DE2107368C3 - Verfahren zum Verbinden eines Rohrs mit einem Metallteil - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden eines Rohrs mit einem Metallteil, bei dem am Außenumfang des Rohrs ein Flansch ausgebildet wird und das Rohr so in eine dem Außendurchmesser des Rohrs entsprechende Bohrung des Metallteils gelteckt wird, daß eine Seite des Flansches an dem Metallteil anliegt, und der Flansch mit dem Metallteil mittels elektrischer Widerstandsstumpfschweißung verbunden wird.

Es ist ein Verfahren dieser Art bekannt (US-PS 292 812), bei dem in dem Metallteil ein dem Rohrflansch zugewandter Ringwulst ausgebildet wird, mit dem sich das benachbarte Rohrende in Berührung befindet. Dabei wird das Rohr bei mit dem Lochrand bündigem Rohrende durch eine am Rohrflansch angreifende Ringelektrode gegen die Gegenelektrode gestaucht, to daß eine Verschweißung am Flansch und diesem Rohrende erfolgt. Dadurch ergibt sich zwar eine Schweißverbindung mit relativ großem Schweißquerschnitt, es muß jedoch dazu am Metallteil der Ringwulst angeformt werden, was z. B. bei dickrandigen Kesseln mit kleinem Durchmesser als Metallteil erhebliche Schwierigkeiten verursachen kann, weil bei ungleichförmiger Ausbildung des Ringwulstes und dadurch bedingter, anfänglich nur örtlicher Berührung mit dem Flansch des Rohrs beim Schweißvorgang Schwierigkeiten auftreten können, die zu einer Beeinträchtigung der Güte der Schweißverbindung führen können. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, mit dem sich diese Schwierigkeiten vermeiden lassen.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemaß ein Metallstück mit einer dem Außendurchmesser des Rohrs entsprechenden Bohrung so a-f das Rohr gesteckt wird, daß die andere Seite des Flansches an dem Metallstück anliegt, am Metallteil und/oder am Metallstück eine zur Bohrung konzentrische, zur Aufnahme des Flansches dienende Senkung vorgesehen wird und beim Schweißvorgang das Metallstück gleichzeitig mit dem Metallteil mit dem Flansch verbunden wird. In diesem Fall entfällt somit der Ringwulst am Metallteil. Das Metallstück sowie eine gegebenenfalls erforderliche Lenkung am Metallteil läßt sich sehr genau vorfertigen, so daß satte flächige Anlage der Teile und damit gleichförmiges Anschweißen gewährleistet ist Das Metallstück kann dabei für das Ansetzen der Gegenelektrode benutzt werden, ohne daß das Vorderende des Rohrs beim Zusammenpressen der Teile beansprucht wird und damit auch keiner Verformung unterliegt. Gleichzeitig wird durch das Metaltstück auch der Flansch verdeckt.

Vorteilhaft versieht man in an sich bekannter Weise (US-F-S 1 310 418) die Senkung mit einem Volumen, das im wesentlichen gleich dem Volumen des Flansches ist, so daß nach dem Verschweißen die Senkung gerade vollständig von dem Material des Flansches gefüllt wird, indem man der Senkung eine Form gibt, die im wesentlichen komplementär zur Form des Flansches, im Querschnitt jedoch etwas größer als diese ist, wobei die axiale Abmessung der Senkung etwas kleiner als die axiale Abmessung des Flansches ist, so daß vor dem Schweißen das Metallteil etwas im Abstand von dem Metaiistück bei dazwischenliegendem Flansch ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

F i g. la und Ib zeigen ein mit einem Flansch versehenes Rohr in einem Axialschnitt und einer Endansicht;

F i g. 2 zeigt die Anordnung eines Metallteils, eines weiteren Metallstücks und des Rohrs in einem Teilschnitt vor dem Stumpfschweißvorgang;

F i g. 3 verdeutlicht in einem Teilschnitt das geflanschte Rohr, das Metallteil und das Metallstück, nach dem Stumpfschweißvorgang.

Das Rohr 10, das zum Anschluß an ein Metallteil bestimmt ist, wurde durch axiales Stauchen unter Bildung eines radialen Flansches 11 nach außen ausgebeult, von dem sich axiale Rohrabschnitte 12 und 13 nach außen erstrecken.

Ein Metallteil, das bei diesem Ausführungsbeispiel ein Metallkessel 30 für unter Druck stehendes Strömungsmittel ist, wird in seiner Wand mit einem Loch 31 für die Aufnahme eines der Rohrabschnitte 13 des geflanschten Rohrs 10 versehen. Zusätzlich wird ein weiteres Metallstück 40 hergestellt und mit einem Loch 41 zur Aufnahme des anderen Rohrabschnitts 12 des geflanschten Rohrs 10 versehen. An dem Metallstück 40 wird ferner eine mit dem Loch 41 koaxiale Senkung 42 ausgebildet, die den Flansch 11 des geflanschten Rohrs 10 aufnimmt.

Der Rohrabschnitt 12 des geflanschten Rohrs 10 wird dann so weit in das Loch 41 des Metallstücks 40 eingesetzt, bis die dem Rohrabschnitt 12 benachbarte Seite des Flansches 11 den Boden der Senkung 42 im Metallstück 40 erreich'.. Aus diesem Grunde hat die

Senkung 42 eine Form, die im wesentlichen komplementär, jedoch im Querschnitt etwas größer als die Form des Flansches 11 am Rohr 10 ist, so daß der Flansch von der Senkung aufgenommen werden kann. Der Flansch 11 hat ein Volumen, das im wesentlichen dasselbe wie dasjenige des Raums ist der durch die Senkung 42 umgrenzt wird. Aus diesem Grunde hat der Flansch 11 eine axiale Abmessung, lic etwas größer als die Tiefe bzw. axiale Abmessung der Senkung 42 ist.

Dann wird die Anordnung in Richtung auf den Metallkessel 30 bewegt, um den anderen Rohrsche.ikel 13 des geflanschten Rohre 10 in das Loch 31 in der Wand des Kesst/h 30 einzusetzen, und zwar so weit, daß der Flansch 11 zwischen dem Metallstück 40 und der Wand des Kessels 30 eingefaßt wird. In dieser Lage befindet sich das Metallstück. 40 in einem geringen Abstand von der gegenüberliegenden Oberfläche des Kessels 30, und zwar aus dem oben angegebenen Grund. Dann wird eine Stumpfschweißelektrode 50 mit dem Umfangsrandabschmtt des Lochs 31 im Kessel 30 in der durch gestrichelte Linien in F i g. 5 angedeu'eten Weise in Berührung gebracht und so beaufschlagt, daß die Wand des Kessels 30 in Richtung auf das Metallstück 40 unter Einklemmen des Flansches des Rohrs 10 dazwischengedrückt wird. Gleichzeitig wird der Elektrode 50 Strom zugeführt, so daß ein größerer Strom vom Kessel 30 durch den Flansch 11 zum Metallstück 40 fließt. Der Flansch 11 wird durch den elektrischen Widerstand rotglühend und verformt und füllt den Raum aus, der durch die Senkung 42 im Metallstück 40 umgrenzt wird. Die Abschnitte der Elemente 30 und 40, die sich mit dem erhitzten Flansch U in Berührung befinden, werden geschmolzen, so daß die drei Elemente, d. h. das Rohr 10, der Kessel 30 und das Metallstück 40 vollständig miteinander verschmolzen bzw, verschweißt werden. Flanschmateria!, das gegebenenfalls im Vergleich zum Volumen des durch die Senkung im Metallstück 40 begrenzten Raumes im Oberschuß da ist, würde beim Schweißvorgang in den Raum fließen, der durch die Innenfläche des geflanschten Abschnitts des RoLrs 10 begrenzt wird, wenn der Flansch 11 elektrisch erhitzt und geschmolzen ist und durch die benachbarten Wände von Metallstück 40 und Kessel 30 axial und radial unter Druck gesetzt wird. Es darf jedoch der sich dabei aus der Deformierung ergebende radiale Einwärtsvorsprung des Flansches nicht so gro3 sein, daß das verschweißte Rohr 10 verstopft wird; es ist daher das Volumen des durch die Senkung 42 begrenzten Raums gegenüber demjenigen des Flansches 11 des Rohrs 10 in richtiger Weise aufeinander abzustimmen, wie es oben angegeben wurde.

Steht gemäß F i g. 3 der Rohrabschnitt 12 nicht aus dem Metallstück 40 vor, so erfährt er auch keine Axialbeanspruchung mit der Gefahr der Querschnittsverminderung, wenn eine Gegenelektrode mit vollem Querschnitt verwendet wird. Es ist hier der Flansch 11 des Rohrs 10 mit der Wand des Kessels 30 und zusätzlich das Metallstück 40 mit dem Flansch und mit dem Kessel 30 verschweißt, wodurch eine sehr gute mechanische Festigkeit und ein ästhetisches Äußeres der Schweißverbindung bewirkt wird.

Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist lediglich das Metallstück 40 mit der Senkung 42 versehen. Selbstverständlich kann alternativ das Metallteil 30 oder können letzteres und das Metallstück 40 mit einer solchen Senkung verschen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbinden eines Rohres mit einem Metallteil, bei dem am Außenumfang des S Rohres ein Flansch ausgebildet wird und das Rohr $o in eine dem Außendurchmesser des Rohres entsprechende Bohrung des Metallteiles gesteckt wird, daß eine Seite des Flansches an dem Metallteil an- «iegt, und der Flansch mit dem Metallteil mittels elektrischer Widerstandsstumpfschweißung verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallstück (40) mit einer dem Außendurthmesser des Rohres (10) entsprechenden Bohrung (41) so auf das Rohr gesteckt wird, daß die andere Seite des Flansches (U) an dem Metallstück anliegt, am MetalHeil (30) und/oder am Metallstück eine zur Bohrung (31, 41) konzentrische zur Aufnahme des Flansches dienende Senkung (42) vorgesehen wird und beim Schweißvorgang das Metallstück gleichzeitig mit dem Metallteil mit dem Flansch verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Senkung (42) mit einem Volumen versieht, das im wesentlichen gleich dem VoIumen des Flansches (11) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man der Senkung (42) eine Form gibt, die im wesentlichen komplementär zur Form des Flansches (11), jedoch im Querschnitt etwas größer als dieser ist, wobei die axiale Abmessung der Senkung etwas kleiner als die axiale Abmessung des Flansches ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Senkui.g (42) in der Oberfläehe des Metallstücks (40) ausgebildet wird, das dem Metallteil (30) gegenüberliegt.