Verfahren zur Herstellung von geschweissten Rohren. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren, durch welches es unter Vereinigung verschiedener, zur Her stellung von Rohren an sich bekannt gewor dener Einzelheiten ermöglicht wird, nur an der Längsnaht bis zur Schweisshitze erwärmte, durch Druck überlapptgeschweisste Rohre relativ geringen Durchmessers, wie sie auf Einrollmaschinen angefertigt werden, fort laufend herzustellen.
Die fortlaufende Herstellung von ge schweissten Rohren, bei denen nur die Naht ränder erwärmt werden, kennt man bis heute nur für stumpfgeschweisste Rohre. Hierfür sind Rohreinrollmaschinen bekannt geworden, bei denen Rohre relativ geringen Durchmes sers, insbesondere dünnwandige Rohre, inner halb der Maschine über einen Dorn gerollt werden. Beim Schweissen ist es bereits üblich, dass die erwärmten Nahtränder durch seitlich angebrachte Rollen stumpf aneinander ge drückt werden. Eine fortlaufende Überlappt- schweissung dieser Art gibt es bisher nicht.
Für eine Längsnahtüberlapptschweissung kennt man nur die Anfertigung von Rohren nach den Methoden der Wassergasschweissung (Hämmern oder dergleichen) und der Ofen überlapptschweissung (Walzen). Bei beiden Verfahren handelt es sich im Gegensatz zur Schmelzschweissung um eine ausgesprochene Druckschweissung ; diese Verfahren sind aber sonst grundsätzlich voneinander verschieden. Bei der Wassergasschweissung werden die Lappen mittelst Wassergasflamme stückweise örtlich erwärmt und anschliessend mittelst Hammer oder hin- und hergehender Rolle über einem Amboss druckgeschweisst.
Dabei können beim Erwärmen die Lappen fest aufeinander liegen, und die Erwärmung kann von innen und aussen gleichzeitig erfolgen, oder die Lappen werden in eine Winkelstel lung zueinander gebracht und die Flamme auf die Lappen und zwischen diesen hindurch ins Rohrinnere geführt. Es ist diesbezüglich auch schon der Gedanke bekannt geworden, an Stelle des Wassergases eine Autogen flamme zu benutzen. Geeignete Vorrichtungen hierfür sind bisher nicht bekannt geworden. Da für eine Druckschweissung die reine Aze tylen- oder Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme unnötig heiss ist, können für den nach der Erfindung vorgesehenen Zweck auch die an sich bekannten Brenngase benutzt werden, die billiger als Azetylen und Wasserstoff sind.
Bei der Ofenüberlapptschweissung wer den überlappt eingerollte Rohrstücke in einem Ofen über ihre ganze Ausdehnung auf Schweiss hitze gebracht und anschliessend in einem Walzwerk über einer entgegengehaltenen dornartigen Unterlage gewalzt. Dabei werden die schweisswarmen Lappen von der Ober walze über dem Dorn ineinander gepresst und verschweisst.
Von diesen angeführten Schweissmethoden werden nun erfindungsgemäss an sich be kannte Einzelheiten derart miteinander ver einigt, dass Rohre relativ geringen Durch messers, die auf den Einrollmaschinen her gestellt werden, nunmehr bei Erwärmung nur der Naht fortlaufend mittelst Druckes überlappt geschweisst werden.
Es ist noch zu erwähnen, dass die Er wärmung der Lappen für die Druckschweissung anstatt durch Brenngase auch durch andere bereits bekannte Vorrichtungen erfolgen kann.
Nachfolgend wird ein Vorrichtungsbeispiel beschrieben, mit welchem es ermöglicht wird, überlapptgeschweisste Rohre, bei denen die Naht nur örtlich bis zur Schweisshitze er wärmt wird, auch fortlaufend zu erzeugen. Dabei ist es gleichgültig, ob ein kalter oder vorgewärmter Rohrstreifen benutzt wird. Die Fig. 1 stellt eine schematische Seitenansicht und Fig. 2-8 Einzelheiten dieser Vorrich tung mit Varianten dar.
Die Vorrichtung besitzt eine Einrollma- schine, welche die flachen Rohrstreifen zu überlappten Rohren einrollt, mit daran an schliessendem Presshammer- oder Presswalz- werk, welches die inzwischen auf Schweiss hitze erwärmte Überlappung über einen Dorn ineinander verarbeitet und verschweisst, wo bei dieser Dorn innerhalb der Einrollmaschine gehalten wird.
Zu Beginn der Erzeugung wird der Rohr streifen a (Fig. 1) in ein Pressgesenk b, c eingeführt und so geformt, dass er von dem unmittelbar anschliessend angeordneten, an getriebenen Rollenpaar d, e erfasst werden kann. In dem Rollenpaar d, e wird der Strei fen U-förmig gebogen. Sobald der Streifen von den Rollen d, e gefasst ist und gezogen wird, hat er das Bestreben, fortlaufend zwi schen der U-Form und der ursprünglichen flachen Form eine stets gleichbleibende, von selbst sich bildende natürliche Übergangsform anzunehmen.
Das geschlossene Gesenk b; c ist nun dieser natürlichen Übergangsform genau nachgebildet, so dass das Gesenk, wenn man es ganz wenig öffnet, gleichzeitig, ohne viel Reibung zu erzeugen, dauernd als Führung für den Streifen benutzt werden kann. Eine solche Führung ist notwendig, damit die U-Form sich innerhalb der Rollen d, e stets gleichmässig ausbildet. Fig. 2 stellt eine Queransicht der Rollen d, e mit dem U-förmig Barinliegenden Streifen a dar.
Hin ter den Rollen d, e befindet sich ein Joch f ; welches von oben in den U-förmig gebogenen Rohrstreifen hineinragt und die innen wasser gekühlte Dornstange g, über welcher der Streifen überlappt gerundet und geschweisst werden soll, festhält. Fig. b stellt einen Querschnitt unmittelbar vor dem Joch "5 dar, welches mit einem Vorsprung in den Streifen a hineinragt und die Dornstange g mit in nenliegendem Kühlrohr o festhält.
Hinter dem Joch f ist ein weiteres angetriebenes Rollenpaar<I>i,</I> h angeordnet, welches auf Grund einer besonderen Kalibrierung der Rolle h in der Lage ist, den U-förmig gebogenen Strei fen a über die an dieser Stelle verdickte Dornstange g in die erforderliche Überlappt form überzuführen. Dabei wird der Streifen soweit gebogen, dass er unter Berücksichti gung der ihm innewohnenden Federung nach Verlassen der Rollen i, la immer noch die für die Erwärmung mittelst Autogenflamme erforderliche Überlappungsform erhält.
Der Dorn g ist innerhalb des Kalibers soweit verdickt, dass er als Stütze für den um ihn herumzubiegenden Streifen wirkt, ist jedoch nicht so dick, dass das fortlaufende Rohr durch die Rollen i, lt auf ihm festgeklemmt werden kann; der Dorn ist an dieser Stelle also stets um ein Geringes dünner gehalten als dem Innendurchmesser des um ihn zu biegenden Rohres entspricht. Fig.3 stellt eine Vorderansicht der Rollen i, h, Fig. 4 deren Kaliber in grösserem Massstabe dar.
Nach Fig. 3 und 4 ist die Kalibrierung der Rolle h. ersichtlich für den Fall, dass die Rollen i, h. rnit horizontaler Achse angeordnet sind. In Fig. 8 ist die Kalibrierung der Rol len h, <I>i</I> ersichtlich für den Fall, dass diese mit vertikaler Achse angeordnet sind. Das Einrollen des Streifens a kann auch mittelst anderer geeigneter Kaliber erfolgen. Die bis her geschilderten Einrichtungsteile beziehen sich nur auf die Einrollmaschine.
Nach dem Austritt des Rohres aus der Einrollmaschine wird die Überlappung in der eingangs beschriebenen Art mittelst einer, der gewünschten Schweissgeschwindigkeit entsprechenden Flammenzahl erwärmt. Fig. 7 zeigt, wie der Flammemkegel p sowohl den obern, als auch den untern Lappen gleich zeitig bestreicht und dennoch zwischen den Lappen durch einen verbleibenden Spalt nach dem Innern des Rohres frei ausströmen kann. Zu diesem Zweck ist der Dorn g in der Länge, an der die Flammen angesetzt sind, wieder wesentlich dünner gehalten als im Kaliber der Rollen i, h.
Jegliche vorherige Zurichtung der Streifenkanten ist hierbei überflüssig, weil der Flammenkegel, wie Fig. 7 zeigt, die ihm im Wege stehenden Ecken während der Erwärmung von selbst derart zustellt, dass eine geeignete Form der zu verschweissenden Lappen entsteht. Nach dem die Lappen auf diese Weise bis zum teigig knetbaren Zustand erhitzt sind, laufen sie in die Gesenke <I>k, l</I> eines Feder- oder Presslufthammers ein und werden hier über den Dorn g, welcher an dieser Stelle wiederum entsprechend verdickt ist, ineinander ge- echmiedet und verschweisst.
Da das Werkstück nur an der Naht bis zur Schweisshitze erwärmt ist, tritt durch das angrenzende kältere Material, sowie durch die kälteren Hammergesenke und den innen liegenden gekühlten<I>Dorn</I> eine gewisse Ab scbreckuDg ein. Dieser Umstand. ist als .Für die Schweissnaht günstig anzusehen, da man es nunmehr in der Hand hat, durch eine Wiedererwärmung der Naht, also durch ein Anlassen, dieselbe auch noch zu vergüten. An Stelle eines Hammers können natürlich auch mehrere Hämmer mit zwischenliegen der Wiedererwärmung der Naht an deren Durcharbeitung über einen Dorn mitwirken. Desgleichen kann an Stelle des Hammers ein Walzenpaar treten.
Es kann auch, wie Fig. 6 zeigt, nach dem Hammerwerk<I>k,</I> d noch ein angetriebenes Walzenpaar ia, m folgen. Es ist selbstverständlich, dass die gesamte Vorrichtung bei entsprechender Stel lung der Streifenkanten auch für jede andere Erwärmungsart der Naht gebraucht werden kann, beispielsweise für rein elektrische Er wärmung oder auch gemischte Erwärmung, z. B. elektrische Vorwärmung mit anschliessen der Autogenerhitzung bezw. umgekehrt oder dergleichen.
Da es sich hier nicht um eine Schmelzschweissung mitZuführungvonFremd- material handelt, sondern um eine Feuer schweissung, bei welcher lediglich die Naht in örtlicher Weise nur bis zum knetbaren Zustand erhitzt wird, so liegt darin, bei Be rücksichtigung der Qualität der erzeugten Naht, auch noch eine wirtschaftliche Wärme ersparnis. Die mit dieser Maschine zu errei chende Schweissgeschwindigkeit übertrifft die der bisher bekannten Maschinen, weil man hier weit mehr Schweissflammen ansetzen kann, als beispielsweise bei den zur Zeit viel gebrauchten autogenen Stumpfschweiss anlagen, bei denen die zu verschweissenden Kanten bis kurz vor der Schweissung durch die Keilrolle auseinander gehalten werden.
Process for the production of welded pipes. The present invention is a method by which it is made possible by combining different, for the manufacture position of pipes per se known details, only at the longitudinal seam heated to the welding heat, by pressure overlap-welded pipes of relatively small diameter, such as they are made on rolling machines, to be continuously produced.
The continuous production of welded pipes, in which only the seam edges are heated, is known to this day only for butt-welded pipes. For this purpose, tube rolling machines have become known in which tubes of relatively small diameter, especially thin-walled tubes, are rolled over a mandrel within the machine. When welding, it is already common for the heated seam edges to be butted together by rollers attached to the side. A continuous overlap welding of this kind has not yet existed.
For a longitudinal seam overlap welding, one only knows the production of pipes according to the methods of water gas welding (hammering or the like) and the furnace overlap welding (rolling). In contrast to fusion welding, both processes are definitely pressure welds; however, these procedures are fundamentally different from one another. In the case of water gas welding, the cloths are locally heated piece by piece using a water gas flame and then pressure-welded over an anvil using a hammer or a reciprocating roller.
The flaps can lie firmly on top of each other when heated, and the heating can take place simultaneously from the inside and outside, or the flaps are brought into an angular position to each other and the flame is guided onto the flaps and between them into the inside of the pipe. In this regard, the idea of using an autogenous flame in place of the water gas has also become known. Suitable devices for this have not yet become known. Since the pure Aze tylene or hydrogen-oxygen flame is unnecessarily hot for pressure welding, the fuel gases known per se, which are cheaper than acetylene and hydrogen, can also be used for the purpose provided by the invention.
In the case of furnace overlap welding, the overlapped rolled pipe pieces are brought to the welding heat in a furnace over their entire extent and then rolled in a rolling mill over a thorn-like base held against them. The warm-to-weld cloths are pressed into each other by the top roller over the mandrel and welded.
Of these welding methods, according to the invention, details known per se are now united with one another in such a way that pipes of relatively small diameter, which are made on the rolling machines, are now continuously welded with overlap by means of pressure when only the seam is heated.
It should also be mentioned that the heating of the flaps for pressure welding can also be done by other already known devices instead of fuel gases.
An example of a device is described below with which it is possible to continuously produce overlap-welded pipes in which the seam is only locally warmed up to the welding heat. It does not matter whether a cold or preheated pipe strip is used. Fig. 1 is a schematic side view and Fig. 2-8 details of this device Vorrich with variants.
The device has a rolling machine which rolls up the flat tube strips to form overlapped tubes, with an adjoining press hammer or press rolling mill, which processes and welds the overlap, which has meanwhile been heated to welding heat, into one another via a mandrel, where this mandrel within the Curling machine is held.
At the start of production, the pipe strip a (Fig. 1) is inserted into a press die b, c and shaped so that it can be grasped by the immediately adjacent, driven roller pair d, e. In the pair of rollers d, e, the strip is bent into a U-shape. As soon as the strip is gripped and pulled by the rollers d, e, it strives to continuously adopt a natural transition shape that is always constant between the U-shape and the original flat shape.
The closed die b; c is now exactly modeled on this natural transition shape, so that the die, if it is opened a little, can be used continuously as a guide for the strip at the same time, without generating much friction. Such a guide is necessary so that the U-shape is always formed evenly within the roles d, e. Fig. 2 shows a transverse view of the rolls d, e with the U-shaped bar inside strip a.
Behind the rollers d, e there is a yoke f; which protrudes from above into the U-shaped bent pipe strip and holds the mandrel bar g, which is water-cooled on the inside, over which the strip is to be rounded and welded in an overlapping manner. FIG. B shows a cross section directly in front of the yoke "5, which protrudes with a projection into the strip a and holds the mandrel bar g with the cooling tube o located in the interior.
Behind the yoke f there is another driven pair of rollers <I> i, </I> h which, due to a special calibration of the roller h, is able to pass the U-shaped bent strip a over the mandrel bar thickened at this point g into the required overlapping form. The strip is bent so far that, taking into account the resilience inherent in it, it still has the overlap shape required for heating by means of an oxy-fuel flame after leaving the rollers i, la.
The mandrel g is thickened within the caliber to such an extent that it acts as a support for the strip to be bent around it, but is not so thick that the continuous tube can be clamped onto it by the rollers i, lt; the mandrel at this point is always kept slightly thinner than the inner diameter of the tube to be bent around it. Fig. 3 shows a front view of the rollers i, h, Fig. 4 their caliber on a larger scale.
According to FIGS. 3 and 4, the calibration of the roller is h. apparent in the event that the roles i, h. are arranged with a horizontal axis. In Fig. 8, the calibration of the roles h, <I> i </I> can be seen for the case that these are arranged with a vertical axis. The strip a can also be rolled up using other suitable calibres. The pieces of equipment described so far only relate to the rolling machine.
After the pipe has emerged from the rolling machine, the overlap is heated in the manner described at the beginning by means of a number of flames corresponding to the desired welding speed. Fig. 7 shows how the flame cone p sweeps both the upper and the lower lobes at the same time and can still flow freely between the lobes through a remaining gap to the inside of the tube. For this purpose, the length of the mandrel g, at which the flames are attached, is again made much thinner than the caliber of the rollers i, h.
Any previous dressing of the strip edges is superfluous because the flame cone, as shown in FIG. 7, automatically feeds the corners standing in its way during the heating in such a way that a suitable shape of the flaps to be welded is created. After the cloths have been heated to a doughy kneadable state in this way, they run into the dies of a spring hammer or pneumatic hammer and are here over the mandrel g, which again corresponds at this point is thickened, forged and welded together.
Since the workpiece is only heated to the point of welding heat at the seam, a certain amount of breakage occurs due to the adjacent colder material, as well as the colder hammer dies and the cooled <I> mandrel </I> inside. This condition. Is to be regarded as favorable for the weld seam, since it is now in the hand to remunerate the seam by reheating the seam, i.e. by tempering it. Instead of a hammer, of course, several hammers with intermediate reheating of the seam can also work through a mandrel. Likewise, a pair of rollers can take the place of the hammer.
As FIG. 6 shows, a driven pair of rollers ia, m can also follow after the hammer mill <I> k, </I> d. It goes without saying that the entire device can also be used for any other type of heating of the seam, for example for purely electrical heating or mixed heating, eg. B. electrical preheating with connect the autogenous heating respectively. vice versa or the like.
Since this is not a fusion welding with the supply of foreign material, but a fire welding, in which only the seam is locally heated to a kneadable state, this is also important, taking into account the quality of the seam produced an economical heat saving. The welding speed that can be achieved with this machine exceeds that of the previously known machines, because you can use far more welding flames here than, for example, with the currently much used autogenous butt welding systems, in which the edges to be welded by the wedge roller until shortly before welding be kept apart.