NO153208B - Fremgangsmaate for sammenfoeyning av roerformede deler av metall ved smi/diffusjonssveising - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for sammenføyning av rørformede deler av metall ved smi/diffusjonssveising.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for sam-menføyning av rørformede deler av metall ved smi/diffusjonssveising, omfattende følgende trinn: - etablering av en fuge mellom motstående begrensningsflater på de respektive deler som skal sammenføyes, hvilken fuge har form av et hulrom med varierende høyde og lukkes i

det minste delvis langs sin periferi,

- oppvarming av delene til en forutbestemt temperatur i det minste i de områder som grenser til fugen, idet fugens hulrom under oppvarmningen først tilføres en inert eller reduserende spylegass inntil fugen er tett lukket langs i det

minste en del av periferien,

- sammenføyning av delene ved sammenpresning av disse,

- og avkjøling av delene.

En slik fremgangsmåte er beskrevet i søkerens norske patentansøkning nr. 83.1295, hvorfra prioritet kreves. I denne fremgangsmåte gis fugen i utgangspunktet form av et hulrom med økende høyde fra periferien mot midten, dvs. at i tilfelle av rørformede deler vil fugen være tilnærmet lukket langs periferien både på innsiden og utsiden av delene. Fugen forsynes med minst én forbindelseskanal for tilførselen av inert eller reduserende spylegass.

Foreliggende oppfinnelse har til formål å forenkle og forbed-re ovennevnte fremgangsmåte, bl.a. hva gjelder fugens form i utgangspunktet.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte type, hvor det karakteristiske er at fugen i utgangspunktet gis gradvis økende høyde fra den ene til den andre side av de rørformede deler.

Herved blir den forutgående maskinering av de rørformede del-ers ender betydelig forenklet, idet disse f.eks. kan gis form av avkortede kjegler med noe forskjellig toppvinkel. En slik tilforming av rørdelenes ender gjør det også mulig å utføre fremgangsmåten med mindre krav til rørdelenes rundhet.

Ifølge en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen kan fugens hulrom lukkes på den ene side ved hjelp av en tetningsanordning som omfatter midler for tilførsel av spylegassen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan også tilpasses for sveising under vann. I dette tilfelle vil det være fordelaktig å tildekke fugeområdet på motsatt side av tetningsanordningen ved hjelp av en mansjett e.l., hvilken fylles med spylegass gjennom fugen for å hindre direkte kontakt med det omgivende medium. Rommet mellom tetningsanordningen og fugeområdet kan før oppvarmingen tømmes for omgivende medium ved å fortrenge dette ved hjelp av spylegass.

Ifølge et ytterligere fordelaktig trekk ved oppfinnelsen bringes fugen under sammenpresningen av delene til å lukke seg suksessivt i retning mot spylegassens tilførselsretning. Derved blir spylegassen presset ut av fugen under sammenføy-ningen, slik at det ikke vil være nødvendig å evakuere fugen på forhånd.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen skal den beskrives nær-mere under henvisning til de utførelseseksempler som er vist på vedføyede tegninger, hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom to sammenstilte rørformede deler før sveising; Fig. 2 viser i større målestokk et utsnitt av fig. 1 umiddel-bart før sveising; Fig. 3 viser delene på fig. 2 etter fullført sammenføyning .

De to deler 1, 2 utgjøres.av relativt tynnveggede rør som skal sammensveises ved en fuge 3. Rørdelene er i fugeområdet innvendig forsynt med en tetningsanordning 8 i form av en oppblåsbar pakker, slik at området rundt fugen 3 kan isoler-es på rørdelenes innside. Spylegass tilføres gjennom en pas-sasje 6 i pakkeren.

Utførelsen vist på fig. 1 gjelder sammensveising av to rør under vann. Rørene er anbragt vertikalt med pakkeren 8 på innsiden, mens en induksjonsspole er anordnet rundt fugen 3 på rørenes utside for oppvarmning av fugeområdet. For å hindre at vann skal komme i direkte kontakt med fugeområdet under sveisingen, er fugeområdet på motsatt side av pakkeren 8 tildekket med en mansjett 10, som med fordel kan bestå av varmemotstandsdyktig materiale, f.eks. et asbestholdig så-dant. Mansjetten 10 er oventil klemt tettende an mot røret 1 ved hjelp av en pakningsring 11.

Av fig. 1 vil det også ses at tetningsanordningen 8 er forsynt med en kanal 12, som fører fra det rom som begrenses mellom tetningsanordningen og rørene til omgivelsene. Denne kanal kan åpnes og stenges ved hjelp av en ventil 13. Tetningsanordningen 8 er videre forsynt med en tilførselskanal 14 for oppblåsningsmedium, som kan være ethvert egnet fluid, f.eks. vann.

Ved utførelse av dette eksempel på fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir de enkelte bestanddeler først sammenstilt som vist på fig. 1, og et passende trykk satt på tetningsanordningen 8. Deretter tilføres spylegass gjennom kanalen 6 mens ventilen 13 samtidig holdes åpen, slik at vann som måtte befinne seg i rommet mellom tetningsanordningen og rørdelene, fortrenges hovedsakelig ut gjennom kanalen 12. Når så og si alt vann er fortrengt, lukkes ventilen 13, og spylegassen vil nå strømme ut gjennom fugen 3 og i første omgang fortrenge vann som måtte befinne seg mellom mansjetten 10 og fugeområdet.

Som spylegass kan det f.eks. benyttes en inert gass, men i mange tilfeller vil det være mulig å benytte en reduserende gass, f.eks. hydrogen, allerede fra begynnelsen av. For mange ståltypers vedkommende er det heller ikke nødvendig å evakuere fugeområdet for hydrogen etter at oppvarmningen og sveiseprosessen er begynt, spesielt ikke dersom fugen er ut-formet slik at den vil lukke seg suksessivt i retning mot spylegassens tilførselsretning når fugen presses sammen.

En slik fordelaktig fugeutformning er skjematisk antydet på fig. 2, idet denne tilsvarer et utsnitt i større målestokk av fugepartiet til høyre på fig. 1, dog med den forskjell at sveisingen her foregår i luft, slik det er antydet med bren-nende hydrogen som strømmer ut av fugen på rørdelenes utside. Fugen 3 har her kileform. Pilene F angir en variabel sammen-presningskraft, mens den klokkeformede kurve til venstre for delene 1 og 2 angir den aksiale temperaturfordeling i disse.

Etter tilstrekkelig spyling av fugen 3 og oppvarmning av delene 1, 2, blir delene presset sammen som antydet ved pilene F. Fugen 3 vil lukke seg først ved 7, og ved ytterligere sammenpresning vil begrensningslinjen for kontakten mellom flatene 4 og 5 bevege seg suksessivt mot venstre slik at det ikke oppstår lommer i fugen. Gass i denne blir derved presset ut selv om gassen skulle stå under relativt høyt trykk.

Det vil ses at delene 1, 2 i fugeområdet er gitt redusert tverrsnitt. Dette er gjort for lettere å oppnå en triaksial spenningstilstand "i fugeområdet når materialet under sammenpresningen av delene flyter slik at disse får den form som er vist på fig. 3. Om ønskelig kan delene presses ytterligere sammen slik at materialtykkelsen i fugeområdet blir noe større enn i delene for øvrig. Om ønskelig kan partiet med større tykkelse deretter maskineres for å gi en glatt overflate.

Av fig. 2 vil det videre ses at de smaleste partier av delene 1, 2 ligger noe eksentrisk i forhold til rørveggens midt-linje. Denne eksentrisitet er tilpasset fugens form og den måte denne vil få materialet til å flyte på ved sammenpresningen, slik at det endelige resultat blir stort sett symme-trisk om. midtlinjen, slik fig. 3 viser.

Det vil forstås at mange forskjellige typer tetningsanord-ninger 8 kan benyttes. Dersom rørene er så tynnveggede i forhold til sin diameter at fugeflåtene 4, 5 ikke vil gi tilstrekkelig innretting og styring mellom rørdelene under sam-menføyningen, kan tetningsanordningen 8 utføres slik at den gir den nødvendige aksiale styring.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for sammenføyning av rørformede deler (1, 2) av metall ved smi/diffusjonssveising, omfattende følg-ende trinn: - etablering av en fuge (3) mellom motstående begrensningsflater (4, 5) på de respektive deler (1, 2) som skal sam-menføyes, hvilken fuge har form av et hulrom (3) med varierende høyde og lukkes i det minste delvis langs sin periferi (7), - oppvarmning av delene (1, 2) til en forutbestemt temperatur i det minste i de områder som grenser til fugen (3), idet fugens hulrom (3) under oppvarmningen først tilføres en inert eller reduserende spylegass inntil fugen er tett lukket langs i det minste en del av periferien (7), - sammenføyning av delene (1, 2) ved sammenpresning av disse, - og avkjøling av delene, karakterisert ved at fugen (3) i utgangspunktet gis gradvis økende høyde fra den ene til den andre side av de rørformede deler (1, 2).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at fugens hulrom (3) lukkes på den ene side ved hjelp av en tetningsanordning (8) som omfatter midler (10) for tilførsel av spylegassen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at fugeområdet på motsatt side av tetningsanordningen (8) tildekkes med en mansjett (10) e.l., hvilken fylles med spylegass gjennom fugen (3) for å hindre direkte kontakt med det omgivende medium.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 2-3, karakterisert ved at rommet mellom tetningsanordningen (8) og fugeområdet før oppvarmningen tømmes for omgivende medium ved å fortrenge dette ved hjelp av spylegass.

5. Fremgangsmåte ifølge et foregående krav, karakterisert ved at fugen (3) under sammenpresningen av delene (1, 2) bringes til å lukke seg suksessivt i retning mot spylegassens tilførselsretning.