<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Innenwurzelschweisseinrichtung für Stutzen, Sammlernippel od. dgl., mit einer nicht abschmelzbaren Elektrode, welche in einem Schweissdorn fixiert ist, mit Einrichtungen zur Kühlmittel- und Schutzgaszufuhr, sowie mit einer Haltevorrichtung für den Stutzen, Sammlernippel od. dgl.
Bei Sammlern, z. B. Vorwärmer-Sammlern in Dampferzeugungsanlagen, ist die Lochteilung häufig sehr eng, so dass die Stutzen oder Nippel nur unter grossen Schwierigkeiten und mit grossem Zeitaufwand angeschweisst werden können. Anderseits waren Geräte für die Innenwurzelschweissung bekannt, waren aber sehr umständlich zu handhaben - jeder Stutzen musste erst in die richtige Lage - koaxial zur Bohrung in der Lochplatte - gebracht und in dieser durch Klemmen od. dgl. festgehalten werden ; nach Herstellung einiger Heftpunkte konnte sodann die Wurzelnaht von innen her hergestellt werden. Hiebei traten aber sehr hohe Verluste an Schutzgas auf, so dass die bekannten Geräte auch aus diesem Grunde unwirtschaftlich waren.
In der DE-OS 1465016 wird eine Lichtbogenschweissvorrichtung der eingangs erwähnten Art beschrieben, welche einen exzentrisch angeordneten, gekühlten Schweissdorn aufweist, wodurch nur bis zu einem Innendurchmesser von 2, 5 cm herab geschweisst werden kann. Die Schutzgaszufuhr befindet sich dabei auf der Elektrodenseite, wodurch nachteilige Strömungswirbel entstehen. Die Zentrierung besteht des weiteren aus einem massiven Teil, welcher bei allenfalls auftretenden Nahtüberhöhungen nicht aus dem Nahtbereich herausgezogen werden kann. Der am Sammler anzuschweissende Stutzen ist durch einen zylindrischen Ansatz zentriert, wodurch eine volle Durchschweissung, ohne dass ein Restspalt bleibt, problematisch ist.
Zur Behebung dieser Nachteile wird vorgeschlagen, bei einer Schweisseinrichtung der angegebenen Art erfindungsgemäss eine Spannvorrichtung zum Festhalten des Stutzens, Nippels od. dgl. und zur koaxialen, drehbaren Lagerung des Schweissdornes vorzusehen und an dem die Elektrode tragenden Schweissdorn Zentrierungen zu seiner Führung im Stutzen, Nippel od. dgl. und in der Bohrung des mit dem Stutzen od. dgl. zu verbindenden Bauteils anzubringen.
In vorteilhafter Weise ist der Schweissdorn erfindungsgemäss gegenüber der zweiarmigen Spannvorrichtung axial verstellbar und in beliebiger Stellung fixierbar, wodurch eine exakte Positionierung des Schweissdornes ermöglicht wird. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Zentrierungen von Scheiben aus hitzebeständigem Material, vorzugsweise Glimmer, gebildet sind, und dass jede Scheibe zumindest eine Kerbe oder Bohrung zum Durchtritt abströmenden Schutzgases aufweist. Durch die Elastizität der Scheiben können diese auch bei Nahtüberstand ohne Beschädigung herausgezogen werden. Die Kerben oder Bohrungen ermöglichen ein Abströmen des Schutzgases sowohl durch die Bohrung in der Lochplatte als auch durch den Stutzen.
- Weitere Einzelheiten der erfindungsgemässen Innenwurzelschweisseinrichtung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert, welche rein beispielsweise eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Schweisseinrichtung darstellen. Hiebei ist Fig. 1 ein vereinfachter Längsschnitt und Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.
Die Lochplatte, an welche die Stutzen --3-- koaxial zu den Bohrungen --2-- angeschweisst werden sollen, ist mit-l-bezeichnet.
Die Schweisseinrichtung umfasst den Schweissdorn --4--, die Spannvorrichtung --5-- und die Zentrierung-6-.
Im einzelnen besteht der Schweiss dorn --4-- aus dem Zentralrohr --7--, in dessen elektrodenseitigem Ende ein Innengewinde --8-- für die Klemmschraube --9-- geschnitten ist. Zur Aufnahme der nicht abschmelzenden Elektrode --10-- ist das Zentralrohr --7-- mit einer Querbohrung - versehen. Durch Anziehen der Klemmschraube --9-- kann die Elektrode --10-- in jeder beliebigen Stellung, in welcher sie den richtigen Abstand von der Innenwand von Bohrung - und Stutzen --3-- hat, fixiert werden.
In geringem Abstand von der Querbohrung --11-- ist in der der Elektrodenspitze gegenüberliegenden Wand eine radiale Bohrung --12-- vorgesehen, durch welche das Schutzgas austreten kann, welches durch das Zentralrohr zugeführt wird.
Die Zentrierung besteht aus drei Scheiben --13-- aus isolierendem und hitzebeständigem Material, vorzugsweise Glimmer. Die innerste der Scheiben --13-- liegt an einem Bund --14--
<Desc/Clms Page number 2>
des Zentralrohres --7-- an. Auf diese Scheibe --13-- folgt eine Hülse --15--, die aus keramischem Material besteht und Öffnungen für die Elektrode --10-- und zum Austritt des Schutzgases aufweist.
Sie schützt das elektrodenseitige Ende des Zentralrohres --7-- vor der Einwirkung des Lichtbogens, der von der Elektrode --10-- zur Verbindungsstelle zwischen Teil-l-und Stutzen - übergeht. Die beiden andern Scheiben --13-- sind durch ein Distanzrohr --16-- in gegenseitigem Abstand gehalten ; dieses Distanzrohr --16-- kann ebenfalls aus keramischem Material beste-
EMI2.1
die auf das auch mit Aussengewinde versehene Ende des Zentralrohres --7-- aufgeschraubt ist, werden die Teile --13, 15 und 16-- gegen den Bund --14-- des Zentralrohres --14-- verspannt.
Jede Scheibe --13-- ist mit einer kleinen Bohrung --18-- zum Abströmen des Schutzgases aus dem die Elektrode --10-- umgebenden, von den beiden inneren der Scheiben --13-- abgeschlossenen Raum versehen. An Stelle der Bohrungen --18-- können auch vom Aussenrand der Scheiben --13-- ausgehende Kerben vorgesehen sein.
Das Zentralrohr hat vom Bund --14-- an bis zu dem an seinem spannseitigen Ende vorgesehenen Aussengewinde --19-- einen Querschnitt, welcher, wie Fig. 2 zeigt, zwei Flügel erkennen lässt, die durch das Vorhandensein zweier einander gegenüberliegender Längsrippen --20-- entstehen. Das Zentralrohr --7-- ist vom Bund --14-- an bis zur Traghülse --21-- von einem Hüllrohr --22-- umgeben, welches genau auf die Rippen --20-- passt und einerends an einem Absatz des Bundes --14-- zentriert ist. Dadurch entstehen aussen am Zentralrohr --7-- zwei Räume - 23 und 24--, welche für das Durchströmen eines Kühlmittels-Wasser, Druckluft od. - vorgesehen sind.
Nahe dem Bund --14-- ist zumindest eine der Längsrippen --20-abgetragen, so dass ein Übergang vom Raum --23-- in den Raum --24-- entsteht.
EMI2.2
--22-- ist- hat einen längeren zylindrischen Abschnitt --25--, mittels welchem sie in einer vorzugsweise aus Kunststoff od. dgl. Isoliermaterial bestehenden Lagerhülse --26-- drehbar gelagert ist. Ein Stellring --27-- verhindert eine axiale Verschiebung der Traghülse --21-- gegenüber der Lagerhülse --26--. Das äussere Ende der Traghülse --21-- ist erweitert und ist durch eine mit Aussengewinde versehene Anschlussplatte --28-- abgeschlossen. Die Anschlussplatte --28-- hat des weiteren eine zentrale Bohrung --29--, mit welcher sie auf das spannseitige Ende des Zentralrohres --7-- aufgeschoben ist.
Mit Hilfe der Mutter --28'-- wird das Hüllrohr --22-- über die Platte --28-- und die Hülse --21-- gegen den Bund --14-- des Zentralrohres --7-- verspannt.
In der'Anschlussplatte-28-- sind zwei Gewindebohrungen --29, 30-- vorgesehen zur Zufuhr bzw. Abfuhr (vgl. die Pfeile in Fig. l) von Kühlmittel (Wasser, Druckluft od. dgl.). Der Innenraum - der Erweiterung der Traghülse --21-- ist durch eine (nicht gezeigte) Querwand, die
EMI2.3
--20-- bildet,- vorstehende Ende des Zentralrohres --7-- dient als Anschluss für eine Schutzgas-Zufuhrleitung (s. Pfeil S in Fig. 1).
EMI2.4
--5-- bezeichnete Spann vorrichtung- -37, 38-- ausgeht. Mittels Spannschrauben --39, 40-- kann einerseits die Lagerhülse --26--, anderseits das Ende des Stutzens --3-- am Bügel --32-- festgeklemmt werden.
Die axiale Lage der Lagerhülse --26-- gegenüber dem Schenkel --32-- kann mit Hilfe einer Lehre (nicht gezeigt) so eingestellt werden, dass die Elektrode --10-- immer genau gegenüber dem Spalt zwischen Teil-l- (Lochplatte od. dgl.) und Stutzen --3-- steht.
An der Erweiterung der Traghülse --26-- ist eine Scheibe --41-- vorgesehen, die als Antrieb zur kontinuierlichen oder zur schrittweisen Verdrehung der Schweisseinrichtung und damit der Elektrode --10-- dient. Dieses Verdrehen kann von Hand - schrittweise - erfolgen, wobei die Scheibe --41-- eine Teilung entsprechend der Anzahl der herzustellenden Schweissstellen pro Innenschweissung trägt und am Arm --33-- eine Marke angebracht ist. Anderseits kann die Scheibe --41-- auch mit einem motorischen Antrieb - kontinuierlich oder schrittweise-in Verbindung stehen.
<Desc/Clms Page number 3>
An der Scheibe --41-- kann eine Steuernocke-42-befestigt-sein, welche auf eine Schalt- einrichtung --43-- (nur angedeutet) einwirkt, um den Schweissstrom immer erst nach Stillstand der Elektrode --10-- einzuschalten und jeweils vor deren Weiterdrehung zu unterbrechen.
Zur Schweissstromzufuhr ist an der Erweiterung der Traghülse --21-- eine Schleifbahn - vorgesehen, gegen welche ein Schleifkontakt --45-- gedrückt wird, der mit dem einen Schweissstromanschluss --46-- verbunden ist. Der andere Anschluss --47-- steht mit dem Bügel - in Verbindung.
Es ist auch möglich, an Stelle des Schleifkontaktes --45-- den z. B. mit einer leitenden Umhüllung od. dgl. versehenen Schutzgasschlauch zur Stromzuführung zu verwenden. Die Schweisseinrichtung muss dann allerdings nach jeder Schweissung um eine volle Umdrehung zurückgedreht werden.
Die erfindungsgemässe Schweisseinrichtung wird in der folgenden Weise verwendet :
Voraussetzung ist, dass alle anzuschweissenden Stutzen --3-- od. dgl. gleiche Abmessungen, insbesondere gleichen Innendurchmesser und gleiche Länge, haben. Am Zentralrohr --7-- werden als erstes Scheiben--13-- mit einem Durchmesser, der der lichten Weite der Bohrungen --2-und des Stutzens --3-- entspricht, befestigt. Mit Hilfe einer Lehre - wie schon erwähnt-wird sodann die Lagerhülse --26-- im Arm --33-- durch axiales Verschieben so eingestellt, dass die Spitze der Elektrode genau gegenüber der Trennfuge zwischen den beiden Teilen-l und 3-steht. Diese Lage wird durch Anziehen der Spannschraube --39-- gesichert.
Mit der gleichen Lehre wird der Abstand der Elektrodenspitze von der Innenwand der Teile-l und 3-- nach Lösen der Klemmschraube --9-- eingestellt, durch Anziehen dieser Schraube wird die Stellung der Elektrode gegenüber dem Zentralrohr --7-- festgelegt. Nach Wegnehmen der Lehre werden die Leitungen für Kühlmittel, Schutzgas, Schweissstrom an die Schweisseinrichtung angeschlossen.
Nach diesen Vorbereitungen wird das eine Ende des ersten anzuschweissenden Stutzens --3-in die Bohrung --36-- eingeführt; durch Anziehen der Spannschraube --40-- wird der Stutzen --3-- im Arm --34--, gleichachsig zum Schweissdorn-4-, festgehalten.
Die genaue Zentrierung des Stutzens ergibt sich hiebei durch die innerste der Scheiben - -13--. Der so mit dem Stutzen --3-- versehene Schweiss dorn wird in die Bohrung --2-- der Loch- platte-l-od. dgl. eingeführt, wobei die beiden äusseren Scheiben --13-- in einfachster Weise das genaue Fluchten der Teile --1 und 3-- gewährleisten. Nach Einschalten der Zufuhr von Kühlmittel, Schutzgas und Schweissstrom kann die Innenschweissung - vorteilhafterweise nach Herstellung von vier Heftpunkten im, 900 - Abstand - gegebenenfalls automatisch durchgeführt werden.
Nach der Fertigstellung der Schweissnaht wird die Spannschraube --40-- - vorzugsweise eine Knebelschraube zur leichten Handbedienung - gelockert und der Schweissdorn wird aus dem jetzt am Teil 1-- festsitzenden Stutzen --3-- herausgezogen. Der nächste Stutzen --3-- kann in der Spannvorrichtung wie beschrieben befestigt werden, und ein weiterer Schweissvorgang kann durchgeführt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Innenwurzelschweisseinrichtung für Stutzen, Sammlernippel od. dgl., mit einer nicht abschmelzbaren Elektrode, welche in einem Schweissdorn fixiert ist, mit Einrichtungen zur Kühlmittel- und Schutzgaszufuhr, sowie mit einer Haltevorrichtung für den Stutzen, Sammlernippel od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung als eine zweiarmige Spannvorrichtung (5) ausgeführt ist, wobei ein Arm (33) zur koaxialen, drehbaren Lagerung des Schweissdornes (4) und der andere Arm (34) zur Lagerung des Stutzens (3) Sammlernippels od. dgl. vorgesehen ist, und dass der die Elektrode (10) tragende Schweissdorn (4) Zentrierungen zu seiner Führung im Stutzen, Nippel od. dgl. uhd in der Bohrung des mit dem Stutzen od. dgl. zu verbindenden Bauteils aufweist.