SE427335B

SE427335B - Apparatus for flash welding of pipes

Info

Publication number: SE427335B
Application number: SE8104924A
Authority: SE
Inventors: V K Lebedev; S I Kuchuk-Yatsenko; V A Sakharnov; B A Galian
Original assignee: Inst Elektroswarki Patona
Priority date: 1981-08-19
Filing date: 1981-08-19
Publication date: 1983-03-28
Also published as: SE8104924L

Abstract

An interior apparatus for flash welding of pipes end to end and comprising an extended support element 3, which carries an axially movable jaw arrangement 6 with electrode jaws 35 for clamping of a pipe being welded, an axially immovable jaw arrangement 5 with electrode jaws 26 for clamping of the other pipe, and a toroidal welding transformer. The axially immovable jaw arrangement 5 is mounted on the extended support element 3 in such a way that a ring-shaped free space is produced in between, in which two coaxial contact tubes 36 and 37 are arranged, which are electrically insulated from each other and connect the welding transformer 4 to the electrode jaws 26 and 35, thereby producing a welding circuit during operation of the welding machine. <IMAGE>

Description

-s1o4924-9 pp F 2 10 15 20 25 30 35 av rör med stor diameter. -s1o4924-9 pp F 2 10 15 20 25 30 35 of large diameter pipes.

I den amerikanska patentskriften 3 164 712 beskrives en apparat för brännsvetsning av rör, vilken är konstruerad för att arbeta inne i rören och som omfattar ett utsträckt stödorgan, som bär en axiellt rörlig och en axiellt orörlig backanordning för fixe- ring av rören, vilka anordningar har elektrodbackar anslutna genom en strömtilledning till en svetsningstransformator.U.S. Pat. No. 3,164,712 discloses an apparatus for fire welding pipes, which is designed to work inside the pipes and which comprises an elongate support member carrying an axially movable and an axially immovable jaw device for fixing the pipes, which devices has electrode jaws connected through a power supply to a welding transformer.

Den tidigare kända apparaten omfattar en ringformad transforma- tor anordnad på en av cylindrarna i den axiellt orörliga back- anordningen, som går klar för fogen. Elektrodbackarna och trans- formatorn är anslutna med hjälp av flexibla ledskenor. Elektrod- backarna är anordnade på lika avstånd på en omkrets och isoler- ade från apparatens struktur.The previously known apparatus comprises an annular transformer arranged on one of the cylinders in the axially immovable reverse device, which is ready for the joint. The electrode jaws and the transformer are connected by means of flexible guide rails. The electrode jaws are arranged at equal distances on a circumference and isolated from the structure of the device.

Vid drift igångsättes bränningsverkan endast på vissa delar av ändytan av rören som svetsas, dvs. på de delar, som ligger närmast varandra, i den mån som rören ej är idealt utformade både längs med periferin och över ändytan. Då bränningen fort- går bringas hela ändytan i kontakt. Såsom en följd härav arbetar transformatorn partiellt under bränningsverkans första steg, dvs. endast vissa av transformatorns lindningar befinner sig under belastning och dessa utgör de lindningar, som ligger närmast ändytdelarna som brännes, varför transformatorkraften förbrukas delvis och det första steget av bränningen blir alltför långt.During operation, the firing effect is initiated only on certain parts of the end surface of the pipes being welded, ie. on the parts which are closest to each other, insofar as the pipes are not ideally designed both along the periphery and above the end surface. When firing continues, the entire end surface is brought into contact. As a result, the transformer operates partially during the first stage of combustion, i.e. only some of the transformers' windings are under load and these are the windings which are closest to the end parts which are burned, so that the transformer power is partly consumed and the first stage of the firing becomes too long.

Varaktigheten av initialsteget för bränningen påverkar varak- tigheten för hela svetningsprocessen, vilket begränsar en möjlig ökning i produktionskapaciteten för den tidigare kända apparaten.The duration of the initial stage of firing affects the duration of the entire welding process, which limits a possible increase in the production capacity of the previously known apparatus.

Föreliggande uppfinning baseras på det faktum, att det genom förändring av strömtilledningskonstruktionen är möjligt att åstadkomma en apparat för brännsvetsning av rör, vilken är konstruerad för att arbeta inne i rören och vilken har högre produktivitet och med tillförlitlig drift.The present invention is based on the fact that by changing the power line construction it is possible to provide an apparatus for burning welding pipes, which is designed to work inside the pipes and which has higher productivity and with reliable operation.

Det avsedda ändamålet uppnås genom åstadkommande av en apparat för brännsvetsning av rör, vilken är konstruerad för att arbeta inne i rören och vilken omfattar ett utsträckt stödorgan, som bär 10 15 20 30 3 8104924-9 en axiellt rörlig och en axiellt orörlíg backanordning för fast- spänning av rören, vilka anordningar uppvisar elektrodbackar an- slutna över en strömtílledning till en svetsningstransformator, varvid enligt uppfinningen strömtilledningen är i form av två koaxiella kontaktrör, som är elektriskt isolerade från varandra och anordnade i ett fritt ringformigt utrymme, som avgränsas av det utsträckta stödorganet och den axiellt orörliga backanord- ningen.The intended object is achieved by providing an apparatus for fire welding of pipes, which is designed to work inside the pipes and which comprises an extended support member, which carries an axially movable and an axially immovable jaw device for fixed voltage of the tubes, which devices have electrode jaws connected via a current line to a welding transformer, the current line according to the invention being in the form of two coaxial contact tubes, which are electrically insulated from each other and arranged in a free annular space, which is delimited by the extended the support member and the axially immovable jaw device.

En sådan strömtilledning är enkel till konstruktionen och för- bättrar således apparatens tillförlitlighet vid brännsvetsning av rör. Med en sådan strömtilledning minskas ineffekten för svets- ningstransformatorn och tiden för brånningens första steg för- kortas, vilket förbättrar apparatens produktionskapacitet vid brännsvetsning av rör.Such a current conductor is simple in construction and thus improves the reliability of the apparatus when firing pipes. With such a current line, the input power of the welding transformer is reduced and the time for the first stage of firing is shortened, which improves the production capacity of the apparatus when firing pipes.

Den elektriska anslutningen för varje kontaktrör med elektrod- backarna utföres företrädesvis med hjälp av en flexibel ledning för att upprätthålla samma elektriska anslutning då backarna rör sig radiellt vid fastspänning av rören före svetsning och vid frigöring därav efter svetsning.The electrical connection for each contact tube with the electrode jaws is preferably made by means of a flexible cable to maintain the same electrical connection when the jaws move radially when the tubes are clamped before welding and when they are released after welding.

En bättre förståelse av uppfinningen erhålles genom följande detaljerade beskrivning av en föredragen utföringsform därav med hänvisning till den åtföljande ritningen, varpå fig. 1 visar en längsgående tvärsnittsvy av en apparat för brännsvetsning av rör enligt föreliggande uppfinning; och fig. 2 visar en snittvy tagen längs med linjen II-II i fig. l.A better understanding of the invention is obtained by the following detailed description of a preferred embodiment thereof with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal cross-sectional view of an apparatus for firing pipes of pipes according to the present invention; and Fig. 2 shows a sectional view taken along the line II-II in Fig. 1.

Med hänvisning till fig. l och 2 på den åtföljande ritningen är en apparat l för brännsvetsning av rör inrymd inne i rör 2 som skall svetsas. Apparaten omfattar ett utsträckt stödorgan 3, vars längsgående axel sammanfaller med axlarna för de för svets- ning avsedda rören 2. Pâ det utsträckta stödorganet 3 är i ett koaxiellt arrangemang monterat en ringformig svetstransformator 4 och två rörbackanordningar 5 och 6, som vardera är försedd med en hydraulisk drivning 7, varvid anordningen 5 är axiellt orörlig, medan anordningen 6 är axiellt rörlig.Referring to Figs. 1 and 2 of the accompanying drawing, an apparatus 1 for fire welding of pipes is housed inside pipes 2 to be welded. The apparatus comprises an elongate support member 3, the longitudinal axis of which coincides with the axes of the pipes intended for welding 2. On the elongate support member 3 is mounted in a coaxial arrangement an annular welding transformer 4 and two tube jaw devices 5 and 6, each provided with a hydraulic drive 7, the device 5 being axially immobile, while the device 6 is axially movable.

På det utsträckta stödorganet 5, koaxiellt därmed, är även en av- _sáo4924-9 5 , 10 15 20 50 35 HO =1...-,-.-_-.. V. ,, . ...H brännings- och stukningsanordning 8 för rör monterad, vilken är försedd med en egen hydraulisk drivning 9 och vilken är rörligt ansluten till den axiellt rörliga backanordningen 6. Anordningen är rörlig längs insidan av rören med hjälp av en vagn 10 med hjul 11, som drives av en lämplig motor (visas ej).On the elongate support member 5, coaxially therewith, there is also an av- _sáo4924-9 5, 10 15 20 50 35 HO = 1 ...-, -.-_- .. V. ,,. ... H firing and upsetting device 8 for pipes mounted, which is provided with its own hydraulic drive 9 and which is movably connected to the axially movable jaw device 6. The device is movable along the inside of the pipes by means of a trolley 10 with wheels 11 , which is driven by a suitable motor (not shown).

På motsatta ändar av det utsträckta stödorganet 5 är två stöd- plattor 12 och 15 fast monterade, mellan vilka tre hylsorgan 15, 16 och 17 är monterade på valslager lä och fördelade längs med stödorganet 5. Det första och det andra hylsorganet 15 och 16 ingår i rörbackanordníng 5 resp. 6, medan det tredje hylsorganet 17 ingår i avbrännings- och stukningsanordningen 8.At opposite ends of the extended support member 5, two support plates 12 and 15 are fixedly mounted, between which three sleeve members 15, 16 and 17 are mounted on roller bearings 1a and distributed along the support member 5. The first and the second sleeve member 15 and 16 are included in pipe jaw arrangement 5 resp. 6, while the third sleeve member 17 is included in the burning and upsetting device 8.

Den axiellt orörliga backanordningen 5 och det utsträckta stöd- organet 5 är anordnade på sådant sätt att ett ringformigt fritt utrymme avgränsas däremellan, såsom tydligt framgår av ritningen, där hylsorganetlö visas utan någon direkt kontakt med stödorganet 3.The axially immovable jaw device 5 and the elongate support member 5 are arranged in such a way that an annular free space is delimited therebetween, as is clear from the drawing, where the sleeve member is shown without any direct contact with the support member 3.

Såsom framgår av fig. l är stödplattan 12 anordnad bakom både svetsningstransformatorn Ä och hylsorganet 15, sett från fogsidan.As can be seen from Fig. 1, the support plate 12 is arranged behind both the welding transformer Ä and the sleeve member 15, seen from the joint side.

Svetsningstransformatorn är således monterat intill den sida av den axiellt orörliga backanordningen 5, som är längs bort från rörfogen 2. Hylsorganet 17 i avbrännings- och stukníngsanordningen 8 är anordnat nära stödplattan 15 och sammankopplad därmed med hjälp av dess hydrauliska drivning 9. Hylsorganet 16 i den axiellt rörliga backanordningen 6 ligger mellan hylsorganet 17 och rör- fogen och är kopplad till hylsorganet 17 genom dess hydrauliska drivning 7 för att föra denna längs med det utsträckta stödorganet 5.The welding transformer is thus mounted next to the side of the axially immovable jaw device 5, which is longitudinally away from the pipe joint 2. The sleeve member 17 in the burning and spraining device 8 is arranged near the support plate 15 and connected thereto by means of its hydraulic drive 9. axially movable jaw device 6 lies between the sleeve member 17 and the pipe joint and is coupled to the sleeve member 17 by its hydraulic drive 7 to guide it along the extended support member 5.

Rörbackanordningen 5 omfattar backarmar 18 anordnade på lika av- stånd och symmetriskt med avseende på stödorganets 5 längsgående axel. En ände 19 på vardera armen 18 är svängbart förbunden vid 20 med stödplattan 12' för en roterande rörelse därav i radiell riktning, medan den andra änden 21 är länkad vid 22 vid änden av dess resp. expansionsarm 25.The pipe jaw device 5 comprises jaw arms 18 arranged at equal distances and symmetrically with respect to the longitudinal axis of the support member 5. One end 19 of each arm 18 is pivotally connected at 20 to the support plate 12 'for a rotating movement thereof in the radial direction, while the other end 21 is linked at 22 at the end of its resp. expansion arm 25.

Motsatta ändar av expansionsarmarna 25 är länkade såsom vid 2H vid den del 25 av hylsorganet 15 som befinner sig närmast rörfogen. 10 15 20 25 30 BO 81304924-9 \m Ändarna 21 på bﬂckärmarnﬁ-18 bär elektrodbackar 26, som är an- slutna till tilledning, motsvarande uttag på transformatorn U över en ström- såsom beskrives i det följande. rörliga backanordningen 6 är av liknande konstruktion och skiljer sig från rörbackanordningen 5 endast genom att var- dera backarmen 27 har en ände 28 därav svängbart förbunden såsom vid 2? med hylsorganet 17 på avbrännings- och stukningsanordningen 8, medan den motsatta änden 30 är länkad, såsom vid 31, vid änden av dess resp. expansionsarm 32. Motsatta ändar av expansions- armarna 32 är länkade, såsom vi 33, vid den del 34 av hylsorganet 16, som befinner sig närmast rörfogen. Ändarna 30 på backarmarna 27 bär elektrodbackar 35, som är anslutna till motsvarande (i motsats till de som är anslutna till elektrodbackarna 26) uttag Den axiellt på transformatorn H över en strömtilledning, som motsvarar följande beskrivning.Opposite ends of the expansion arms 25 are linked as at 2H at the part 25 of the sleeve member 15 which is closest to the pipe joint. 10 15 20 25 30 BO 81304924-9 \ m The ends 21 of the book screen ﬁ-18 carry electrode jaws 26, which are connected to a lead, corresponding to sockets on the transformer U over a current as described below. the movable jaw device 6 is of similar construction and differs from the pipe jaw device 5 only in that each jaw arm 27 has an end 28 thereof pivotally connected as at 2? with the sleeve member 17 on the burning and upsetting device 8, while the opposite end 30 is linked, as at 31, at the end of its resp. expansion arm 32. Opposite ends of the expansion arms 32 are linked, as we 33, to the part 34 of the sleeve member 16, which is closest to the pipe joint. The ends 30 of the jaw arms 27 carry electrode jaws 35 which are connected to the corresponding (as opposed to those connected to the electrode jaws 26) socket It axially on the transformer H over a current line, which corresponds to the following description.

Strömtilledningen som ansluter motsvarande uttag på svetsnings- transformatorn M med elektrodbackarna 26 och 35 omfattar tvâ kontaktrör 36 och 37, som är anordnade i det rörformiga fria utrymmet, som avgränsas av den axiellt orörliga backanordningen 5 och det utsträckta stödorganet 3. Kontaktrören 36 och 37 är monterade koaxiellt och isolerade från varandra genom ett isola- tionsfoder 38. Ändarna på kontaktrören vid en sida därav avslutas vid motsvarande (olika) uttag på svetsningstransformatorn N och är vid den andra sidan elektriskt förbundna med motsvarande elektrodbackar 26 och 35 genom flexibla ledningar, såsom vid 39 och ÄO, varigenom vid drift av svetsmaskinen en svetsnings- krets åstadkommes.The current line connecting the corresponding sockets to the welding transformer M with the electrode jaws 26 and 35 comprises two contact tubes 36 and 37, which are arranged in the tubular free space, which is delimited by the axially immovable jaw device 5 and the extended support means 3. The contact tubes 36 and 37 are mounted coaxially and insulated from each other by an insulating liner 38. The ends of the contact tubes at one side thereof terminate at corresponding (different) sockets on the welding transformer N and are on the other side electrically connected to corresponding electrode jaws 26 and 35 by flexible wires, such as at 39 and ÄO, whereby during welding of the welding machine a welding circuit is provided.

Vid användning av apparaten drives den in i ett av de för svets- ning avsedda rören 2 så att röränden kommer att ligga mellan backar- na 26 och 35. Den hydrauliska drivningen 7 på den axiellt orör- liga backanordningen 5 sättas i rörelse och driver hylsorganet l5 med dess valslager lü längs med stödorganet 3 mot fogen.When using the apparatus, it is driven into one of the pipes 2 intended for welding so that the pipe end will lie between the jaws 26 and 35. The hydraulic drive 7 on the axially immovable jaw device 5 is set in motion and drives the sleeve member l5 with its roller bearing lü along the support member 3 against the joint.

Medan hylsorganet 15 drives längs med stödorganet kan armarna 23 ej röra sig tillsammans med hylsorganet 15 i längsgående rörel- se, utan endast rotera runt om 2H. Då armarna 23 roterar föränd- rar de sin position relativt stödorganet 3 och expanderar back- armarna 18 radiellt, varigenom armarna 18 närmar sig insidan på rören 2 och en ytterligare rörelse av hylsorganet 15 i samma _. _ .,,,,....;__ __... ..._. ......._,,_..._......._L_¿¿.¿¿-...¿..._.>_..-- V V_-¿..._.:_¿,_-a-- ----- 3104924-9 6 10 15 20 25 riktning bringar backarna 26 i kontakt med röret för att fixera röret i denna position och inrikta apparaten med röret. Därefter glides den andra rörlängden över apparatens fria ände tills den ligger an mot ändytan på det förstnämnda röret. Detta rör fixeras med hjälp av rörbackanordningen 6 på sätt liknande det för fast- spänning av det andra röret. Så snart det andra röret är fixerat inriktas de två rören med sina ändytor och med apparatens axel sammanfallande med rörens axlar.While the sleeve member 15 is driven along the support member, the arms 23 cannot move together with the sleeve member 15 in longitudinal movement, but can only rotate around 2H. As the arms 23 rotate, they change their position relative to the support member 3 and expand the jaw arms 18 radially, whereby the arms 18 approach the inside of the tubes 2 and a further movement of the sleeve member 15 in the same _. _. ,,,, ....; __ __... ..._. ......._ ,, _..._......._ L_¿¿.¿¿ -... ¿..._.> _..-- V V_-¿.. ._.: _ ¿, _- a-- ----- 3104924-9 6 10 15 20 25 direction brings the jaws 26 into contact with the tube to fix the tube in this position and align the apparatus with the tube. Then the second pipe length is slid over the free end of the apparatus until it abuts against the end surface of the first-mentioned pipe. This pipe is fixed by means of the pipe jaw device 6 in a manner similar to that for clamping the second pipe. As soon as the second tube is fixed, the two tubes are aligned with their end surfaces and with the axis of the apparatus coinciding with the axes of the tubes.

Därefter tillföres kraft till svetsningstransformatorn U och avbrännings- och stukningsanordningen 8 bringas i funktion för att driva backanordningen 6 och röret fastspänt därpå i riktning mot det andra röret. Därefter anbringas ström från de sekundära lindningarna på svetsningstransformatorn U till fogen och således erhålles en elektrisk krets, som omfattar kontaktrören 36 och 37, de flexibla ledningarna 59 och M0 samt backarna 26 och 35. Efter- som ändytorna på rören vanligtvis har ytoregelbundenheter smälter kontaktdelarna tills hela ändytan är smält för fullständig brän- ning och därefter följer stukning med hjälp av anordningen 8.Thereafter, power is applied to the welding transformer U and the firing and upsetting device 8 is brought into operation to drive the jaw device 6 and the tube clamped thereon in the direction of the second tube. Then current is applied from the secondary windings of the welding transformer U to the joint and thus an electrical circuit is obtained which comprises the contact tubes 36 and 37, the flexible lines 59 and M0 and the jaws 26 and 35. Since the end faces of the tubes usually have surface irregularities the contact parts melt until the entire end surface is melted for complete firing and is followed by upsetting by means of the device 8.

Medan avbränningseffekten fortgår fungerar kontaktrören såsom strömuppsamlingsorgan och strömfördelare. Rören tillför således ström i rätt tillfälle vid avbränningen och till rätt del av fogen, varigenom avbränningen intensifieras och det första sta- diet av avbränningen följaktligen förkortas.While the burning effect continues, the contact tubes function as current collecting means and current distributors. The pipes thus supply current at the right time during the burning and to the right part of the joint, whereby the burning is intensified and the first stage of the burning is consequently shortened.

Claims

10 15

1. _; Ewa .. ... of 7 8104924-9 Claim 111 Apparatus for fire welding of pipes, which is designed to work inside the pipes and which comprises an elongate support member (3), which carries an axially movable (6) and an axially immobile (5) jaw device for clamping the pipes, which devices have electrode jaws (26 and 35) which are connected via a current line to a welding transformer (Ä), characterized in that the current line is in the form of two coaxial contactors. tubes (36 and 37), which are electrically insulated from each other and which are arranged in an annular free space delimited by the extended support member (3) and the axially immovable jaw device (5).

Apparatus according to claim 1, characterized in that each contact tube (36 and 37) is electrically connected to the electrode jaws (26 and 35) via flexible leads (39 and H0).