DE919619C

DE919619C - Pipe and process for its manufacture

Info

Publication number: DE919619C
Application number: DEB21632A
Authority: DE
Inventors: Arthur M Wallace
Original assignee: Bundy Tubing Co
Current assignee: Bundy Tubing Co
Priority date: 1951-09-10
Filing date: 1952-08-17
Publication date: 1954-10-28

Description

Rohr und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrausbildung und auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Rohre; sie betrifft insbesondere Rohre, die aus Bandmetall gefertigt werden und eine Längsnaht besitzen.Tube and method of making it The invention relates to to a tube formation and to a method for producing such tubes; she relates in particular to pipes made from strip metal and a longitudinal seam own.

Mit der Erfindung wird eine verbesserte Rohrausführung bezweckt und ebenfalls eine verbesserte Verfahrensart, wobei das Rohr eine Naht aufweist, deren Zwischenflächen mittels eines zusätzlichen Bindemetalls, z. B. eines Löt- oder Hartlötmetalls, miteinander verbunden sind. Das erfindungsgemäße Rohr wird vorzugsweise durch Überführung des Streifenmetalls in Rohrform gewonnen, wobei die Rohrwand aus dem Ausgangsmaterial in einem einzigen Arbeitsgang gebildet wird und die Kanten des Ausgangsstreifens an den Zwischenflächen durch Lötung oder Hartlötung miteinander verbunden werden. Bei einer durch Lötung oder Hartlötung hergestellten Verbindung oder Naht dieser Art ist es erwünscht, zwischen die zu verbindenden Teile einen dünnen Film aus Bindemetall verfügbar zu haben. Nach der Erfindung wird das .Bnndemetall in festem Zustand in den Zwischenflächenbereich eingebracht und danach in den schmelzflüssigen Zustand übergeführt, um die Verbindung der Zwischenflächen herzustellen. Ein Streifen oder Band aus Bindemetall, der diesem Zweck dienen soll, würde so dünn und blattförmig sein, daß es sehr schwierig wäre, das Metall in die Naht einzubringen, da es in sich nicht genügend kräftig wäre, um- die Handhabung und sonstigen bei der Rohrherstellung auftretenden Beanspruchungen zu widerstehen.With the invention an improved pipe design is aimed and also an improved type of method, wherein the tube has a seam, the Interfaces by means of an additional binding metal, e.g. B. a brazing or brazing metal, are connected to each other. The pipe according to the invention is preferably made by transfer of the strip metal obtained in tube form, the tube wall from the starting material is formed in a single operation and the edges of the starting strip be connected to one another at the intermediate surfaces by soldering or brazing. In the case of a connection or seam made by soldering or brazing, this It is desirable to place a thin film of binding metal between the parts to be connected available. According to the invention, the .Bnndemetall in a solid state in introduced the interfacial region and then in the molten state transferred to establish the connection of the intermediate surfaces. A strip or Ribbon of binding metal intended to serve this purpose would be so thin and leaf-shaped be that it would be very difficult to get the metal into the seam as it would in would not be strong enough to handle the pipe and other things to withstand the stresses that arise.

Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Trägerstreifen für das Bindemetall verwendet, und dieser Trägerstreifen wird in die Naht eingeführt. Der Trägerstreifen ist mit der erforderlichen dünnen Schicht aus Bindemetall versehen; auf diese `''eise wird durch Einführung des Trägerstreifens in den zwischen den Kanten des das Rohr bildenden Streifens offenen Spalt das Bindemetall eingebracht und zwischen den Zwischenflächen festgehalten. Der Trägerstreifen kann aus dem gleichen Metall bestehen wie der Hauptstreifen, aus welchem das Rohr hergestellt wird.Accordingly, the present invention provides a carrier strip for the binding metal is used, and this carrier strip is inserted into the seam. Of the Carrier strip is provided with the required thin layer of binding metal; in this way, by inserting the carrier strip into the between the Edges of the open gap forming the tube strip introduced the binding metal and held between the intermediate surfaces. The carrier strip can be made up of the same Metal are like the main strip from which the pipe is made.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Nahtausbildung, wobei die Breite der Zwischenflächen derart bemessen ist, daß die erforderliche Nahtfestigkeit gewährleistet ist. Eine bevorzugte Nahtform ist eine solche mit Verlaschung.The invention also relates to a seam formation, the width of the intermediate surfaces is dimensioned such that the required seam strength is ensured is. A preferred form of seam is one with lashing.

Die Erfindung wird aus der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung näher erläutert, und zwar in Verbindung mit der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt Fig. i eine allgemeine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung von Rohren nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. i in vergrößertem Maßstab, wobei eine Vorbehandlung des Metallstreifens veranschaulicht ist, Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung nach Linie III-III der Fig. i, wobei eine Teilformung des Ausgangsstreifens veranschaulicht ist, Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung nach Linie IV-IV der Fig. i, wobei ein weiterer Schritt der Rohrformung und die Einführung des Nahteinsatzes oder Trägerstreifens veranschaulicht werden, Fig. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung nach Linie V-V der Fig. i, wobei der abschließende Verfahrensschritt bei der Rohrherstellung dargestellt ist, Fig. 6 ein fertiges Rohrstück in perspektivischer Darstellung, Fig. 7 einen vergrößerten Querschnitt des Trägerstreifens mit Darstellung des Überzugs aus Bindemetall.The invention will become apparent from the following detailed description explained in more detail, in conjunction with the drawing; shows in the drawing Fig. I is a general schematic representation of a plant for the production of Pipes according to the invention, Fig. 2 shows a cross section along line II-II of Fig. I on an enlarged scale illustrating a pretreatment of the metal strip Fig. 3 is an enlarged sectional view along line III-III of Fig. i, wherein a partial shaping of the starting strip is illustrated, FIG. 4 an enlarged Sectional view along line IV-IV of FIG. I, with a further step of tube forming and illustrate the introduction of the suture insert or backing strip, Fig. 5 is an enlarged sectional view along line V-V of Fig. I, wherein the The final process step in the pipe production is shown, FIG. 6 a finished pipe section in perspective, FIG. 7 an enlarged Cross-section of the carrier strip showing the binding metal coating.

Die für die Herstellung des Rohres verwendeten Ausgangsmaterialien können sehr verschiedener Art sein. Ein wichtiges Beispiel ist ein Rohr aus einem Stahlband unter Verwendung eines ebenfalls aus Stahl bestehenden Trägerstreifens, wobei die Zwischenflächen mittels Kupfer hart verlötet sind. Das Bindemetall kann im wesentlichen aus reinem Kupfer bestehen; man kann aber auch Kupfer verwenden, welches mit Zinn, Zink oder anderen Metallen legiert ist. Das Bindemetall kann ein Lotmetall, insbesondere ein Hartlot sein, wofür Silberlot als Beispiel dienen mag. Die Grenze zwischen einem Lotmetall und einem Hartlot ist etwas unbestimmt; daher soll im Sinne der Erfindung kein Unterschied bestehen, ob das Bindemetall als Hartlot oder als Lotmetall bezeichnet wird. Das für den Ausgangsstreifen und den Trägerstreifen verwendete Metall kann ebenfalls sehr verschiedenartig sein, und die Bindemetalle werden jeweils so ausgewählt, daß sie sich für die Herstellung einer befriedigenden Verbindung bei dem gewählten Streifenmaterial eignen. Zur Erläuterung der Erfindung mag es zweckdienlich sein, die Rohrherstellung zu veranschaulichen, wobei von einem Stahlstreifen ausgegangen wird und die Zwischenflächen mittels Kupfer hart verlötet werden.The raw materials used to manufacture the pipe can be of very different types. An important example is a pipe made from one Steel belt using a carrier strip also made of steel, the intermediate surfaces are brazed by means of copper. The binding metal can consist essentially of pure copper; but you can also use copper, which is alloyed with tin, zinc or other metals. The binding metal can be a Solder metal, in particular a hard solder, for which silver solder may serve as an example. The boundary between a solder metal and a hard solder is somewhat vague; therefore In the context of the invention, there should be no difference whether the binding metal is a hard solder or referred to as solder metal. That for the starting strip and the carrier strip The metal used can also be very diverse, and the binding metals are each chosen so that they are suitable for the production of a satisfactory Connection with the selected strip material. To explain the invention it may be useful to illustrate pipe making, from one Steel strips are assumed and the intermediate surfaces are brazed using copper will.

Der für die Rohrherstellung verwendete Streifen ist auf einer Spule i aufgewickelt, von welcher der Streifen 2 abgenommen werden kann. Auf den ablaufenden Streifen wirken zuerst diebeiden Walzeng. und 5 ein, welche gemäß Fig. 2 die Ränder des Bandes abschrägen. Die Ränder werden zweckmäßig so behandelt, daß sie eine Doppellaschenausbildung erhalten, wobei jede Kante einen Schrägtei17 bzw.7a, einen Zwischenteil 8 bzw. 8a und einen einwärts liegenden Schrägteil 9 bzw. ga aufweist. Der Streifen 2 wird in der Längsrichtung bewegt, und zwar mit Bezug auf Fig. i von links nach rechts, und dabei in Rohrform umgestaltet. Rohrwalzwerke dieser Art und für ähnliche Zwecke sind allgemein bekannt. Daher ist die Darstellung nach Fig. i sehr schematisch gehalten. Formgebungswalzen i i und 12 kommen gemäß Fig. 3 zur Wirkung, wobei der Streifen eine im wesentlichen U-förmige Gestalt erhält.The strip used for pipe production is on a spool i wound up, from which the strip 2 can be removed. On the expiring Stripes act first on the two rollers. and 5, which according to FIG. 2, the edges bevel the tape. The edges are expediently treated so that they have a double flap formation obtained, with each edge having a bevel 17 or 7a, an intermediate part 8 or 8a and an inward sloping part 9 or ga. The strip 2 will moved in the longitudinal direction, from left to right with reference to FIG. and redesigned in the form of a tube. Tube rolling mills of this type and for similar purposes are well known. The illustration according to FIG. I is therefore kept very schematic. Forming rollers i i and 12 come into effect according to FIG. 3, the strip is given a substantially U-shaped shape.

Wie in Fig. i in gestrichelten Linien dargestellt ist, ist ein Dorn 14 vorgesehen, welcher an einem Ende mittels einer Konsole 15 gehalten wird. Dieser Dorn ragt in das entstehende Rohr hinein.As shown in dashed lines in Figure i, is a mandrel 14 is provided, which is held at one end by means of a console 15. This The mandrel protrudes into the pipe being created.

Solange der Streifen noch nicht geschlossen ist, wird der Trägerstreifen ig eingeführt, welcher von der Spule i8 abgewickelt wird. Der Trägerstreifen wird mittels einer Vorrichtung 2o geführt und in der Nähe eines Paares von Formwalzen 21 in die Naht eingeführt; die Walzen 2i laufen um vertikale Achsen. Unmittelbar hinter den Walzen 21 sind zwei ähnliche Formwalzen 23 und 24 vorgesehen, welche ebenfalls um senkrechte Achsen laufen. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, nimmt der Trägerstreifen i9 eine solche Stellung ein, daß er schließlich in die Längsnaht zu liegen kommt.As long as the strip is not closed, the carrier strip is ig introduced, which is unwound from the coil i8. The carrier strip will guided by means of a device 2o and in the vicinity of a pair of forming rollers 21 inserted into the seam; the rollers 2i run about vertical axes. Direct behind the rollers 21 two similar forming rollers 23 and 24 are provided, which also run around vertical axes. As can be seen from Fig. 4, the takes Carrier strip 19 is in such a position that it is finally in the longitudinal seam comes to rest.

Der Trägerstreifen ist etwa halb so dick wie der Streifen 2; er kann gewünschtenfalls so vorgeformt sein, daß er genau auf den vorgeformten Kanten des Streifens 2 anliegt. Wie ersichtlich, sind die Kanten des Trägerstreifens ig gelascht oder verlaufen unter einem Winkel. Die Kanten des Streifens sind mit einem Überzug aus Bindemetall versehen, wie dies bei 26 und 27 veranschaulicht ist, auch die Außen-und Innenflächen sind mit Bindemetall beschichtet, wie es bei 28 und 29 gezeigt ist. Wie bereits erwähnt, bildet das Bindemetall eine solch dünne Schicht, daß ein Blattstreifen oder ein blattförmiges Band nicht genügend kräftig wäre, um bei dem Herstellungsverfahren gehandhabt und zwischen die Kanten des Streifens :2 eingeführt zu werden. Der Trägerstreifen ig ist jedoch genügend dick und kräftig; er bringt demgemäß das Bindemetall in die richtige Lage und hält es darin fest.The carrier strip is about half as thick as the strip 2; he can if desired, be preformed so that it fits exactly onto the preformed edges of the Strip 2 is applied. As can be seen, the edges of the carrier strip are lashed or run at an angle. The edges of the strip are coated made of binding metal, as illustrated at 26 and 27, also the outer and Inner surfaces are coated with binder metal as shown at 28 and 29. As already mentioned, the binding metal forms such a thin layer that a strip of sheet is formed or a sheet-shaped band would not be strong enough to be used in the manufacturing process handled and inserted between the edges of the strip: 2. The carrier strip However, ig is sufficiently thick and strong; accordingly he brings the binding metal into the correct position and hold it in place.

Hinter den Walzen 23 und 24 befinden sich Walzen 32 und 33, welche die Verformung des Streifens 2 im wesentlichen vervollständigen. Die anschließenden Walzen 34 und 35 können als Druckwalzen ausgeführt sein, welche den Streifen 2 und den Trägerstreifen ig um den Dorn 14 zusammenpressen, wie es in Fig. 5 veranschaulicht ist. Der Streifen i9, der entsprechend der Darstellung keine Vorverformung erfahren hat, wird auf diese Weise dem erforderlichen Druck ausgesetzt und so geformt, daß er im wesentlichen an den vorgeformten Flächen des Streifens 2 zur Auflage kommt; dabei können die vorgeformten Flächen der gelaschten Kanten des Streifens 2 etwas deformiert werden. Die Kaltverarbeitung, welcher die Metallstreifen ausgesetzt werden, hat zur Folge, daß die Streifen ihre aus Fig. 5 ersichtliche Lage beibehalten.Behind the rollers 23 and 24 are rollers 32 and 33, which substantially complete the deformation of the strip 2. The subsequent Rollers 34 and 35 can be designed as pressure rollers, which the strips 2 and compress the carrier strip ig around the mandrel 14, like it in Fig. 5 is illustrated. The strip i9, which according to the illustration is no Has undergone pre-deformation, the required pressure is applied in this way and shaped so that it is substantially on the preformed surfaces of the strip 2 comes into play; the preformed surfaces of the flanged edges of the strip 2 are slightly deformed. The cold processing, which the metal strips are exposed, has the consequence that the strips their from Fig. 5 can be seen Maintain location.

Wenn der das Rohr bildende Streifen und der Trägerstreifen auf diese Weise gemäß Fig. 5 zusammengepreßt sind, wird das Bindemetall auf den Oberflächen des Trägerstreifens zwischen den Flächen des Trägerstreifens und den Flächen der Längskanten des Streifens 2 fest erfaßt. Die -Beschichtung 26 kommt im wesentlichen auf dem gelaschten Teil 9a zur Anlage, ein Teil der Schicht 28 liegt an den Flächen 7a und 8a an, während ein Teil der Schicht 28 auf der Außenfläche des Rohres frei liegt, wie aus Fig.6 erkennbar ist. In ähnlicher Weise erhält die Schicht 27 eine Flächenauflage an dem gelaschten Teil 9; von der Schicht 29 liegt ein Teil an den Flächen 8 und 9 an, während der restliche Teil der Schicht 29 an der Innenseite des Rohres frei liegt. Da der Trägerstreifen und die vorbereiteten Kanten des Streifens 2 während der Druckausübung etwas deformiert werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, so bestehen zwischen den oben beschriebenen Zwischenflächenteilen des fertigen Rohres keine scharfen Trennlinien. Mit anderen Worten, die verschiedenen Flächen der Kanten des Streifens 2 und die Flächen des Trägerstreifens gehen ineinander über.When the strip forming the tube and the carrier strip on this Manner according to Fig. 5 are pressed together, the binder metal on the surfaces of the carrier strip between the surfaces of the carrier strip and the surfaces of the Longitudinal edges of the strip 2 firmly captured. The coating 26 essentially comes on the lashed part 9a to rest, part of the layer 28 lies on the surfaces 7a and 8a, while part of the layer 28 is exposed on the outer surface of the pipe is, as can be seen from Fig.6. In a similar way, the layer 27 receives a Surface support on the lashed part 9; of the layer 29 is a part of the Areas 8 and 9, while the remainder of the layer 29 is on the inside of the pipe is exposed. As the carrier strip and the prepared edges of the strip 2 are slightly deformed during the application of pressure, as shown in Fig. 5, so exist between the above-described interface parts of the finished pipe no sharp dividing lines. In other words, the different faces of the edges of the strip 2 and the surfaces of the carrier strip merge into one another.

Das auf diese Weise geformte Rohr kann unmittelbar nach seiner Fertigung in und durch einen geeigneten Ofen oder Beheizungszone 40 geleitet werden, wo das Bindemetall geschmolzen wird, so daß nach Abkühlung und Verfestigung die Zwischenflächen miteinander verbunden sind. Das Rohr kann beim Austritt aus dem Beheizungsbereich in die Atmosphäre gekühlt werden; es kann aber auch dem atmosphärischen Einfluß entzogen werden, bis es genügend abgekühlt ist und das Bindemetall sich verfestigt hat.The tube formed in this way can be used immediately after its manufacture in and through a suitable oven or heating zone 40 where the Binding metal is melted, so that after cooling and solidification the intermediate surfaces are connected to each other. The pipe can exit the heating area be cooled into the atmosphere; but it can also be influenced by the atmosphere be withdrawn until it has cooled sufficiently and the binding metal solidifies Has.

Nach der Darstellung wird das gesamte Rohr durch die Erhitzungszone durchgeführt mit dem Ergebnis, daß das Rohr vollständig erwärmt wird; es ist jedoch nur erforderlich, den Teil des Rohres längs der Naht zu erhitzen, um die Verlötung zu bewerkstelligen. Das bedeutet, daß man das Rohr nur örtlich zu erhitzen braucht, und zwar in der Nähe der Naht. Unter der Erhitzung des Rohres oder der Wärmebehandlung zum Zweck der Verlötung soll daher im Sinne der Erfindung sowohl die Erhitzung des gesamten Rohres als auch die Erhitzung des Lotnahtbereichs verstanden werden. Das fertige Rohr hat das aus Fig. 6 erkennbare Aussehen. Die Verbindung ist dank der Laschenbildung sehr kräftig. Die Breite jeder Lotnaht ist größer, als es der Wanddicke des Rohres entspricht. Durch Anbringung der Doppelverlaschung ist die Breite der Naht an den Zwischenflächen genügend groß, um die gewünschte kräftige Verbindung zu verwirklichen; dabei besteht aber an den zugespitzten Flächen 7 und 711 kein zu spitzer Winkel. Auf diese Weise wird die Außenkante des Streifens 2 nicht unzulässig stark zugespitzt und verjüngt, wie es der Fall wäre, wenn nur eine einfache Verlaschung vorgesehen wäre. Der mittels der Walzen 34 und 35 in Zusammenwirkung mit dem Dorn 1q. ausgeübte Druck preßt den Mittelteil des Trägerstreifens i9 zusammen und verringert dessen Stärke, so daß der Trägerstreifen zuverlässig in seiner Lage bleibt.As shown, the entire tube goes through the heating zone performed with the result that the pipe is fully heated; However, it is only required to heat the part of the pipe along the seam to complete the soldering to accomplish. This means that you only need to heat the pipe locally, namely near the seam. Under the heating of the pipe or the heat treatment for the purpose of soldering, both the heating of the entire pipe as well as the heating of the solder seam area can be understood. That The finished tube has the appearance shown in FIG. The connection is thanks to the Very strong tab formation. The width of each solder seam is greater than the wall thickness of the pipe. By attaching the double lashing, the width is the Seam at the intermediate surfaces large enough to create the desired strong connection to realize; but there is none at the pointed surfaces 7 and 711 too acute angle. In this way the outer edge of the strip 2 does not become impermissible sharply pointed and tapered, as would be the case if only a simple lashing would be provided. The means of the rollers 34 and 35 in cooperation with the mandrel 1q. applied pressure compresses and decreases the central portion of the carrier strip i9 its strength, so that the carrier strip remains reliably in its position.

Bei dieser Herstellungsart bildet das Bindemetall, wie bereits erwähnt, eine sehr dünne Schicht; es besteht daher keine Gefahr, daß das Metall im schmelzflüssigen Zustand aus dem Zwischenraum zwischen den einander zuweisenden Flächen herausfließt. Das mag teilweise darauf zurückzuführen sein, daß der Spalt zwischen diesen Flächen so eng ist, daß das geschmolzene Metall durch Kapillarwirkung festgehalten wird. Es ergibt sich daraus, daß das Rohr sowohl innen wie außen sehr sauber bleibt. Es bilden sich weder auf der Außenseite noch auf der Innenseite Spritzer oder Flecken aus Bindemetall. Darüber hinaus werden die frei liegenden Teile der Seitenflächen des Trägerstreifens entsprechend dem Verlauf der Innen- und Außenfläche des Streifens 2 angepaßt, so daß ein wirklich rundes Rohr mit glatter Innen- und Außenfläche erhalten wird.In this type of production, the binding metal forms, as already mentioned, a very thin layer; there is therefore no risk of the metal in the molten liquid State flows out of the space between the facing surfaces. This may be due in part to the gap between these surfaces is so narrow that the molten metal is held in place by capillary action. It follows that the pipe remains very clean both inside and out. It There will be no splashes or stains on the outside or the inside made of binding metal. In addition, the exposed parts of the side surfaces of the carrier strip according to the course of the inner and outer surface of the strip 2 so that a really round tube with a smooth inner and outer surface is obtained will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Metal pipe, characterized by its composition from a wide and a narrow longitudinal strip, which leads to the tubular profile supplement and at their abutting edges by means of one formed from an edge coating Solder or brazed seam are connected to one another.

2. Metal pipe according to claim i, characterized in that the narrow strip carries the solder coating.

3. Metal pipe according to claim i or 2, characterized in that the longitudinal strips are oblique Edges are limited and that the part formed by the narrow longitudinal strips outer pipe surface opposite the corresponding part of the inner pipe surface in the Circumferential direction is offset. q ..

Metal pipe according to claim 3, characterized in that that the edges of the wide longitudinal strip projecting tongues in the circumferential direction of about half the wall thickness, of which one in the course of the outer Pipe wall, the other runs in the course of the inner pipe wall.

5. Method of manufacture of metal pipes according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a wide Metal strip is reshaped into a hollow body, which is the main part of the pipe forms, whereupon a narrow carrier strip is inserted, which on the surfaces those between the oppositely directed Edges of the first Of the strip and form interacting intermediate surfaces with the latter, is coated with binding metal, and that the whole thing for the purpose of melting the binding metal heated and then cooled to harden the binding metal and the interfaces to connect with each other.

6. The method according to claim 5 for the production of pipes according to claim 4, characterized by the insertion of one at both longitudinal edges beveled carrier strip of lower thickness compared to the main strip and by exerting such a pressure on the pipe blank that the carrier strip is deformed and hugs the tongue surfaces of the main strip.

7th Method according to one of Claims 5 and 6, characterized in that the main strip during its deformation and bending and the carrier strip during its union wander lengthways with the main stripe. Printed publications: German U.S. Patent No. 708104.