NL8003720A

NL8003720A - Butt welding ends of non-rotatable horizontal pipes - in two successive passes of electrode around pipes from bottom to top of join

Info

Publication number: NL8003720A
Application number: NL8003720A
Authority: NL
Original assignee: Stork Koninklijke Maschf
Priority date: 1980-06-26
Filing date: 1980-06-26
Publication date: 1982-01-18

Abstract

The arrangement is intended for butt welding (3) the ends of two horizontal pipes (1,2) which cannot be rotated by moving an arc (9) welding head (4) around the join. This operation is carried out in two successive passes, the first starting near the lowermost point of the join and moving upwards around it on one side to near the uppermost point, the second again starting near the lowermost and moving to near the uppermost point around the other side. The two welds so produced preferably overlap near the lowermost and uppermost points. Used for butt-welding to join two non-rotatable horizontal pipe ends. The arrangement prevents or reduces the incidence of gas inclusions in the weld.

Description

-1- - SSi/vd/443-1- - SSi / vd / 443

Werkwijze voor het aan elkaar lassen van horizontaal of nagenoeg horizontaal liggende niet-roteerbare pijpen.Method for welding non-rotatable pipes horizontally or almost horizontally together.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aan elkaar lassen van' horizontaal of nagenoeg horizontaal liggende, niet-roteerbare pijpenumet behulp van een rondom de lasnaad roterehde laskop.The invention relates to a method for welding together horizontally or substantially horizontally, non-rotatable pipes using a welding head rotated around the weld seam.

5 t Bij een dergelijke werkwijze kan men een open- 'staande naad tussen de pijpen toepassen en gebruik maken van draad-toevoermateriaal, waarbij de vlamboog getrokken kan worden tussen een niet-smeltende wolframelectrode en de pijpen of tussen de toegevoegde draad en de pijpen. Door de 10 pijpen wordt een gas gevoerd, meestal argon, teneinde te vermijden dat het smeltbed in aanraking komt met de lucht.In such a method, one can use an open seam between the pipes and use wire feed material, where the arc can be drawn between a non-melting tungsten electrode and the pipes or between the added wire and the pipes. A gas, usually argon, is passed through the 10 pipes in order to prevent the melting bed from coming into contact with the air.

Ook rondom de vlamboog kan een afschermend gas worden toegevoerd .A shielding gas can also be supplied around the arc.

Een andere mogelijkheid is dat men niet van toe-15 voegmateriaal gebruik maakt en dat men geen openstaande naad tussen de pijpen heeft. Men trekt dan een vlamboog tussen de niet-smeltenden electroden en de pijpen waarbij door de pijpen weer een afschermend gas kan worden gevoerd, terwijl ook rondom de vlamboog weer een afschermend gas kan worden 20 toegevoerd.Another possibility is that no additive material is used and that there is no open seam between the pipes. An arc is then drawn between the non-melting electrodes and the pipes, whereby a shielding gas can again be passed through the pipes, while a shielding gas can also be supplied around the arc again.

Bij het lassen zonder toevoegmateriaal heeft men een aantal voordelen. Men heeft minder kans op fouten ten gevolge van storing omdat bijvoorbeeld in de draadtoevoer geen storing kan optreden. Ook is de uitvoering van de naad 25 eenvoudiger en het in de juiste stand ten opzichte van elkaar brengen van de pijpen. Men heeft ook geen last van bindings-fouten die bij het toevoeren van een draad veelvuldig voorkomen.There are a number of advantages when welding without filler material. There is less chance of errors as a result of interference because, for example, no interference can occur in the wire feed. The construction of the seam 25 is also simpler and bringing the pipes in the correct position relative to each other. Neither are there any problems with binding errors which frequently occur when feeding a wire.

Een algemeen probleem bij het lassen is het ontstaan van gasporositeiten in de las.A general problem with welding is the formation of gas porosities in the weld.

30 De uitvinding beoogt nu een lasmethode te ver schaffen waarbij men een bijzonder goede kwaliteit las verkrijgt, zowel wanneer bij dunwandige pijpen een lasverbinding in een keer wordt gelegd zonder toevoeg materiaal als wanneer bij dikwandige pijpen een lasverbinding in een aantal lagen 35 wordt gelegd met gebruik making van toevoegmateriaal.The object of the invention is now to provide a welding method in which a particularly good quality of weld is obtained, both when a welded connection is made in one go without thin material for thin-walled pipes and when a welded connection is made in several layers with thick-walled pipes using making of filler material.

Volgens de uitviiiding beweegt men voor het maken 800 3 7 20 t > -2- van een 'naad de vlamboog vanaf een nabij het laagste punt van de te leggen las gelegen punt eerst langs de ene zijde van de pijpen naar boven tot een nabij het bovenste punt van de te leggen las gelegen punt en beweegt men vervolgens de 5 vlamboog langs de andere zijde van de pijpen naar boven eveneens vanaf een nabij het laagste punt van de las gelegen punt naar een nabij het hoogste punt van de las gelegen punt. De pijpen worden hiertoe eerst voorbewerkt zodat de kopvlakken loodrecht op de lengteas zijn gericht waarna 10 de pijpen met deze kopvlakken tegen elkaar worden geplaatst om te worden gelast.According to the invention, before making a seam, the arc is moved upwards from a point near the lowest point of the weld to be laid upwards along one side of the pipes to a near the top point of the weld point to be laid and then the arc is moved upwards along the other side of the pipes also from a point located near the lowest point of the weld to a point located near the highest point of the weld. The pipes are first prepared for this purpose so that the end faces are oriented perpendicular to the longitudinal axis, after which the pipes are placed with these end faces together to be welded.

Dankzij deze wijze van lassen kunnen eventueel in het smeltbad aanwezige gasbellen het beste ontsnappen omdat de stolling van het materiaal de ontsnapping van de 15 gasbellen niet belemmert.Thanks to this method of welding, any gas bubbles present in the weld pool can best escape because the solidification of the material does not hinder the escape of the gas bubbles.

Volgens de uitvinding kunnen de beide opgaande lassen elkaar aan de beide uiteinden overlappen. Men is er dan zeker van dat een goede aansluiting van de in twee delen gelegde las ontstaat. Bij het lassen kan aan de boven-20 zijde van de te leggen las gevaar ontstaan voor het door- zakkên van het materiaal naar binnen toe. Aan de onderzijde van de te leggen las kan het materiaal doorzakken naar buiten toe. Dit gevaar voor doorzakken aan de bovenzijde wordt nog vergroot doordat de zwaartekracht en de druk van de 25 vlamboog in dezelfde richting werken. Teneinde dit doorzakken van de las te voorkomen, kan volgens de uitvinding in de pijpen de druk van het gas voor het afschermen van de lasnaad, bijvoorbeeld argon,binnen de pijpen worden gevarieerd tussen een lichte onderdruk en een lichte overdruk ten opzichte 30 van de atmosfeer, waarbij de te variëren druk afhangt van de plaats van het smeltbad. Dit betekent dat wanneer het smeltbad in het bovenste gedeelte van de las ligt, dat dan de hoogste druk kan worden aangehouden. De drukverschillen liggen in de orde van grootte van enkele centimeters waterkolom.According to the invention, the two upright welds can overlap at both ends. It is then ensured that a good connection of the splice laid in two parts is obtained. When welding, on the top side of the weld to be laid there may be a danger of the material sagging inwards. The material can sag at the bottom of the weld to be laid. This top sag hazard is exacerbated by gravity and arc pressure acting in the same direction. In order to prevent this sagging of the weld, according to the invention in the pipes the pressure of the gas for shielding the weld seam, for example argon, can be varied within the pipes between a slight negative pressure and a slight overpressure relative to the atmosphere the pressure to be varied depending on the location of the weld pool. This means that when the weld pool is in the top part of the weld, the highest pressure can then be maintained. The pressure differences are of the order of a few centimeters of water column.

35 Wanneer de wanddikte van de pijpen zo groot is, dat het niet mogelijk is zonder toevoegmateriaal en in êên keer een lasnaad tot stand te brengen, worden de eindvlakken van de te verbinden pijpen eerst over een gedeelte van de wanddikte afgeschuind en worden de eindvlakken voorbewerkt 800 3 7 20 . -3-35 When the wall thickness of the pipes is so great that it is not possible to create a weld seam without filler material in one go, the end faces of the pipes to be joined are first chamfered over a part of the wall thickness and the end faces are prepared 800 3 7 20. -3-

✓ v V✓ v V

zodat ze nauwkeurig loodrecht op de hartlijn van de pijpen staan.so that they are perpendicular to the centerline of the pipes.

Men kan dan na op de wijze volgens de uitvinding een grond-naad te hebben gelegd, de verbinding aflassen met behulp van toevoegmateriaal waarbij de vlamboog weer in twee gangen 5 van beneden naar boven wordt bewogen. Men houdt dan de voordelen van de beschreven lasmethode zonder gebruik te maken van toevoegmateriaal waarbij doorzakken van de las en het ontstaan van porositeiten in de grondnaad worden voorkomen. Doordat men weer van beneden naar boven last, 10 heeft men ook bij gebruik making van het toevoegmateriaal minder kans op het opsluiten van gasbellen bij het aflassen van de naad.After having laid a ground seam in the manner according to the invention, it is then possible to weld off the connection with the aid of additive material, whereby the arc is again moved from bottom to top in two passes. The advantages of the described welding method are then retained without the use of filler material, whereby sagging of the weld and the formation of porosities in the ground seam are prevented. Because welding takes place from bottom to top again, there is also less chance of trapping gas bubbles when sealing the seam when using the additive material.

De beschreven werkwijze kan voor alle lasbare materialen of materiaalcombinaties worden toegepast. Men 15 kan bijvoorbeeld ongelegeerd en laag gelegeerd staal lassen, roestvrij staal en non-ferromaterialen.The described method can be used for all weldable materials or material combinations. For example, one can weld unalloyed and low-alloy steel, stainless steel and non-ferrous materials.

De uitvinding zal nader worden toegelicht in de volgende beschrijving van enige uitvoeringsvoorbeelden aan de hand van de tekening.The invention will be further elucidated in the following description of some exemplary embodiments with reference to the drawing.

20 In de tekening toont: fig. 1 schematisch een stel pijpen met een las-inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, fig. 2 een dwarsdoorsnede door de lasnaad volgens 25 de uitvinding, fig. 3 een met figuur 1 overeenkomende afbeelding voor het verbinden van dikwandige pijpen.In the drawing: Fig. 1 schematically shows a set of pipes with a welding device for carrying out the method according to the invention, Fig. 2 shows a cross section through the welding seam according to the invention, Fig. 3 shows an illustration corresponding to Fig. 1 for connecting thick-walled pipes.

In figuur 1 zijn twee pijpen 1 en 2 afgebeeld die met de einden tegen elkaar liggen, pussen de pijpen wordt 30 zonder extra materiaal een las 3 gevormd. Hiertoe is een laskop 4 aanwezig die op niet nader aangeduide wijze rondom de pijpen kan roteren. De laskop bestaat uit een niet-afsmeltbare electrode 5 van bijvoorbeeld wolfram. Een stroombron 6,die via een leiding 7 is verbonden met de pijpen en via een 35 leiding 8 met de electrode,maakt het mogelijk dat tussen de electrode 5 en de pijpen 1, 2 een vlamboog 9 wordt getrokken. Rondom de electrode 5 ligt een mantel 10, waaraan via een leiding 11 een schermgas kan worden toegevoerd uit gasflessen 12. Het schermgas kan bijvoorbeeld worden ge- 80037 20 -4- vormd door argon. Via de leiding 13 kan eveneens gas worden toegevoerd binnen de pijpen 1,2, waarbij op niet nadep aangeduide wijze de druk van het gas wordt gevarieeerd als functie van de plaats van het smeltbad.In figure 1 two pipes 1 and 2 are shown, which lie with the ends against each other, between the pipes a weld 3 is formed without additional material. For this purpose a welding head 4 is present which can rotate around the pipes in an unspecified manner. The welding head consists of a non-meltable electrode 5 of, for example, tungsten. A current source 6, which is connected via a line 7 to the pipes and via a line 8 to the electrode, allows an arc 9 to be drawn between the electrode 5 and the pipes 1, 2. Surrounding the electrode 5 is a jacket 10, to which a shielding gas can be supplied from gas bottles 12 via a conduit 11. The shielding gas can, for example, be formed by argon. Gas can also be supplied via the pipe 13 within the pipes 1,2, wherein the pressure of the gas is varied in an undefinite manner as a function of the location of the molten bath.

5 Figuur 2 laat een 'doorsnede zien door de pijpen 1, 2 ter plaatse van de lasnaad. Met A is aangegeven dat de electrode 5 met ingeschakelde stroom begint te bewegen in het laagste punt, dat is bij 14, en naar boven beweegt tot iets voorbij het hoogste punt namelijk het punt 15, waar de 10 stroom wordt afgeschakeld, terwijl de electrode verder beweegt tot even voorbij het onderste punt, dat is tot aan het punt 16. De las 3 wordt over de boog A dus van beneden naar boven tot stand gebracht. Na aankomst in punt 16 begint de laselectrode 5 na inschakeling van de stroom een tweede 15 opgaande beweging die volgens de boog B wordt voortgezet tot in het punt 17 dat iets links ligt van het hoogste punt van de lasnaad, waar de stroom wordt afgeschakeld. De beide opgaande lasnaden A en B overlappen elkaar over de gedeelten 14-16 en 17-15. 'Hierdoor krijgt men een goede aansluiting 20 van de beide lasnaden. Dankzij de opgaande beweging van de lasélectroden verplaatsen de gasbellen in het smeltbad zich in dezelfde richting als waarin het smeltbad zelf beweegt. Hierdoor wordt de kans op gasinsluitsels sterk verkleind zodat een betere kwaliteit las wordt verkregen.Figure 2 shows a cross section through the pipes 1, 2 at the weld seam. A indicates that the electrode 5 with the current turned on starts to move in the lowest point, which is at 14, and moves upwards slightly beyond the highest point, namely the point 15, where the current is switched off, while the electrode continues moves just past the bottom point, that is to point 16. The weld 3 is thus made over the arc A from bottom to top. After arriving at point 16, the welding electrode 5 starts a second upward movement after the current has been switched on and continues along the arc B to the point 17 slightly to the left of the highest point of the welding seam, where the current is switched off. The two ascending welds A and B overlap on sections 14-16 and 17-15. 'This gives a good connection of the two welding seams. Due to the ascending movement of the welding electrodes, the gas bubbles in the weld pool move in the same direction as the weld pool itself moves. This greatly reduces the chance of gas inclusions, so that a better quality weld is obtained.

25 In figuur 3 zijn twee dikwandige pijpen 18 en 19 afgeheeld waartussen een lasnaad 20 wordt gevormd. De wanddikte van de pijpen is te groot om in êên keer de las 20 tot stand te brengen met behulp van een niet-smeltende electrode en zonder toevoeging van materiaal.In Figure 3, two thick-walled pipes 18 and 19 are separated between which a welding seam 20 is formed. The wall thickness of the pipes is too great to create the weld 20 in one go with the aid of a non-melting electrode and without addition of material.

30 1 en 2. De wand van de te verbinden pijpen wordt daarom afgeschuind en de kopvlakken van de te verbinden pijpen worden zodanig voorbereid dat de kopvlakken loodrecht op de as van de pijpen staan. Op de wijze als is beschreven aan de hand van de figuren 1 en 2 wordt eerst een grondnaad 21 tot 35 stand gebracht ter plaatse van de tegen elkaar liggende kopvlakken van de pijpen. Daarna wordt de naad afgelast door het aanbrengen van een tweede las 23 met gebruik making van een extra staaf 22 toegevoegd lasmateriaal. Het aflassen vindt weer, zoals aan de hand van figuur 2 is beschreven 800 3 7 20 -5- in opgaande bewegingen plaats. Nadat de grondnaad is gelegd behoeft geen steungas binnen de pijpen 18 en 19 te wqrden toegevoerd. 1 800 3 7 201 and 2. The wall of the pipes to be joined is therefore chamfered and the end faces of the pipes to be joined are prepared such that the end faces are perpendicular to the axis of the pipes. In the manner described with reference to Figures 1 and 2, a base seam 21 to 35 is first created at the position of the abutting end faces of the pipes. Then the seam is sealed by applying a second weld 23 using an additional rod 22 of added welding material. The welding takes place again in ascending movements, as described with reference to Figure 2, 800 3 7 20 -5-. After the base seam is laid, no support gas needs to be fed inside the pipes 18 and 19. 1 800 3 7 20

Claims

1. Method · for welding together horizontally or substantially horizontally, non-rotatable pipes using a welding head rotating around the welding seam, characterized in that, for making a seam, the arc is made from a near the lowest point of the weld to be laid first moves upwards along one side of the pipes to a point located close to the upper point of the weld to be laid and then the arc is moved upwards along the other side of the pipes 10 from a near the lowest point to a point near the highest point of the weld to be laid.

Method according to claim 1, characterized in that the two ascending welds overlap at both ends.

Method, characterized in that in thin-walled pipes, which are welded without adding material, the gas for shielding the weld seam, for example argon, is pressurized in the pipes ranging from a small underpressure to a small overpressure 20 with respect to atmospheric pressure during the upward movement of the arc from bottom to top.

4. Method as claimed in one or more of the foregoing claims, characterized in that in the case of thick-walled pipes, at the location of the end face, the walls of the pipes are first chamfered on the outer side over part of the thickness and that after laying a ground seam without adding material, the joint is welded using filler material, with the arc again moving from bottom to top in two passes.

Pipe connection welded in the manner according to one or more of the preceding claims. 2 800 3 7 20 2