Entfernung bei den bisher bekannten Verfahren als großer Nachteil anzusehen ist
und die Verwendung von Rohren nur begrenzter Länge zuläßt, beseitigt wird. Der Erfindungsgedanke
geht davon aus, daß die aus der Schweißfuge beim Zusammenstauchen herausquellenden
flüssigen Werkstoff- und Schlackenteilchen nicht nach innen und außen, sondern nur
nach außen herausgequetscht werden. Dieses erfolgt gemäß der Erfindung dadurch,
daß unmittelbar nach dem Aussetzen des Schweißstromes und unmittelbar vor Beginn
des Stauchprozesses einKühlmittelstrom durch das zu verschweißende Rohr hindurchgeführt
wird, der die innere Rohrhaut im Bereich der auf Schmelzwärme erhitzten Schweißfuge
kurzzeitig so unterkühlt, daß sie beim Zusammenstauchen der beiden Rohrenden starr
ist und somit den flüssigen Werkstoff- und Schlackenteilchen den Eintritt in das
Rohrinnere verwehrt und diese dadurch gezwungen «erden, nach außen zu wandern, um
am äußeren Rohrumfang auszutreten. Sobald die Stauchung vollzogen ist, findet innerhalb
der Rohrwand ein «'ärmeausgleich statt, der genügt, um auch die innere unterkühlte
Rohrhaut der beiden Rohre wieder zu erhitzen, so daß auch für die innere Rohrhaut
eine gegenseitige Bindung eintritt. Als Kühlmittel wird zweckmäßig Preßluft gewählt,
es kann aber auch jedes andere geeignete Medium, sei es z. B. Kohlensäure oder Dampf,
zur Anwendung gelangen, erforderlichenfalls kann auch, wie es beispielsweise bei
der Verschweißung von legierten Werkstoffen erwünscht ist, ein geeignetes Schutzgas
verwendet werden.
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Die Vorteile der Erfindung liegen auf der Hand; die Entfernung des
inneren Grates entfällt, und die Länge der zur Verschweißung gelangenden Rohre kann
beliebig gewählt werden, da der Reichweite der Kühlmittel keine Grenzen gesetzt
sind. Die Anwendung des Verfahrens kann mit den bisher bekannten Einrichtungen zum
Abbrenn-Stumpfschweißen vorgenommen werden. Es ist lediglich ein Impulsgeber anzubringen,
der zwischen dem Aussetzen des Schweißstromes und dem Einsetzen des Stauchprozesses
ein Kühlmittelventil öffnet und schließt, damit der Kühlmittelstrom zur rechten
Zeit an die zu verschweißende Stelle gelangt. Dieses kann durch ein einfaches Relais
bewirkt werden, das nach dem Abstellen des Schweißstromes anspricht. Das Relais
wird zweckmäßig einstellbar gestaltet, da je nach derLänge der zuverschweißenden
Rohre, die Durchströmzeit und -menge des Kühlmittels reguliert werden muß.