EP1230995A2 - Verfahren zur Herstellung längsnahtgeschweisster Rohre - Google Patents

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EP1230995A2 EP02290051A EP02290051A EP1230995A2 EP 1230995 A2 EP1230995 A2 EP 1230995A2 EP 02290051 A EP02290051 A EP 02290051A EP 02290051 A EP02290051 A EP 02290051A EP 1230995 A2 EP1230995 A2 EP 1230995A2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0818—Manufacture of tubes by drawing of strip material through dies

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for manufacturing longitudinally welded pipes according to the preamble of claim 1 and Claim 6.
  • From US 3 023 300 A is a process for the production of longitudinally welded Metal pipes are known in which a metal strip drawn off from a supply reel passes through one consisting of several form roller pairs arranged one behind the other Molding device is formed into a slotted tube in continuous operation, the Band edges of the slotted tube are welded together, the welded Metal pipe is provided with a helical or annular corrugation, and that corrugated tube is wound on a storage drum.
  • a jaw trigger that firmly grips the slotted tube. Behind the Clamping jaw trigger runs the slotted tube into a guide device that holds the tube leads in front of and behind the welding point. A recess in the Guide device releases the strip edges in a short area, so that a Laser beam can weld the strip edges.
  • This method is particularly suitable for the production of tubes made of stainless steel Steel with dimensions of approx. 3 - 3.5 mm and a wall thickness of 0.2 mm.
  • the disadvantage of forming the metal strip into a slotted tube is limited to one Wall thickness of at least 0.15 mm. With smaller wall thicknesses, an exact Do not realize the alignment of the band edges to each other. Exactly However, the strip edges lie against each other with such extremely small wall thicknesses indispensable for achieving a good weld. This applies in particular if the strip edges are welded using a laser welding device becomes.
  • the present invention is therefore based on the object, the beginning to improve the method described so that even pipes with a Outside diameter of less than 6 mm from a metal band with a wall thickness less than 0.15, in particular less than 0.10 mm can be produced.
  • FIGS. 1 and 2 Exemplary embodiments explained in more detail.
  • the sequence of the method is shown in simplified form in FIG. From one Supply spool 1 becomes a metal strip 2 with a wall thickness of less than 0.15 mm withdrawn and gradually formed into a slotted tube in a tube forming device 3, and the longitudinal edges of the slotted tube are welded to a laser welding device 4.
  • the welded tube 5 is gripped by a collet trigger 6 and one Supply drum 7 fed.
  • the welded tube 5 has the following dimensions, for example
  • FIG. 2 shows a lateral section through the tube shaping device 3.
  • the metal strip 2 is by means of a conventional roller tool, not shown Initially only provide a curvature at the strip edges, the radius of which Radius of the finished pipe almost corresponds.
  • the pre-deformed metal strip is then arranged in a row by several Drawing dies 8, 9, 10 and 11, which have a conical opening, gradually become one Deformed tube with an open slot.
  • the drawing dies are particularly advantageous 8, 9, 10 and 11 made of diamond.
  • the opening angle of the drawing dies 8, 9, 10 and 11 is approximately 4 °.
  • a so-called Sword 14 is provided, which through the longitudinal slot of the tube into the tube interior protrudes and contacts the longitudinal edges of the tube. This results in an exact Guiding the belt edges so that no difficulties arise during welding.
  • a last drawing die 15 is provided behind the housing 13, its conical running opening at its narrowest point, d. H. the strip edges at the exit point merges, so that these by means of the laser welding device 16 together can be welded.
  • This drawing die 15 is also made of diamond.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung längsnahtgeschweißter Rohre wird ein von einem Vorrat kontinuierlich abgezogenes Metallband allmählich zum Schlitzrohr geformt und der Längsschlitz des Schlitzrohres verschweißt. Das Metallband (2) wird durch mehrere hintereinander angeordnete Ziehsteine (8,9,10,11) mit sich in Fertigungsrichtung verringerndem Durchmesser hindurchgezogen und in jedem der Ziehsteine (8,9,10,11) in Umfangsrichtung zunehmend gerundet. Das Schlitzrohr wird in einer letzten Formstufe (15) unmittelbar vor dem Schweißpunkt geschlossen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung längsnahtgeschweißter Rohre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6.
Aus der US 3 023 300 A ist eine Verfahren zur Herstellung längsnahtgeschweißter Metallrohre bekannt, bei dem ein von einer Vorratsspule abgezogenes Metallband durch eine aus mehreren hintereinander angeordneten Formrollenpaaren bestehende Formeinrichtung in kontinuierlicher Arbeitsweise zu einem Schlitzrohr geformt wird, die Bandkanten des Schlitzrohres miteinander verschweißt werden, das geschweißte Metallrohr mit einer schraubenlinien- oder ringförmigen Wellung versehen wird, und das gewellte Rohr auf eine Vorratstrommel aufgewickelt wird.
Mit einem solchen Verfahren, welches insbesondere für die Ummantelung der Seelen von elektrischen Kabeln geeignet ist, lassen sich Metallrohre in großen Längen herstellen.
Aus der DE 44 34 134 A1 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, mit welchem sich Metallrohre mit einem Außendurchmesser zwischen 1 und 6 mm herstellen lassen. Auch bei diesem Verfahren wird in kontinuierlich ein von einem Vorrat abgezogenes Metallband zu einem Schlitzrohr geformt und die Bandkanten miteinander verschweißt. Die Formvorrichtung besteht ebenfalls aus mehreren Formrollensätzen.
Für die exakte Führung des geschlitzten Rohres unterhalb der Schweißeinrichtung sorgt ein Spannbackenabzug, der das Schlitzrohr fest umgreift. Hinter dem Spannbackenabzug läuft das Schlitzrohr in eine Führungseinrichtung ein, die das Rohr vor und hinter dem Schweißpunkt exakt führt. Eine Ausnehmung in der Führungseinrichtung gibt die Bandkanten in einem kurzen Bereich frei, so daß ein Laserstrahl die Bandkanten verschweißen kann.
Dieses Verfahren ist besonders geeignet zur Herstellung von Röhrchen aus rostfreiem Stahl mit Abmessungen von ca. 3 - 3,5 mm und einer Wanddicke von 0,2 mm.
Der Nachteil des Formens des Metallbandes zu einem Schlitzrohr ist begrenzt auf eine Wanddicke von mindestens 0,15 mm. Bei geringeren Wanddicken läßt sich eine exakte Ausrichtung der Bandkanten zueinander nicht verwirklichen. Ein genaues Aneinanderliegen der Bandkanten ist jedoch bei solchen extrem geringen Wanddicken zur Erzielung einer guten Schweißnaht unerläßlich. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Verschweißung der Bandkanten mit einer Laserschweißeinrichtung vorgenommen wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren dahingehend zu verbessern, daß auch Rohre mit einem Außendurchmesser von weniger als 6 mm aus einem Metallband mit einer Wanddicke von weniger als 0,15 insbesondere weniger als 0,10 mm herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird durch das im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 6 gelöst.
Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist es in überraschend einfacher Weise gelungen, ein Metallrohr mit einer derartig geringen Wanddicke ohne nachfolgende Ziehprozesse fehlerfrei herzustellen.
Es wird vermutet, daß durch die vergrößerte Reibung zwischen den Ziehsteinen und dem gerundeten Metallband ein "Wandern" des gerundeten Metallbandes bzw. des Schlitzrohres ausgeschlossen wird. Insbesondere bei Verwendung von Ziehsteinen aus Diamantwerkstoff ist ein Verschleiß der Ziehsteine nicht zu erwarten, so daß große Längen des Metallrohres ohne Unterbrechung des Fertigungsprozesses herstellbar sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.
Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der Figur 1 ist der Ablauf des Verfahrens vereinfacht dargestellt. Von einer Vorratsspule 1 wird ein Metallband 2 mit einer Wanddicke von weniger als 0,15 mm abgezogen und in einer Rohrformeinrichtung 3 allmählich zum Schlitzrohr geformt, und die Längskanten des Schlitzrohres mit einer Laserschweißeinrichtung 4 verschweißt. Das geschweißte Rohr 5 wird von einem Spannzangenabzug 6 gefaßt und einer Vorratstrommel 7 zugeführt.
Das geschweißte Rohr 5 hat beispielsweise folgende Abmessungen
Außendurchmesser D = 2,0 mm Wanddicke s = 0,075 mm.
Um ein Rohr mit diesen Abmessungen herstellen zu können, sind äußerst hohe Anforderungen an den Rohrformprozeß zu stellen.
Figur 2 zeigt einen seitlichen Schnitt durch die Rohrformeinrichtung 3.
Das Metallband 2 wird mittels eines nicht dargestellten herkömmlichen Rollenwerkzeugs zunächst nur an den Bandkanten mit einer Krümmung versehen, deren Radius dem Radius des fertigen Rohres nahezu entspricht.
Das vorverformte Metallband wird dann durch mehrere hintereinander angeordnete Ziehsteine 8, 9, 10 und 11, die eine konische Öffnung aufweisen, allmählich zu einem Rohr mit einem offenen Schlitz verformt. Mit besonderem Vorteil bestehen die Ziehsteine 8, 9, 10 und 11 aus Diamant. Der Öffnungswinkel der Ziehsteine 8, 9, 10 und 11 beträgt in etwa 4°.
Hinter dem letzten Ziehstein 11 ist eine Rohrführung 12 mit einer zylindrischen Bohrung angeordnet.
In einem hinter der Rohrführung 12 angeordneten Gehäuse 13 ist ein sogenanntes Schwert 14 vorgesehen, welches durch den Längsschlitz des Rohres in das Rohrinnere hineinragt und die Längskanten des Rohres kontaktiert. Hierdurch ergibt sich eine exakte Führung der Bandkanten, so daß keine Schwierigkeiten beim Schweißen auftreten. Hinter dem Gehäuse 13 ist ein letzter Ziehstein 15 vorgesehen, dessen konisch verlaufende Öffnung an ihrer engsten Stelle, d. h. an der Austrittsstelle die Bandkanten zusammenführt, so daß diese mittels der Laserschweißeinrichtung 16 miteinander verschweißt werden können. Auch dieser Ziehstein 15 ist aus Diamant hergestellt.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung längsnahtgeschweißter Rohre, bei dem ein von einem Vorrat kontinuierlich abgezogenes Metallband allmählich zum Schlitzrohr geformt und der Längsschlitz des Schlitzrohres verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (2) durch mehrere hintereinander angeordnete Ziehsteine (8,9,10,11) mit sich in Fertigungsrichtung verringerndem Durchmesser hindurchgezogen wird, daß das Metallband (2) in jedem der Ziehsteine (8,9,10,11) in Umfangsrichtung zunehmend gerundet und daß das Schlitzrohr in einer letzten Formstufe (15) unmittelbar vor dem Schweißpunkt geschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (2) durch Ziehsteine (8,9,10,11,15) aus Hartmetall, Keramik oder Diamant gezogen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (2) vor dem Eintritt in den ersten Ziehstein (8) an seinen Bandkanten derart verformt wird, daß der Krümmungsradius an den verformten Bandkanten dem Krümmungsradius des fertigen Rohres (5) nahezu entspricht.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem letzten Ziehstein (15) die Bandkanten derart geführt werden, daß die Bandkanten exakt im Schweißpunkt gelegen sind.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißen durch einen Laser (16) erfolgt.
  6. Vorrichtung zur Herstellung von längsnahtgeschweißten Metallrohren, bestehend aus einer ein Metallband in mehreren Stufen zu einem Schlitzrohr formenden Formeinrichtung sowie einer den Längsschlitz des Schlitzrohres schließende Schweißvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinrichtung (3) aus mehreren hintereinander angeordneten Ziehsteinen (8,9,10,11) besteht, die das Metallband (2) zunehmend zu dem Schlitzrohr runden.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem letzten Ziehstein (15) ein in das Innere des Schlitzrohres hineinragendes die Bandkanten führendes Schwert (14) vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehsteine (8,9,10,11,15) aus Hartmetall bestehen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehsteine (8,9,10,11,15) aus Keramik bestehen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehsteine (8,9,10,11,15) aus Diamant bestehen.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem ersten Ziehstein (8) ein lediglich an den Bandkanten angreifendes, diese derart vorverformendes Rollenwerkzeug angeordnet ist, daß die Krümmung der Bandkantenbereiche gleich der Krümmung des fertig geschweißten Rohres ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem letzten Ziehstein (15) eine Laserschweißrichtung (16) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Ziehsteine (8,9,10,11,15) konusförmig verläuft.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinrichtung (3) aus einer ersten Gruppe aus mehreren dicht an dicht hintereinander angeordneten Ziehsteinen (8,9,10,11) und einem in Fertigungsrichtung beabstandet dahinter angeordneten weiteren Ziehstein (15) besteht.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung des jeweils nachfolgenden Ziehsteins der ersten Gruppe eine Eintrittsöffnung aufweist, deren Durchmesser größer ist als die Austrittsöffnung des davor gelegenen Ziehsteins ist.
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