NL1004466C2 - Inrichting voor het koelen van een las. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Inrichting voor het koelen van een las.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het koelen van las in een werkstuk.

Bij het lassen van moderne hoogwaardige materialen, zoals Duplex en SuperDuplex materialen die chemisch be-5 stendig zijn en geschikt zijn voor hogedruktoepassingen, moet gewoonlijk - gezien de wanddiktes van de te lassen delen - in meerdere lagen worden gelast. Om de bijzondere materiaaleigenschappen zo goed mogelijk te behouden, wordt bij meerlaags lassen voorgeschreven dat de temperatuur van 10 een aangebrachte laag door afkoeling onder een bepaalde grenswaarde, die typisch ca. 150° C is, moet zijn gekomen alvorens een volgende laag mag worden aangebracht.

Een probleem hierbij is dat de natuurlijke afkoeling van een aangebrachte laag een aanzienlijke tijd in beslag 15 kan nemen, waarin derhalve niet gelast kan worden. Deze wachttijd per laag maakt het meerlaags lassen tijdrovend, duur en inefficiënt, waarbij bedacht moet worden dat het niet ongebruikelijk is, dat er tientallen laslagen aangebracht moeten worden. Mede speelt een rol dat de moderne 20 hoogwaardige materialen warmte slecht geleiden, wat een negatieve invloed op de wachttijd heeft.

De uitvinding beoogt de benodigde wachttijd bij het lassen te elimineren, althans in aanzienlijke mate te reduceren.

25 Hiertoe wordt volgens de uitvinding gebruik gemaakt van een inrichting voor het koelen van een las in een werkstuk, omvattende tenminste een hol koellichaam dat is ingericht om doorstroomd te worden met een koelfluïdum, en om met een koelzijde daarvan nabij de las in contact met 3 0 het oppervlak van het werkstuk gebracht te worden. De in de las ontstane warmte, die zich in het bijzonder in de voornoemde moderne hoogwaardige materialen slechts minder dan een decimeter in het werkstuk verspreidt, kan met het koellichaam effectief en snel worden afgevoerd, waardoor 1004466 -2- de gebruikelijke wachttijden tussen het aanbrengen van verschillende laslagen sterk worden verminderd of, bij een geschikte dimensionering van het koellichaam, zelfs geheel wegvallen. Een bijzonder gunstig effect dat dankzij het 5 gebruik van de koelinrichting optreedt, is de vermindering of zelfs de eliminatie van de lasverkleuring. Bovendien vindt de slaklossing sneller plaats, en is het risico op slakinsluiting verminderd. Het koellichaam/de koellichamen wordt/worden met het werkstuk in contact gebracht c.q. 10 tegen het werkstuk aangedrukt met voor de deskundige eenvoudig te bepalen middelen, zoals klemmen, bijvoorbeeld van het mechanische, magnetische of onderdruk-type. Het koelfluïdum, dat in een koellichaam in één of meer kanalen kan stromen, kan een gas of een vloeistof zijn, waarbij de 15 voorkeur wordt gegeven aan water. In het algemeen zal het koelfluïdum in een kringloop waarin een koelmachine en het koellichaam of de koellichamen zijn opgenomen, worden rondgepompt.

Bij voorkeur is de vorm van de koelzijde van het 20 koellichaam in hoofdzaak complementair aan de vorm van het werkstukoppervlak waarmee het koellichaam in contact wordt gebracht. De koelzijde van het koellichaam omvat met voordeel een gesloten wand die is ingericht om tegen het werkstuk te rusten, waardoor een indirekte afvoer van 25 warmte uit het werkstuk via de wand naar het koelfluïdum wordt verkregen, terwijl het koelfluïdum niet in contact kan komen met het werkstuk of de las, waardoor deze niet vervuilen. Een direkte warmte-afvoer wordt verkregen als de koelzijde van het koellichaam in open verbinding met 30 het koelfluïdum staat, en langs de rand is voorzien van afdichtmiddelen voor het tot stand brengen van een afdichtende verbinding tussen het koellichaam en het werkstuk. Deze laatstgenoemde uitvoeringsvorm is bijzonder geschikt voor het koelen van zeer onregelmatige werkstukoppervlak-35 ken.

Voor een eenvoudige opbouw van de inrichting volgens de uitvinding omvat deze een aantal koellichamen met elk 1004466 -3- een koelfluïdumtoevoeraansluiting en een koelfluïdumaf-voeraansluiting, waarbij de koelfluïdumtoevoeraansluiting van elk element is gekoppeld met de koelfluïdumafvoeraansluiting van een ander element of met een koelfluïdumaf-5 voeraansluiting van een koelmachine, en waarbij de koel-fluïdumafvoeraansluiting van elk koellichaam is gekoppeld met de koelmiddeltoevoeraansluiting van een ander element of met een koelfluïdumtoevoeraansluiting van een koelmachine.

10 In de praktijk kan veelvuldig sprake zijn van het door lassen onderling verbinden van pijpuiteinden. In dit geval geeft men de voorkeur aan een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, waarin de inrichting tenminste twee ringsegmentvormige koellichamen omvat, die 15 aan de einden daarvan zijn voorzien van koppelmiddelen voor het onderling mechanisch koppelen van de koellichamen.

Voor een snelle bevestiging van de koelinrichting om een pijpuiteinde omvatten de koppelmiddelen bij voorkeur 20 één scharnier en/of een snelkoppeling.

Indien elk koellichaam is vervaardigd van een goed warmtegeleidend materiaal, in het bijzonder van aluminium of koper, vindt een zeer effectieve warmte-overdracht van het werkstuk naar het koellichaam plaats. De toepassing 25 van aluminium heeft het bijkomende voordeel, dat het koellichaam een laag gewicht kan hebben.

De uitvinding wordt in het navolgende nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 in dwarsdoorsnede een om een pijp geklemde 30 koelinrichting volgens de uitvinding toont; fig. 2 in zijaanzicht twee aan weerszijden van een las om een pijp aangebrachte koelinrichtingen volgens de uitvinding tonen; en fig. 3 in perspectief een andere uitvoeringsvorm van 35 de koelinrichting volgens de uitvinding toont.

1004466 -4-

In de verschillende figuren hebben gelijke verwij-zingscijfers betrekking op gelijke onderdelen of onderdelen net een gelijke functie.

Fig. 1 en 2 tonen een buis 2, waarin langs een las 4 5 aan elke kant twee ringsegnentvomige koellichamen 6a, 6b zijn aangebracht. Van elk van de koellichamen 6a, 6b kont de binnenomtrek in hoofdzaak overeen net de buitenomtrek van de pijp 2, waardoor een zeer goed warmtekontakt tussen de pijp 2 en de koellichamen 6a, 6b is gewaarborgd. De 10 koellichamen 6a, 6b zijn aan de beide einden daarvan met elkaar verbonden door middel van een scharnier 8 resp. een slechts schematisch aangeduide snelkoppeling 10. In de koellichamen 6a, 6b bevindt zich een holle ruimte of een stelsel van kanalen waardoor een koelfluïdum van het ene 15 einde van het koellichaam naar het andere einde van het koellichaam kan stromen. Aldus wordt bij wijze van voorbeeld aan een koelfluïdumtoevoeraansluiting 12a van het koellichaam 6a een koelfluïdum toegevoerd en via koelflu-idumafvoeraansluiting 12b uit het koellichaam 6a afge-20 voerd. De koelfluïdumafvoeraansluiting 12b is door middel van een fluïdumleiding 14 verbonden met een koelfluïduro-toevoeraansluiting 12c van het koellichaam 6b, dat een fluïdumafvoeraansluiting 12d heeft voor het afvoeren van koelfluïdum uit het koellichaam 6b. De koelfluïdumtoevoer-25 aansluiting 12a kan door middel van een leiding 16 zijn verbonden met een koelfluïdumafvoeraansluiting van een niet nader getoonde koelmachine, terwijl de koelfluïdumafvoeraansluiting 12d door middel van een leiding 18 kan zijn verbonden met een koelfluïdumtoevoeraansluiting van 30 genoemde koelmachine. Het is uiteraard mogelijk, de beide koellichamen 6a en de beide koellichamen 6b in serie in één koelkringloop op te nemen. Alternatief is het ook mogelijk, de koellichamen 6a, 6b parallel te schakelen of een serie-parallelschakeling van koelstromen toe te pas-35 sen.

1 0044 b υ -5-

De koelinrichting volgens de uitvinding kan, in het bijzonder voor grote pijpdiameters, meer dan twee ringseg-menten omvatten.

Het gebied rondom de las kan vrijgehouden worden van 5 koelfluïdumleidingen en -aansluitingen, waardoor de lasser of de lasrobot niet in zijn bewegingsvrijheid wordt belemmerd. De lasser kan de koellichamen gebruiken ter ondersteuning van hand of arm tijdens het lassen.

In fig. 3 is een las 4a in een vlak werkstuk, omvat-10 tende platen 20 en 22, weergegeven. Voor de duidelijkheid is slechts aan één zijde van de las een koelinrichting volgens de uitvinding getekend, maar in werkelijkheid zal gewoonlijk aan weerszijden van de las een koelinrichting zijn aangebracht. De koelinrichting omvat een aantal 15 staafvormige koellichamen 24a, 24b, waarvan een klemming op de plaat 22 bij wijze van voorbeeld is geïllustreerd door gebruik van een stempel 26. De holle ruimten in de koellichamen 24a, 24b staan in open fluïdumverbinding met elkaar via een koelfluïdumleiding 28.

2 0 Opnieuw verwijzend naar fig. 1 en 2, is het niet noodzakelijk dat de koellichamen 6a en 6b aan de naar de pijp 2 toegekeerde zijde een gesloten wand bezitten die de inwendige ruimte van de koellichamen van de pijp 2 scheidt. Wanneer een dergelijke wand ontbreekt, vindt 25 direct kontakt tussen het koelfluïdum en het werkstuk plaats, waardoor de effectiviteit van de koeling verhoogd kan worden. In een dergelijk geval zal gezorgd moeten worden voor een goede afdichting tussen de koellichamen 6a en 6b en het werkstuk langs de met 30 aangeduide lijnstuk- 3 0 ken.

1004466

Claims (9)

1. Inrichting voor het koelen van een las in een werkstuk, omvattende tenminste een hol koellichaam dat is 5 ingericht om doorstroomd te worden met een koelfluïdum, en om met een koelzijde daarvan nabij de las in contact met het oppervlak van het werkstuk gebracht te worden.

2. Inrichting volgens conclusie l, met het kenmerk, dat de vorm van de koelzijde in hoofdzaak complementair is aan 10 de vorm van het werkstukoppervlak.

3. Inrichting volgens conclusie l of 2, met het kenmerk, dat de koelzijde van het koellichaam een gesloten wand omvat die is ingericht om tegen het werkstuk te rusten.

4. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 15 dat de koelzijde van het koellichaam in open verbinding met het koelfluïdum staat, en langs de rand is voorzien van afdichtmiddelen voor het tot stand brengen van een afdichtende verbinding tussen het koellichaam en het werkstuk.

5. Inrichting volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de inrichting een aantal koellichamen omvat met elk een koelfluïdumtoevoeraansluiting en een koelflu-idumafvoeraansluiting, waarbij de koelfluïdumvooraanslui-ting van elk element is gekoppeld met de koelfluïdumaf-25 voeraansluiting van een ander element of met een koelflu-idumafvoeraansluiting van een koelmachine, en waarbij de koelfluïdumafvoeraansluiting van elk koellichaam is gekoppeld met de koelfluïdumtoevoeraansluiting van een ander element of met een koelfluïdumtoevoeraansluiting van een 30 koelmachine.

6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies voor het koelen van een in hoofdzaak cilindervormig werkstuk nabij een in hoofdzaak ringvormige las, met het ken-merk, dat de inrichting tenminste twee ringsegmentvormige 35 koellichamen omvat, die aan de einden daarvan zijn voor- 1004466 -7- zien van koppelmiddelen voor het onderling mechanisch koppelen van de koellichamen.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de koppelmiddelen tenminste een scharnier omvatten.

8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat de koppelmiddelen tenminste een snelkoppeling omvatten.

9. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het koellichaam is vervaardigd van 10 een goed warmtegeleidend materiaal, in het bijzonder van aluminium. 1004466