NO152776B - Fremgangsmaate for skjoeting av metallelementer ved eksplosjonssveising - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved skjø-

ting av to eller flere metallelementer, hvor metallelemente-

nes kanter bøyes opp eller på annen måte forsynes med flenser i vinkel med metallelementenes hovedretning og hvor flen-

sene sammensveises ved hjelp av en eller flere sprenglad-

ninger.

Sammenføyning av metaller for fremstilling av kompoundmate-

riale ved eksplosjonssveising samt skjøting av metallelemen-

ter ved overlapping, fasning m.v. er kjent fra et flertall patenter og andre publikasjoner. Ved alle disse fremgangs-

måter kan utmerkede resultater oppnås forutsatt at materi-

alet kan understøttes på en effektiv måte, slik at altfor store deformasjoner unngås. I de tilfeller dette ikke er mu-

lig har eksplosjonssveisefremgangsmåten ikke kunnet anvendes.

Fra US patent, nr. 3 335 488 er, det kjent en fremgangsmåte av

den innledningsvis nevnte type. Denne fremgangsmåte vedrører ikke eksplosjonssveising i vanlig forstand, idet delene blir forbundet med hverandre ved hjelp av intermolekylær kohesjon eller adhesjon hvilket forutsetter at delene på forhånd bear-

beides meget nøye og bringes i intim kontakt med hverandre.

Den kjente fremgangsmåte benytter seg også av en støtteplate

for å forhindre deformasjon av delene når disse utsettes for trykk under sveisingen.

Foreliggende oppfinnelse Jiar til formål å tilveiebringe en

forenklet fremgangsmåte for eksplosjonssveising som helt eller i stor grad unngår understøttelse ved fiksturer eller lignende.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte type, hvor det karakteristiske er at flensene anbringes slik at de i det minste delvis ligger i avstand fra hverandre før sprengladningen omsettes. Ved en slik utformning av metallelementene ved skjøtestedet oppnås dels en avstivning vinkelrett på metallelementenes lengderet-

ning og dels en vesentlig reduksjon av sprenggassenes trykk-virkning vinkelrett på metallelementenes lengderetning, hvor-

ved behovet for støtte ved fiksturer og lignende elimineres eller reduseres drastisk.

Ved en fordelaktig utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen forsynes de frie ender av flensene med en hette, profil eller lignende for å forhindre eksplosjonsgasser fra å trenge inn mellom flensene.

Ifølge en annen fordelaktig utførelse anbringes beholdere for sprengladningene slik at de strekker seg fra hver flens til det respektive metallelement.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan også benyttes hvor metallelementene er krummede plater som f.eks. ved rundtgående skjøter på beholdere og rør.

Ifølge en ytterligere utførelse av fremgangsmåten har flensen på hvert metallelement to partier, et første parti som for-løper hovedsakelig 90° på nevnte hovedretning, og et andre parti som forløper med en vinkel på mindre enn 90° med hovedretningen, hvor det første parti er forbundet med metallelementet via nevnte andre parti.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av de uselvstendige:patentkrav.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen skal den beskrives nær-mere under henvisning til de utførélseseksempler som er vist på védføyede tegninger. Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom to metallelementer før og etter skjøting ved hjelp av en kjent .fremgangsmåte for eksplos jonssveising. Fig. 2 til '8 viser snitt i" likhet med fig. 1 av forskjellige utførelser av'fremgangsmåten Ifølge oppfinnelsen. Fig.-1' viser"et eksempel på en eksplosjonssveiset skjøt ifølge kjent f remgangsma-te. 1 Metallelementene 1 .og- 2-er plassert på

støtten 3. Ved hjelp av sprengladningen 5 sveises på kjent

måte metallstykket 4 over skjøten. Fig. la viser oppstil-

lingen før skjøtingen, og fig. lb den ferdige skjøt.

Fig. 2 viser en skjøt ifølge foreliggende oppfinnelse. Metallelementenes 1 og 2 kanter er blitt bøyet til en flens,

som omgis med sprengladningen 5. Over flensenes topp er det

anbragt en profil 6, hvis oppgave er å hindre at sprenggas-

sene trenger ned i spalten mellom flensene. Sprengladningen initieres på kjent måte ved hjelp av initiatoren 7, f.eks.

en detonerende lunte med høyere detonasjonshastighet enn

ladningen 5.

Ladningen 5 er anbragt i beholderen 9 av inert materiale.

Mellom ladningen 5 og metallelementenes 1 og 2 langsgående

deler er det plassert en beskyttelse 8 bestående av porøst og lett materiale såsom fiberplate, skumplast, bølgepapp etc.

Ved ladningens detonasjon fås et Jiøytrykk som virker på flensene, slik at disse føres sammen og kolliderer, hvorved

det oppnås en eksplosjonssveis på et område fra flensenes topp og nedad, hvilket er markert med bølgelinjen på fig.

_2b, som viser den tilveiebragte forbindelse. Fig. 3 viser

en lignende anordning som den på fig. 2. Flensene danner

her en vinkel med hverandre til forskjell fra oppstillingen

på fig. 2, hvor de er parallelle. Sett Mt fra eksplosjons-sveisesynspunkt gir dette ingen forskjell på resultatet,

men innebærer at sprengstoff med høyere detonasjonshastighet

kan anvendes.

Ved oppstillingene ifølge fig. 2 og 3 skjer initieringen

•øverst, hvilket innebærer at akselerasjonen forløper nedad.

Fig. 4 viser tilfeller med vinklet (4a) og parallell opp-

stilling (4b) men med underliggende initiering. Oppstilling-

er ifølge fig. 4 gir en enda mindre påvirkning av metallelementenes form i deres hovedretning, men fordrer en større flenshøyde og et mere komplisert initieringssystem spesielt dersom de metallelementer som skal skjøtes sammen er rør-formede.

Ved sammenføyning ifølge fig. 2 og spesielt ifølge fig. 3

får ofte metallelementene en godsfortynnelse nær hulkilen mellom flens og elementets hovedretning, som skjematisk vist på fig. 5. Ettersom sammenføyningen skjer på noen få mikro-sekunder, rekker ikke elementene på grunn av sin massetreg-het å forflytte seg men en strekning blir resultatet. Ved oppstillingen ifølge fig. 4a er denne ulempe helt eliminert ved at flensenes nedre del allerede før sammenføyningen ligger i kontakt med hverandre. Også i tilfellene ifølge fig. 2 og 4b og i en viss grad også i tilfellet ifølge fig. 3 kan fortynningen reduseres til ca. 1% av godstykkelsen ved at spalten mellom flensene gjøres liten. Ved økning av sprengladningens effekt kan dette som regel innen rimelige grenser kompenseres.

Ved oppstillinger ifølge fig. 2, 3 og 4a kan uttynning av godset også elimineres på andre måter. Eksempler på slike måter er skjematisk vist på fig. 6. Ifølge fig. 6a er flen-sens nedre del blitt utformet slik at en stukhing på grunn av bevegelsen nedad kompenserer trekningen i elementenes lengderetning. Ifølge fig. 6b er flensene blitt forsynt med en knast nederst, som hindrer at metallelementene utsettes for trekk i deres lengderetning.

Under de forsøk som ligger til grunn for den nå patentsøkte fremgangsmåte har det vist seg fordelaktig å slipe den flate av flensen som skal sammenføyes. Under denne forutsetning kan de fleste metalliske materialer såsom stål, kobber, alu-minium, titan, kobbernikkel etc. sammenføyes ifølge metoden såvel når begge elementer er av samme materiale som når de cr av forskjellige materialer. Skjøtemetoden er blitt frem-hragt i den spesielle hensikt å skjøte rørledninger under vann, hvor dens anvendelse er spesielt økonomisk gunstig, men metoden er helt innlysende gunstig for andre anvendelser,

når det gjelder såvel rette skjøter som rundtgående skjøter såvel over som under vann.

Ved skjøting under vann avtettes fortrinnsvis spalten på kjent måte og vannet tas bort. Skjøting av kompoundmatériale gir problemer ved fusjonssveising og kjente eksplosjonssvei-sefremgangsmåter, ettersom materialet i den korrosjonsbeskyt-tende plettering ikke må' blandes opp med basismaterialet, heller ikke må basismaterialet utsettes for korroderende media. Disse problemer er blitt helt eliminert ved foreliggende metode, se fig. 7. Metoden muliggjør videre anvendelse av et betydelig tynnere pletteringssjikt, fordi det ikke skjer noen sammenblanding av basismateriale og plettering.

Det har videre vist seg mulig med fremgangsmåten samtidig å sammenføye flere enn to metallelementer, se fig. 8.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved skjøting av to eller flere metallelementer (1,2), hvor metallelementenes kanter bøyes opp eller på annen måte forsynes med flenser i vinkel med metallelementenes hovedretning og hvor flensene sammensveises ved hjelp av en eller flere sprengladninger (5), karakterisert ved at flensene anbringes slik at de i det minste delvis ligger i avstand fra hverandre før sprengladningen omsettes .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de frie ender av flensene forsynes med en hette, profil (6) e.l. for å forhindre eksplosjonsgasser fra å trenge inn mellom flensene.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at beholdere (9) for sprengladningene (5) anbringes slik at de strekker seg fra hver flens til det respektive metallelement (1,2).

4. Fremgangsmåte ifølge et foregående krav, karakterisert ved at metallelementene (1,2) er krummede plater som f.eks. ved rundtgående skjøter på beholdere og rør.

5. Fremgangsmåte ifølge et foregående krav, karakterisert ved at flensen på hvert metallelement (1, 2) har to partier, et første parti som forløper hovedsakelig 90° på nevnte hovedretning, og et andre parti som forløper med en vinkel på mindre enn 90° med hovedretningen, hvor det første parti er forbundet med metallelementet via nevnte andre parti.

6. Fremgangsmåte ifølge et foregående krav, karakterisert ved at flensen på hvert metallelement (1, 2) er forsynt med en skulder i det område hvor flensene er forbundet med de respektive metallelementer, hvilke skuldre holdes i kontakt med hverandre før sprengladningen (5) omsettes.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at et metallstykke som forløper hovedsakelig vinkelrett på nevnte hovedretning, bringes inn mellom flensene før sprengladningen omsettes for fastsveising til flensene.