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Verfahren und Vorrichtung zum Elektroschweißen der Längsnähte von
Hohlkörpern, insbesondere von Rohren Bei der Elektroschweißung der Längsnähte von
Hohlkörpern, insbesondere von Rohren, ist es bekannt, innerhalb des Rohres entlang
der zu schweißenden Naht einen Gegenhalter in Form einer aus Kupfer oder Aluminium
bestehenden Schiene anzuordnen, um beim Schweißen der Naht ein Durchfließen des
flüssigen Schweißgutes zu vermeiden. Diese Kupfer- oder Aluminiumschiene wird mittels
eines Spannbalkens während der ganzen Schweißdauer auf ihrer ganzen Länge gegen
die Wurzelseite der zu schweißenden Naht angedrückt, wobei für das Andrücken des
Spannbalkens gegen die Schiene umständliche Andrück- und Spannvorrichtungen erforderlich
sind, die aus einer Reihe hydraulischer Zylinder, Abstützteller, Keilvorrichtungen
o. dgl. Andrückvorrichturgen bestehen. Derartige Andrück- und Spannvorrichtungen
erfordern für de-i beabsichtigten Zweck in ihrem Querschnitt eine verhältnismäßig
große Dimensionierung, sie können daher nur bei Rohren größeren Durchmessers Verwendung
finden, beispielsweise bei solchen mit einem Durchmesser von über 6oo mm. Bei im
Durchmesser kleinerenRohrenkönnensieinfolgeihresgroßen Querschnittes nicht mehr
in das zu schweißende Rohr eingebracht werden. Spannbalken der erwähnten Art sind
daher auch nicht für die Elektroschweißurg kleinerer Rohre bisher bekanntgeworden.
Hier hat man sich bei der Schweißung der Längsnaht in der Weise geholfen, daß man
an den zu schweißenden Rohren zunächst eine besondere Wurzelnaht von Hand vorlegte,
um hierauf mit dem automatischen Schweißkopf die Naht fertig schweißen zu körnen.
In den meisten Fällen aber lohnte sich bei der dünnen Wandstärke das Einspannen
der Rohre in die Schweißmaschine nicht mehr und dies führte dazu, daß man die Rohre
von einem gewissen
Durchmesser ab nur noch von Hand schweißte.
Neben dem in wirtschaftlicher Hinsicht großen Nachteil hat die Schweißung ohne inneren
Gegenhalter und nur von Hand auch noch den Mangel, daß die Naht an ihrer Wurzel
wegen des geringen Durchmessers des Rohres von innen nicht nachgeschweißt werden
kann, wodurch die Güte der Schweißnaht sehr in Frage gestellt ist.
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Um nun die den vorerwähnten Schweißeinrichtungen mit Spannbalken,
soweit man sie bisher für die Herstellung der Schweißnähte von Rohren größeren Durchmessers
verwendet hat, anhaftenden Nachteile zu vermeiden und dabei auch die Einrichtung
für das Schweißen der Nähte von Rohren kleineren Durchmessers verwenden zu können,
schlägt die vorliegende Erfindung vor, als Gegenhalter für die Schweißelektrode
ebenfalls eine durch Spannbalken gegen die Nahtwurzel anzupressende Kupfer- oder
Aluminiumschiene zu verwenden, jedoch mit dem Unterschied, daß erfindungsgemäß die
Schiene nicht mit vollerStärke auf ihrer ganzen Länge während der gesamten Schweißdauer
gegen die Nahtwurzel angepreßt wird, sondern nur stückweise nacheinander jeweils
an der augenblicklichen Schweißstelle; der volle Anpressungsdruck besteht also immer
nur unmittelbar unterhalb der Schweißelektrode. Dabei wird erfindungsgemäß weiterhin
eine den erwähnten Vorschlag ermöglichende; mit der Schweißelektrode vorbewegte
Anpreßvorrichtung, beispielsweise in Form eines Rollenwagens o. dgl., vorgeschlagen,
der den Anpreßdruck vom Spannbalken auf die Gegenschiene vermittelt und diese mit
großer Kraft forlaufend gegen die Wurzelseite der Schweißnaht anpreßt. Durch die
sogenannte bewegliche, nacheinander erfolgende örtliche Belastung kann der Spannbalken
gegenüber der bekannten Ausführung in seinem Querschnitt bedeutend herabgemindert
werden, wobei die infolge des geringeren Querschnittes-unvermeidliche, in zulässigen
Grenzen bleibende Durchbiegung des Spannbalkens durch Überhöhung der Rollbahn des
Anpreßwagens ausgeglichen wird, so daß die Durchbiegung auf die Anpressung der Schiene
keinerlei störenden Einfluß hat. Neben der Tatsache, daß bei dem erfindungsgemäßen
Vorschlag auch das Schweißgerüst gegenüber den bisher gebräuchlichen Schweißgerüsten
eire Vereinfachung erfahren kann, hat der Vorschlag noch den Vorteil, daß die Gesamtanpreßeinrichtung
für die Schiene in ihrem Querschnitt bedeutend kleiner gehalten werden kann als
bisher, sich also auch für Rohre kleineren Durchmessers verwenden läßt, die man
bisher nicht auf den bekannten Schweißeinrichtungen mit Spannbalken schweißen konnte,
sondern nur auf umständlichem Wege oder nur von Hand bei unzulänglicher Güte der
Schweißnaht.
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Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Schweißen der
Längsnähte von Hohlkörpern, insbesondere von Rohren, mittels eines durch Spannbalken
gegen die Nahtwurzel gepreßten Gegenhalters in Form einer Kupfer- oder Aluminiumschiene,
wobei die Erfindung darin besteht, daß die Gegenschiene nur stückweise nacheinander
immer nur unmittelbar unterhalb der sich fortbewegenden Schweißelektrode mittels
des Spannbalkens ihren vollen Anpressungsdruck erhält, wobei als Anpreßvorrichtung
für die Qegenschiene eine sich mit der Schweißelektrode vorbewegende Einrichtung
Verwendung findet, die eine für ihren Verwendungszweck hinreichende und ihre Verwendung
auch bei Rohren kleineren Durchmessers ermöglichende Abmessung erhält und dabei
gleichzeitig auch eine Vereinfachung des Schweißgerüstes züIäßt.
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In der Zeichnung ist eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete
Anpreßvorrichtung in Form eines Rollenwagens in zwei verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten
veranschaulicht, wobei die Abb. i bis 3 die erste Ausführung darstellen, während
die Abb. 4 die zweite Ausführung wiedergibt.
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Bei der ersten Ausführung, von der Abb. i eine Seitenansicht und Abb.
2 und 3 Querschnitte darstellen, wird ein Spanndorn i verwendet, auf den das zu
schweißende Rohr 2 durch Anheben des Spanndornendes mittels Hebezylinders 5 aufgeschoben
werden kann. Nach Aufbringen des Rohres 2 auf den Dorn i heben die Andrückzylinder
3 und 4 den Spanndorn i mit dem Rohr 2 an und drücken dieses über die Kupferschiene
6 (Abb. 3) gegen das Schweißgerüst 7. Damit ist das Rohr in der Einrichtung vorgespannt
und die Kupferschiene 6 in dem sich über die ganze Spanndornlänge erstreckenden
Gehäuse 8 abgestützt. Hierauf werden die Schweißkanten des Rohres 2 durch die Druckschrauben
9, en deren Stelle auch Druckzylinder treten können, auf das erforderliche Maß zusammengedrückt.
Beim Einschalten des Schweißstromes wird der in dem Gehäuse 8 angeordnete Rollenwagen
io mittels einer in Abb. i angedeuteten endlosen Kette i i durch ein Reduziergetriebe
12 in Schweißrichtung fortbewegt, und zwar mit der Schweißgeschwindigkeit an der
Schweißnaht entlang. Auf seinem Wege konzentriert der Rollenwagen io infolge der
steigenden Ausbildung seiner Rollenbahn 13 (Abb. i) den Anpreßdruck auf eine verhältnismäßig
kurze Strecke und drückt hier mit der ganzen Hubkraft der Andrückzylinder 3 und
4 die Kupferschiene 6 gegen die Wurzelseite der Schweißnaht. Die Länge des Druckeinflusses,
der von Rollenwagen io aus gegen die Kupferschiene ausgeübt wird, ist mit der Biegsamkeit
des Spannbalkens 14 veränderlich. Diese Biegsamkeit kann durch Einschnitte im Spannbalken
beeinflußt werden. Sind Schweißelektrode und Rollenwagen io am Ende des Rohres angelangt,
so ist die Schweißnaht fertig. Der Druck aus den Druckzylindern 3 und 4 wird alsdann
abgelassen, und der Spanndorn i geht in die Ausgangsstellung zurück, wobei er das
fertige Rohr auf den Rollgang 15 ablegt, der es dann aus dem Bereich der Schweißeinrichtung
fortbewegt. Hierauf bekommt der Anhebezylinder 5 Druckwasser und hebt den Spanndorn
i am Ende leicht an, wodurch der Weg zum Abfahren des fertigen Rohres und Einbringen
des nächsten zu schweißenden Rohres freigegeben ist. Zur Kühlung der Kupferschiene
können durch den Schweißbalken 14 (Abb. 3) Kühlrohre 16 gelegt oder das ganze Gehäuse
8 mit durchströmendem Kühlwasser angefüllt werden.
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Man kann auch die Einrichtung so treffen (vgl. Abb. 4), daß der Spanndorn
fortfällt, indem man den Rollenwagen o. dgl. so groß wählt, daß er zusammen mit
der Gegenschiene das zu schweißende Rohr ausfüllt
und in diesem
an der Schweißnaht entlang geführt wird. Der Anpreßdruck wird dabei mittels Stellschrauben,
Federn o. dgl., durch Engerstellung der Laufrollen oder durch t`bermessung des Durchmessers
der Druckrolle des Wagens von der Elastizität des Rohres erzeugt und über den Wagen
der Gegenschiene zugeführt. Hier ist der Spannbalken fortgelassen, und die Druckrolle
18 des Wagens ist so bemessen, daß der Rollenwagen sich über die Schweißschiene
gegen die Innenwand des zu schweißenden Rohres abstützt. Die Rolle i8 ist zu diesem
Zweck auswechselbar, um in ihrem Durchmesser dem Rohrdurchmesser angepaßt werden
zu können, zu welchem Zweck auch die Laufrollen i9 und 20 des Wagens in ihrem Abstand
voneinander verstellbar sind. Als Gegenhalter wird auch hier vorteilhaft eine Kupferschiene
21 verwendet, die von innen gegen die Nahtwurzel gelegt und beim Laufen des Wagens
nacheinander mittels der Rolle 18 angepreßt wird, wobei die Schiene 21 in einfachster
Weise mittels Klammern 22 mit ihren Enden an das zu schweißende Rohr gehängt wird.
Der Rollenwagen kann auch hier in der gleichen Weise wie bei der ersterwähnten Ausführung
durch ein außen angebrachtes Reduziergetriebe 23 mittels Kette oder Seiles angetrieben
werden.
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Wie bereits oben erwähnt, läßt der erfindungsgemäße Vorschlag auch
eine wesentliche Vereinfachung des Schweißgerüstes gegenüber den bisherigen Schweißgerüstausführungen
zu. Als Schweißgerüst kann erfindungsgemäß ein dickwandiges Rohr 7 Verwendung finden,
das über seine ganze Länge mit einem Schlitz 24 zur Durchführung der Schweißelektrode
versehen wird. In dieses Rohr wird die gesamte Hub- und Spannvorrichtung einschließlich
des Transportrollganges 15 eingebaut. Zum Anheben des Spanndornes an der Rohreinführseite
wird hier noch ein Anhebezylinder vorgesehen, der auch zum Loslösen der etwa am
Rohr anklebenden Kupferschiene verwendet werden kann.
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Die Vorrichtung kann sinngemäß auch für Autogenschweißung Anwendung
finden.