DE3837911C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden des Endes eines rohrförmigen Werkstückes, insbesondere eines zylindrischen Rohres von im Verhältnis zum Durchmesser großer Länge, mit einem Formteil gleicher geometrischer Beschaffenheit im Stumpfstoß durch Außen-Umfangsschweißen mittels eines Schweißkopfes in einer Formier- oder Inertgasatmosphäre für den Wurzelschutz der Schweißstelle von innen und für die Elektrode von außen, wobei das Werkstück und das Formteil von innen mittels eines Spannkopfes gemeinsam gespannt werden und eine Relativbewegung zwischen Schweißkopf und Werkstück/Formteil erfolgt, sowie eine Vorrichtung zum Verbinden von Enden eines rohrförmigen Werkstückes, insbesondere eines zylindrischen Rohres von im Verhältnis zum Durchmesser großer Länge, mit einem Formteil gleicher geometrischer Beschaffenheit im Stumpfstoß mittels Umfangsschweißens, mit einem von innen gegen die zu verbindenden Stücke anliegenden und diese lösbar vereinigenden Spannkopf sowie einer von außen her auf die Verbindungsstelle auszurichtenden Schweißkopfeinrichtung.The invention relates to a method for connecting the End of a tubular workpiece, in particular one cylindrical tube in relation to the diameter great length, with a molded part of the same geometric Texture in the butt joint by external circumferential welding by means of a welding head in a forming or Inert gas atmosphere for root protection of the weld from the inside and for the electrode from the outside, whereby the workpiece and the molded part from the inside using a Clamping head can be clamped together and a relative movement between welding head and workpiece / molded part takes place, as well as a device for connecting ends a tubular workpiece, especially a cylindrical one Tube of large in relation to the diameter Length, with a molded part of the same geometrical nature in the butt joint by means of circumferential welding, with one from the inside against the pieces to be joined and this releasably uniting clamping head as well one to be aligned from the outside towards the connection point Welding head device.

Beim Herstellen von Verbindungen zwischen Rohren mit Formteilen, bei denen es sich um Flansche, Bordscheiben, Rohrbogen (Krümmer) od. dgl., aber auch um Rohrstücke handeln kann, sind heute in der Praxis im wesentlichen zwei Verfahren im Einsatz, bei denen jeweils der Schweißkopf bewegt wird und die zu verbindenden Stücke festgehalten werden.When making connections between pipes with Molded parts, which are flanges, flanges, Elbows (elbows) or the like, but also around pipe sections can act today are essentially in practice two processes in use, each with the welding head is moved and the pieces to be connected are held will.

Bei einem dieser Verfahren handelt es sich um das herkömmliche Handschweißen, bei dem die zu verbindenden Werkstücke eingespannt werden und der Schweißkopf/Brenner um die Verbindungsstelle herumgeführt und die Schweißnaht erzeugt wird. Die Qualität der Verbindung ist hierbei weitestgehend von der Fertigkeit des Schweißers abhängig.One of these methods is the conventional one Hand welding, in which the to be joined Workpieces are clamped and the welding head / torch led around the junction and the Weld seam is generated. The quality of the connection is largely dependent on the skill of the welder dependent.

Im Zuge der Mechanisierung ist als zweites wesentliches Verfahren das Orbitalschweißen bekannt geworden, bei dem der Schweißkopf bzw. das Schweißwerkzeug maschinell um das Werkstück herumgeführt wird (DE-GM 85 02 277). Der dabei zu treibende maschinelle Aufwand ist beträchtlich, denn die erforderliche Vorrichtung umfaßt eine an dem Werkstück anzuordnende Orbitalzange, die den Schweißkopf hält, eine Steuerung für die Bewegung dieser Zange und eine Spezial-Stromquelle für die Schweißstromversorgung. Erfolgt dieses Orbitalschweißen im WIG-Verfahren (Wol­ fram-Inert-Gas-Schweißen), so muß im Bereich der Verbindungsstelle Inertgas zugeführt werden, und es sind Stromstärken von 80 bis 120 A erforderlich. Die Zuführung dieses Inert- bzw. Schutzgases erfolgt von außen her über im Bereich des Schweiß- oder Brennerkopfes angeordnete Düsen, und gleichzeitig wird vom Inneren der zu verbindenden Werkstücke her Schutzgas zugeführt, wobei der Innenraum mit Schutzgas gefüllt wird. Der Verbrauch an verhältnismäßig teuerem Schutzgas ist beträchtlich. Das Orbitalschweißen erfordert für die Nahtvorbereitung einen erheblichen Zeitaufwand, weil keine größeren Luftspalte vorhanden sein dürfen, die die Qualität der Naht beeinträchtigen würden. Diese Nahtvorbereitung wiederum bedingt relativ teuere Schneidvorrichtungen wie Sägen oder entsprechende teuere Vorbereitungsverfahren wie Plandrehen, Schleifen etc. Ein Einsatz auf Baustellen ist bei diesem wie bei dem erstgenannten bekannten Verfahren äußerst kompliziert und aufwendig und damit weitgehend nicht praktikabel.In the course of mechanization, the second is essential Process known as orbital welding, in which  the welding head or the welding tool the workpiece is guided around (DE-GM 85 02 277). The the mechanical effort involved is considerable, because the required device includes one on the Workpiece-arranged orbital pliers that hold the welding head holds, a controller for the movement of these pliers and a special power source for welding power supply. If this orbital welding is carried out using the TIG process (Wol fram inert gas welding), it must be in the area of the connection point Inert gas are supplied and there are amperages from 80 to 120 A required. The feeder this inert or protective gas occurs from the outside over arranged in the area of the welding or torch head Nozzles, and at the same time, from the inside of the connecting workpieces supplied shielding gas, wherein the interior is filled with protective gas. The consumption of relatively expensive protective gas is considerable. Orbital welding requires for seam preparation a considerable amount of time because there are no large air gaps may be present that the quality of the seam would affect. This seam preparation in turn requires relatively expensive cutting devices such as saws or corresponding expensive preparation procedures such as Facing, grinding, etc. Use on construction sites is in this as in the first known method extremely complicated and complex and therefore largely not practical.

Um höhere Genauigkeiten beim Ausrichten der Verbindungsstelle zum Schweißkopf zu erzielen und außerdem den Schutzgasverbrauch beim WIG-Schweißen zu reduzieren, ist ein Spannkopf entwickelt worden (DE-GM 86 17 402), der mit Hilfe von druckbeaufschlagbaren Backen von innen die Werkstücke in bezug auf die Verbindungsstelle zentriert, spannt und außerdem die Zufuhr des Schutzgases (Formiergases) an die Wurzel der Verbindungsstelle übernimmt. Diese Spannvorrichtung hält die zu verbindenden Werkstücke fest eingespannt und ist mit den erforderlichen Versorgungsquellen für Schutzgas und Spannfluid verbun­ den.For higher accuracy when aligning the connection point to achieve the welding head and also the To reduce shielding gas consumption during TIG welding a clamping head has been developed (DE-GM 86 17 402), the with the help of pressurizable jaws from the inside Workpieces centered in relation to the connection point, tensions and also the supply of protective gas (forming gas) to the root of the junction. This clamping device holds the workpieces to be connected firmly clamped and is with the required Connected supply sources for shielding gas and clamping fluid  the.

In der US-PS 42 85 460 wird ein Schweißverfahren und eine Vorrichtung dazu beschrieben, bei dem eine Verbindungsnaht beim kontinuierlich Aneinanderfügen von Großrohren, insbesondere von Rohren für Pipelines, durch gleichzeitiges Innen- und Außenschweißen hergestellt werden soll. Dabei werden die Rohre nicht in stumpfen Stoß ihrer Stirnflächen mittels Formier- bzw. Inertgas verbunden, sondern im Auftragsschweißverfahren, d. h. der Lichtbogen schmilzt vor der ständig nachzuführenden Elektrode Material ab. Dies erfordert eine zeit-, arbeits- und damit kostenaufwendige Vorbereitung der Verbindungsstelle. Weiterhin müssen der Innen- und der Außenschweißkopf immer in einer bestimmten Position angeordnet sein, um Wurzeldurchhang oder ein Weglaufen des Materials zu verhindern. Es ist also jeweils eine einzige feste Position der beiden Schweißköpfe vorgegeben und das Rohr wird zusammen mit einer konstruktiv sehr aufwendigen Innenspanneinrichtung relativ dazu durch Antreibswalzen von außen gedreht. Dabei wird die Innenspanneinrichtung durch das Rohr mitgenommen, d. h. es erfolgt kein direkter Antreib des Spannkopfes. Weiterhin ist bei der erfindungsgemäßen Lösung die Zuführung von Formiergas an die Wurzel einer nur von außen erfolgenden Schweißung weder beabsichtigt noch möglich.In US-PS 42 85 460 a welding process and a device for this described, in which a connecting seam when continuously joining large pipes, especially of pipes for pipelines simultaneous internal and external welding shall be. The pipes will not become blunt Butting their end faces using forming or inert gas connected, but in the build-up welding process, d. H. the Arc melts in front of the electrode that has to be constantly adjusted Material. This requires a time, labor and thus costly preparation of the connection point. Furthermore, the inside and outside welding head always be in a certain position to prevent sagging or runaway material prevent. So it is one solid at a time Position of the two welding heads and the tube together with a very complex design Internal tensioning device relative to it by driving rollers turned from the outside. The inner tensioning device carried through the pipe, d. H. there is no direct Driving the clamping head. Furthermore, the invention Solution the supply of forming gas to the Root of an external weld neither intends still possible.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und Vorrichtung zur einseitigen Stumpfstoßschweißung von dünnwandigen Rohren, insbesondere von Edelstahlrohren, mit einer Formier- oder Inertgasatmosphäre im Wurzelbereich zu entwickeln, bei denen ein Spannen zwischen Rohr und Werkstück ausschließlich von innen her erfolgt und ein universeller Einsatz auch auf Baustellen im Rahmen der in der Praxis üblichen Werkstücklängen und -abmessungen unter Gewährleistung qualitativ hochwertiger Schweißverbindungen möglich ist. The object of the invention is a method and Device for one - sided butt welding of thin-walled pipes, especially stainless steel pipes, with a forming or inert gas atmosphere in the root area to develop a tension between pipe and workpiece only from the inside and universal use also on construction sites in the frame the workpiece lengths and dimensions common in practice while ensuring high quality Welded connections are possible.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, daß der Schweißkopf in frei vorbestimmbarer Position zum Umfang von Werkstück und Formteil eingestellt und fixiert wird, daß Werkstück und Formteil beim Schweißvorgang über ihre Einspannung mit Hilfe des Spannkopfes gegenüber dem Schweißkopf gedreht werden, wobei der Spannkopf fliegend gelagert direkt angetrieben wird und zwischen Lagerung und Spannkopf eine Stützung der Spannkopfhalterung und/oder des Werkstücks erfolgt, und daß die Fluide für den Wurzelschutz durch den Spannkopf an die Verbindungsstelle geführt werden. Bei der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spannkopf fliegend drehbar am Ende eines langgestreckten angetriebenen Hohlträgers gelagert ist, der Versorgungsleitungen für ein Spannfluid und für die zum Schweißen erforderlichen Fluide aufnimmt, wobei dieser Träger mit einer ortsfesten Versorgungsquelle dichtend in Wirkverbindung steht, daß entlang der Längserstreckung des Trägers mindestens ein Stützelement zur frei drehbaren Stützung/Lagerung des Trägers und/oder eines der zu verbindenden Werkstücke angeordnet ist und daß der Spannkopf Öffnungen zum Austritt der Fluide von innen an die Verbindungsstelle aufweist.This object is achieved according to the method solved in that the welding head in freely predeterminable Position to the circumference of the workpiece and molded part is set and fixed that workpiece and molding during the welding process via their clamping using the Clamping head are rotated relative to the welding head, where the clamping head is overhung and driven directly is a support between the bearing and the clamping head the clamping head holder and / or the workpiece is carried out, and that the fluids for root protection through the clamping head be led to the junction. In the The object is achieved in that the device Clamping head can be rotated on the end of an elongated driven hollow beam is mounted, the supply lines for a clamping fluid and for welding required fluids, this carrier with a fixed supply source in operative connection stands that along the length of the Carrier at least one support element for freely rotatable Support / storage of the carrier and / or one of the connecting workpieces is arranged and that the Clamping head openings for the exit of the fluids from the inside has the connection point.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß man neben kurzen Werkstücken in ein und derselben Vorrichtung auch solche von Standardlängen (heute üblicherweise sechs Meter) im Stumpfstoß mit anderen, entsprechenden Teilen verbinden kann, ohne daß eine zusätzliche Aufnahme der Werkstücke in fester Einspannung außerhalb des Spannkopfes erforderlich wäre. Damit wird es also möglich, neben Werkstücken bis zu wenigen Zentimetern Länge auch die genannten großen Längen in einer Vorrichtung ohne Veränderung des Schweißkopfes aufzunehmen und zu bearbeiten, wobei gleichzeitig in vorteilhafter Weise das Werkstück auf dem Spannkopf gespannt und auf Länge zugeschnitten, die Verspannung ge­ löst, das Werkstück über den Spannkopf in die Schweiß­ position verschoben sowie das Formteil gegen die Trenn­ flächen in Anlage gebracht werden kann, worauf beide Teile gemeinsam verspannt werden können und die Schweiß­ verbindung erzeugt werden kann. Die Vorbereitung der Verbindungsstelle und das Verbinden/Schweißen können also in einem kontinuierlichen Arbeitsgang hintereinan­ der geschaltet in einer Vorrichtung vorgenommen werden. Somit läßt sich in einem Zuge eine Verbindung zwischen rohrförmigen Gegenständen kleinster bis größter heute verarbeitbarer Längen in einer Anordnung unter Verwen­ dung von Inertgas-Schweißverfahren erzeugen, bei denen durch die konzentrierte Zufuhr des Schutzgases zu der Verbindungsstelle ein Schweißen mit niedrigen Strömen möglich ist. Während nämlich bei herkömmlichen WIG- Schweißverfahren das Rohr mit dem Schutzgas gefüllt wer­ den mußte, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung mög­ lich, bei rotierender Anordnung des Werkstückes die Zufuhr des Formier- oder Schutzgases ganz auf die Wurzel der Verbindungsstelle zu konzentrieren und dadurch die üblichen Schweißstromstärken von größenordnungsmäßig 80 bis 120 A bei Rohren von 2 bis 2,5 mm Wandstärke auf weniger als die Hälfte, d.h. unter 40 A zu reduzieren. Dadurch wird in hohem Maße der Korrosionsgefahr entgegen­ gewirkt, indem für eine schnelle und konzentrierte Wärme­ abfuhr gesorgt ist und somit eine Beeinflussung des Materialgefüges des Rohrmantels sehr gering gehalten werden kann.The advantages that can be achieved with the invention are in particular in that in addition to short workpieces in one and the same device also those of standard lengths (today usually six meters) with the butt joint can connect other corresponding parts without an additional fixture of the workpieces in fixed clamping outside of the clamping head would be required. This makes it possible to work with up to just a few centimeters in length, the large ones mentioned Lengths in one fixture without changing the welding head record and edit, at the same time  advantageously the workpiece on the clamping head tensioned and cut to length, the bracing ge loosens the workpiece into the sweat via the clamping head position shifted and the molded part against the partition surfaces can be brought in, on which both Parts can be clamped together and the sweat connection can be created. The preparation of the Connection point and joining / welding can in a continuous process which can be switched in one device. In this way, a connection between tubular objects smallest to largest today processable lengths in an arrangement using generation of inert gas welding processes in which through the concentrated supply of the protective gas to the Junction a welding with low currents is possible. While with conventional TIG Welding process the tube is filled with the protective gas it had to, it is in the method according to the invention or possible with the aid of the device according to the invention Lich, with rotating arrangement of the workpiece Feed the forming or protective gas all the way to the root to concentrate the connection point and thereby the usual welding currents of the order of 80 up to 120 A for pipes with a wall thickness of 2 to 2.5 mm less than half, i.e. to reduce below 40 A. This greatly counteracts the risk of corrosion knitted by for quick and concentrated warmth removal is ensured and thus influencing the Material structure of the pipe jacket kept very low can be.

Um in einfacher Weise Werkstücke unterschiedlicher Durch­ messer und zugleich den Träger, der gegenüber den Werk­ stücken in aller Regel einen geringeren Durchmesser haben wird, lagern zu können, werden das oder die Stütz­ elemente vorzugsweise stufenlos höhenverstellbar ausge­ bildet, wobei sie zweckmäßigerweise als Scheren- oder Kreuzböcke ausgebildet sein können. Vorteilhaft sind die Stützelemente mittels Schneckentrieb höhenverstellbar, wodurch sich eine konstruktiv einfache und genaue Mög­ lichkeit für die Höhenverstellbarkeit ergibt. Um die Lagerung und Höhenverstellung für unterschiedliche Durch­ messer besonders reibungslos durchzuführen, können das oder die Stützelemente Stütz- oder Lagerflächen für Werk­ stück und Träger aufweisen, die an ihre Oberfläche mit einer Mehrzahl von frei drehbaren Kugel-Rollenelementen ausgebildet sind. Mit anderen Worten werden die Stützele­ mente bzw. Scherenbücke an ihren Lager- oder Stützflä­ chen für die Werkstücke als Kugellager ausgebildet, und zwar bevorzugt mit einer Vielzahl einzelner Kugel-Rollen­ elemente, so daß eine stufenlose Verstellung und Anpas­ sung an unterschiedliche Werkstückdurchmesser möglich ist. Dabei sind zweckmäßigerweise in regelmäßigen Ab­ ständen in Bohrungen in den Trägerflächen vorgefertigte Kugel-Rollenelemente angeordnet, so daß das Werkstück in jeder gewünschten Höhenposition zentrierend und gleich­ zeitig frei drehbar aufgenommen werden kann. Damit ist ein Schweißen praktisch aller heute in Betracht kommen­ den Werkstück-Durchmesser möglich. Besonders vorteilhaft ist diese Anordnung natürlich gerade auch hinsichtlich der Längsverschieblichkeit des Werkstückes, das in allen erforderlichen Freiheitsgraden bewegt werden kann. Dies ist beispielsweise von erheblichem Vorteil gegenüber heute im Einsatz befindlichen Rollenböcken, die ledig­ lich eine Zwei-Linien-Anlage durch Laufrollenpaare er­ möglichen, so daß in axialer Richtung eine Verschiebung nur durch Rutschen entlang der Rollenoberflächen, d.h. der Anlagelinien möglich ist.To easily workpieces of different diameters knife and at the same time the bearer, opposite the work usually have a smaller diameter will have to be able to store, that or the support elements preferably infinitely adjustable in height forms, where it is useful as scissors or Crossbucks can be formed. They are advantageous  Height-adjustable support elements using worm gear, which is a structurally simple and accurate poss adjustability for height adjustability. To the Storage and height adjustment for different through knives can be carried out particularly smoothly or the support elements support or storage areas for the factory Have piece and carrier, the surface with a plurality of freely rotatable ball roller elements are trained. In other words, the supporting elements elements or scissor stay on their bearing or support surfaces Chen designed for the workpieces as a ball bearing, and preferably with a large number of individual ball rollers elements, so that a continuous adjustment and adjustment different workpiece diameters possible is. It is advisable to do this at regular intervals were prefabricated in holes in the support surfaces Ball roller elements arranged so that the workpiece in centering at any desired height position and the same can be freely rotated in time. So that is a welding of practically everyone today the workpiece diameter possible. Particularly advantageous this arrangement is of course also with regard to the longitudinal displaceability of the workpiece, which in all required degrees of freedom can be moved. This is, for example, of considerable advantage over roller stands in use today, the single Lich a two-line system by pairs of rollers possible, so that a displacement in the axial direction only by sliding along the roller surfaces, i.e. of the investment lines is possible.

Um mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung Werk­ stücke beispielsweise bei Einsatz der Vorrichtung auf einer Baustelle auf gewünschte Längen zurechtschneiden zu können, kann in der Nähe des Spannkopfes auf dessen seiner Lagerung am Träger ablegenen Seite eine Schneid­ einrichtung angeordnet sein, die vorzugsweise eine höhenverstellbare Trennscheibe oder Säge umfaßt. Mit einer solchen Schneideinrichtung lassen sich absolut saubere, rechtwinklige Schnitte vollziehen, die jegliche Nachbearbeitung überflüssig machen und die beste Voraus­ setzung für eine einwandfreie Schweißverbindung bilden. Damit können in einer Vorrichtung zwei Arbeitsverfahren, nämlich Trennen und Schweißen ausgeführt werden.To work with the help of the device according to the invention pieces, for example when using the device cut to a desired length on a construction site to be able to on the a side of its storage on the support device may be arranged, preferably a Height-adjustable cutting disc or saw includes. With such a cutting device can absolutely  make clean, right-angled cuts, any Eliminate post-processing and the best advance Form a perfect welded joint. This means that two working processes, namely cutting and welding are performed.

Zum Zwecke einer Herstellung besonders gleichmäßiger Nähte und in Erkenntnis der Tatsache, daß zylindrische Werkstücke stets mehr oder weniger stark von der exakten Zylindrizität abweichen, ist die Schweißkopfeinrichtung vorteilhaft mit einem selbsttätig höhenverstellbaren Tragkopf für den Schweißkopf ausgebildet. Mit anderen Worten erfolgt eine automatische Nachführung des Schweiß­ kopfes durch eine sich selbständig in der Höhe anpassen­ de Tragvorrichtung, in die der Schweißbrenner eingehängt oder eingespannt werden kann. Dabei kann der Tragkopf bevorzugt gegen die Kraft einer Feder ausweichlich über mindestens eine frei drehbare Laufrolle oder Führungs­ scheibe unter Eigengewicht bzw. Schwerkraft gegen die Oberfläche des Werkstücks anliegen und sich so über diese Führungsmöglichkeit am Werkstückumfang abstützen und dessen Unregelmäßigkeiten nachvollziehen. Damit ist es in einfacher Weise möglich, daß der im gewünschten, optimalen Abstand zur Naht- bzw. Verbindungsstelle ein­ gestellte Brennerkopf diesen Abstand stets konstant bei­ behält und jede Unebenheit im Außenumfang nachvollzieht.For the purpose of manufacturing particularly evenly Stitching and realizing that cylindrical Workpieces always more or less strongly from the exact Cylindricalness deviate, is the welding head device advantageous with an automatically height adjustable Support head designed for the welding head. With others Words automatically track sweat head by adjusting itself in height de Carrying device in which the welding torch is hung or can be clamped. The support head can preferably evasive against the force of a spring at least one freely rotatable roller or guide under weight or gravity against the Fit the surface of the workpiece and so over support this guidance option on the workpiece circumference and understand its irregularities. So that is it is possible in a simple manner that the desired optimal distance to the seam or connection point provided this distance always constant retains and retraces any unevenness in the outer circumference.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglichkei­ ten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele hervor. Es zeigtFurther advantages and embodiments or possibilities th of the invention will become apparent from the following description the Ausfüh shown in the schematic drawing examples. It shows

Fig. 1 eine Gesamt-Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 1 is an overall side view of a device according to the invention,

Fig. 2 ein einzelnes Stützelement in Seitenansicht in Lagerposition für den Träger, Fig. 2, a single support member in side view in the storage position for the carrier,

Fig. 3 im Querschnitt der Vorrichtung ein einzelnes Stützelement, jedoch mit eingelegtem Werk­ stück, und Fig. 3 in cross section of the device, a single support element, but with an inserted workpiece, and

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine Schweißkopfein­ richtung zur Verwendung bei der Vorrichtung nach der Erfindung. Fig. 4 on an enlarged scale a Schweisskopfein device for use in the device according to the invention.

In Fig. 1 erkennt man eine auf einer Konsole 1 gelagerte Vorrichtung nach der Erfindung, wobei diese Konsole in Konsolenteile 10 unterteilt ist, die ihrerseits eines oder mehrere der von der Gesamtvorrichtung umfaßten, im folgenden näher zu erörternden Elemente tragen.In Fig. 1 a mounted on a console device 1 can be recognized according to the invention, said console is divided into console parts 10, which in turn one or more of the overall device comprised of, carry elements to be discussed in greater detail the below.

So ist im linken Teil eine Antriebseinrichtung 2 vorge­ sehen, die über einen Motor 20 getrieben wird und einen Versorgungsanschluß 21 aufweist. Dieser Versorgungsan­ schluß ist starr und trägt hier nicht näher bezeichnete Öffnungen zur Verbindung mit Versorgungsleitungen für im Zuge des Arbeitens mit der erfindungsgemäßen Schweißvor­ richtung benötigte Fluide wie Schutzgas, vorzugsweise W2-Gas (Argon mit 2% Wasserstoff) und Spannfluid. Am gegenüberliegenden Ende der Vorrichtung ist eine Schweiß­ kopfeinrichtung 3 angeordnet, die über einen Halter 31 einen Schweißkopf 32 höhenverstellbar trägt. Dieser Schweißkopf 32 wird über eine Zuleitung 33 mit elektri­ scher Energie und Schutzgas versorgt und sitzt an einer Tragstange 31 a des Halters. Entlang der Längserstreckung der Konsole 1 sind auf deren Konsolenteilen 10 mehrere Stützelemente 4 angeordnet, die als Scherenböcke 41 (s. Fig. 3) ausgebildet sind. Über diese Stützelemente 4 wird ein Spannkopf 5 zentrierend und fliegend gelagert, der am freien Ende eines von den Stützelementen 4 ge­ tragenen und in der Antriebseinrichtung 2 fest einge­ spannten und von dieser getriebenen Trägers 6 sitzt. Der Spannkopf 5 ist mit zwei durch einen Ringraum 52 vonein­ ander getrennten Spannbackenbereichen 51 ausgebildet, die dem Spannen eines Werkstücks 8 und eines mit diesem zu verbindenden, hier nicht näher dargestellten Form­ teils dienen. Der Spannkopf 5 ist in seinem Grundaufbau aus dem DE-GM 86 17 402 bekannt und braucht deshalb an dieser Stelle nicht näher erläutert zu werden. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß die im Stumpfstoß mit­ einander zu verbindenden Enden des Werkstücks 8 und des Formteils im Bereich des Ringraums 52 angeordnet werden und der Schweißkopf 32 darauf ausgerichtet wird, worauf die Spannbacken mittels Spannfluid von innen an dem Werk­ stück und dem Formteil angreifen und diese spannen, so daß die Verbindungsstelle absolut fest liegt. Über in dem als Hohlwelle ausgebildeten Träger 6 angeordnete und hier nur angedeutete Versorgungsleitungen 61 werden das Druckfluid für die Spannbacken 51 und Formiergas, das im Ringraum 52 an die Wurzel der herzustellenden Verbin­ dungs-, d.h. Schweißstelle gelangt, zugeführt, woraufhin der Schweißvorgang beginnen kann, sobald der Träger 6 über die Antriebseinrichtung 2 mit der gewünschten Ge­ schwindigkeit, die sich nach den Schweißparametern rich­ tet, in Drehung versetzt ist. Der Spannkopf ist mit Hilfe eines Anschlusses 53 auf dem Träger 6 festgesetzt. Die Leitungen 61 werden von dem Versorgungsanschluß 21 her versorgt, wobei für eine dichtende Wirkverbindung innerhalb der Antriebseinrichtung 2 mittels geeigneter Überleitungseinrichtungen, z.B. nach Art eines Drehkol­ benanschlusses, gesorgt ist.So in the left part a drive device 2 is easily seen, which is driven by a motor 20 and has a supply connection 21 . This supply connection is rigid and carries here unspecified openings for connection to supply lines for fluids required in the course of working with the welding device according to the invention such as protective gas, preferably W2 gas (argon with 2% hydrogen) and clamping fluid. At the opposite end of the device, a welding head device 3 is arranged, which carries a welding head 32 adjustable in height via a holder 31 . This welding head 32 is supplied via a supply line 33 with electrical energy and protective gas and sits on a support rod 31 a of the holder. Along the longitudinal extent of the console 1 , a plurality of support elements 4 are arranged on the console parts 10 thereof, which are designed as scissor stands 41 (see FIG. 3). About these support elements 4 , a clamping head 5 is centered and overhung, which is seated at the free end of a ge of the support elements 4 and firmly clamped in the drive device 2 and driven by this carrier 6 . The clamping head 5 is formed with two clamping jaw regions 51 separated from one another by an annular space 52 , which partially serve for clamping a workpiece 8 and a shape to be connected to it, not shown here. The basic structure of the clamping head 5 is known from DE-GM 86 17 402 and therefore need not be explained in more detail at this point. It should only be pointed out that the ends of the workpiece 8 and the molded part to be connected in the butt joint are arranged in the region of the annular space 52 and the welding head 32 is oriented thereon, whereupon the clamping jaws are tightened by means of clamping fluid from the inside of the workpiece and the molded part attack and tension them so that the connection point is absolutely firm. The pressure fluid for the clamping jaws 51 and forming gas, which reaches the root of the connection to be produced, ie welded, in the annular space 52 are supplied via supply lines 61 which are arranged in the support 6 and are only indicated here, whereupon the welding process can begin, as soon as the carrier 6 is rotated via the drive device 2 at the desired speed, which depends on the welding parameters. The clamping head is fixed on the carrier 6 by means of a connection 53 . The lines 61 are supplied from the supply connection 21 , wherein a sealing operative connection within the drive device 2 is provided by means of suitable transfer devices, for example in the manner of a rotary piston ben connection.

Auf der der Antriebseinrichtung 2 ablegenen Seite der Schweißkopfeinrichtung 3 ist eine Schneideinrichtung 7, ebenfalls auf der Konsole 1 angeordnet, vorgesehen, die eine höhenverstellbare Trennscheibe 71 aufweist.On the side of the welding head device 3 located away from the drive device 2 , a cutting device 7 , also arranged on the bracket 1 , is provided, which has a height-adjustable cutting disk 71 .

Die als Scherenböcke 41 ausgebildeten Stützelemente 4 sind im oberen, sich öffnenden Bereich ihrer Arme 42 mit Lager- oder Stützflächen 43 für die Aufnahme von Träger 6 oder Werkstück 8 in variablen Höhenlagen entsprechend der Relation zwischen Öffnungswinkel und Durchmesser des zu lagernden Teils ausgebildet. Wie man besonders gut aus der Nebeneinander-Anordnung der Fig. 2 und 3 er­ kennt, sind die Arme 42 bei einem auf den Spannbacken 51 gespannten Werkstück 8, sofern dieses bis in den Bereich eines oder mehrere der Stützelemente vorzuschieben ist, stärker gespreizt als dann, wenn die Stützelemente ledig­ lich den Träger 6, wie in Fig. 2 gezeigt, zu zentrieren und zu lagern haben. Der Spannkopf 5 wird mithin je nach der Aufschublänge des Werkstücks 8 entweder bei Spannung desselben über dieses oder über den Träger 6 mittels der Stützelemente 4 fliegend gelagert und zentriert. Um eine besonders leichte Höhenverstellbarkeit und Anpassungs­ fähigkeit an unterschiedliche Werkstückdurchmesser sowie ein leichtes axiales Verschieben des Werkstücks 8 zu ge­ währleisten, sind die Lagerflächen 43 mit Kugel-Rollen­ elementen 44, die hier lediglich angedeutet sind, ver­ sehen. Diese Kugel-Rollenelemente 44 sind in regelmäßi­ gen oder unregelmäßigen Abständen, die entsprechend dem Verwendungszweck und ihrer Größe zu wählen sind, in die Oberfläche der Arme 42 eingelassen und in geeigneter Weise, ggf. leicht austauschbar, befestigt. In der Zeich­ nung sind diese Elemente 44 nur von der Rückseite her durch ihre Befestigungspunkte angedeutet. Die Höhenein­ stellung bzw. die Einstellung der Öffnungswinkel der Lagerarme 42 erfolgt über einen hier nur angedeuteten Schneckentrieb 45 in geeigneter Weise.The support elements 4 designed as scissor jacks 41 are formed in the upper, opening area of their arms 42 with bearing or support surfaces 43 for receiving the carrier 6 or workpiece 8 at variable heights according to the relation between the opening angle and the diameter of the part to be stored. As is particularly well known from the side-by-side arrangement of FIGS. 2 and 3, the arms 42 are more spread than in a workpiece 8 clamped on the clamping jaws 51 , provided that this is to be pushed into the area of one or more of the support elements when the support elements Lich Lich the carrier 6 , as shown in Fig. 2, to center and store. The clamping head 5 is therefore, depending on the length of extension of the workpiece 8, either when it is tensioned over it or over the carrier 6 by means of the support elements 4 and centered overhung. In order to ensure a particularly easy height adjustability and adaptability to different workpiece diameters and a slight axial displacement of the workpiece 8 , the bearing surfaces 43 with ball-roller elements 44 , which are only indicated here, see ver. These ball roller elements 44 are in regular or irregular intervals, which are to be selected according to the intended use and their size, embedded in the surface of the arms 42 and fastened in a suitable manner, possibly easily replaceable. In the drawing, these elements 44 are only indicated from the back by their attachment points. The Höhenein setting or the setting of the opening angle of the bearing arms 42 takes place via a worm gear 45 only indicated here in a suitable manner.

In Fig. 4 erkennt man im Detail die Lagerung des Schweiß­ kopfes 32 an der Tragstange 31 a des Halters 31 (Fig. 1), wobei zur Längenverstellbarkeit diese Tragstange 31 a nach Teleskopart zweiteilig verstellbar mittels nicht näher bezeichneter Schraube ausgebildet ist. Der Schweiß­ kopf 32, bei dem es sich um einen üblichen WIG-Brenner­ kopf handeln kann, wird in einen Tragkopf 34 eingesetzt/ eingespannt. Dieser Tragkopf 34 befindet sich am unteren Ende einer Tragkopfstange 35, die in einem nicht näher bezeichneten Lager am Ende der Tragstange 31 frei beweg­ lich geführt ist und an ihrem oberen Ende von einer rela­ tiv weichen Feder 36, die in einer Hülse 37 auf dem Lager angeordnet ist, beaufschlagt wird. Der Tragkopf 34 bzw. der Schweißkopf 32 werden auf einen bestimmten ge­ wünschten Abstand zur Oberfläche des Werkstücks 8 einge­ stellt und in dieser Lage über Laufrollen oder Führungs­ scheiben 38 arretiert, die frei beweglich auf der Ober­ fläche des Werkstücks laufen können, so daß sie jegliche Unebenheit im Werkstück 8 nachvollziehen und damit den Tragkopf 34 gegen die Kraft der Feder und unter Schwer­ kraft stets im richtigen Abstand des Schweißkopfes 32 entlang des Werkstückes führen.In Fig. 4 you can see in detail the storage of the welding head 32 on the support rod 31 a of the holder 31 ( Fig. 1), wherein the length adjustment of this support rod 31 a is formed in two parts by telescopic type by means of unspecified screw. The welding head 32 , which can be a conventional TIG torch head, is inserted / clamped in a support head 34 . This support head 34 is located at the lower end of a support rod 35 , which is freely movable in a bearing not specified at the end of the support rod 31 and at its upper end by a rela tively soft spring 36 which in a sleeve 37 on the bearing is arranged, is acted upon. The support head 34 or the welding head 32 are set to a certain desired distance from the surface of the workpiece 8 and locked in this position via rollers or guide discs 38 , which can move freely on the upper surface of the workpiece, so that they have any Understand unevenness in the workpiece 8 and thus always guide the support head 34 against the force of the spring and under heavy force at the correct distance from the welding head 32 along the workpiece.

Der Arbeitsgang auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung läuft wie folgt ab:The operation on the device according to the invention runs as follows:

Ein auf der Vorrichtung zu verarbeitendes Rohr kann bis zu einer Standardlänge von sechs Metern von rechts (in Fig. 1) her über den Spannkopf 5 aufgeschoben werden, nachdem zuvor die Scherenböcke in entsprechender Weise geöffnet sind. Um dieses Rohr in der gewünschten Länge abzulängen, wird es an der entsprechenden Trennstelle mit der Trennscheibe 71 ausgerichtet, durch beide Spann­ backenbereiche 51 gespannt und genau durch die je nach der Länge in Betracht kommenden Stützelemente 4 zen­ triert. Über einen ggf. angeordneten Fußschalter wird der Antrieb 2 in Gang gesetzt, so daß der Träger 6 seine Drehung beginnt und ein sauberer, rechtwinkliger Trenn­ schnitt von der Trennscheibe 71 im Bereich des Mantels vollzogen wird. Daraufhin wird die Einspannung, eben­ falls ggf. mittels Fußschalter von der Antriebseinrich­ tung 2 her, gelöst. Das Schnittende wird mit dem ganzen Rohr nach links verschoben, bis es in Höhe des Ringraums 52 des Spannkopfes 5 zu liegen kommt und der rechte der beiden Spannbackenbereiche 51 frei ist. Auf diesen wird das zu verbindende Gegenstück in Form eines Flansches, Rohrbogens oder sonstigen Formteils aufgeschoben, wobei aber ebenso gut von rechts her ein weiteres Rohr aufge­ schoben werden kann, das dann nötigenfalls durch wei­ tere, hier nicht dargestellte Stützböcke rechts von der Schweißkopfeinrichtung 3 gestützt werden muß. Bei saube­ rem Stumpfstoß der Stirnflächen erfolgt das erneute Spannen des Spannkopfes 5, und es kann nunmehr die Zu­ führung des erforderlichen Schutzgases an die Wurzel der herzustellenden Verbindung über die Versorgungsleitungen 61 zum Ringraum 52 ausgelöst werden. Zuvor ist der Schweißkopf 32 noch in der gewünschten Position ausge­ richtet worden. Der Drehvorgang des Trägers 6 und damit des Spannkopfes 5 sowie des Werkstückes 8 wird nunmehr erneut ausgelöst, und der Schweißvorgang kann beginnen.A pipe to be processed on the device can be pushed up to a standard length of six meters from the right (in FIG. 1) over the clamping head 5 after the scissor stands have been opened in a corresponding manner. In order to cut this tube to the desired length, it is aligned at the corresponding separation point with the cutting disk 71 , clamped by both clamping jaw areas 51 and precisely trimmed by the support elements 4 that are considered depending on the length. About a possibly arranged foot switch, the drive 2 is set in motion so that the carrier 6 begins its rotation and a clean, right-angled separating cut from the cutting disk 71 is carried out in the region of the jacket. Then the clamping is released, if necessary by means of a foot switch from the Antriebseinrich device 2 ago. The end of the cut is shifted to the left with the entire tube until it comes to rest at the level of the annular space 52 of the clamping head 5 and the right of the two clamping jaw regions 51 is free. On this, the counterpart to be connected is pushed in the form of a flange, pipe bend or other molded part, but another pipe can also be pushed up from the right, which is then supported if necessary by white supports, not shown here, to the right of the welding head device 3 must become. In clean butt joint of the end faces, the clamping head 5 is re-tensioned, and it is now possible to trigger the necessary protective gas to the root of the connection to be made via the supply lines 61 to the annular space 52 . Previously, the welding head 32 was still aligned in the desired position. The turning process of the carrier 6 and thus of the clamping head 5 and of the workpiece 8 is now triggered again and the welding process can begin.

Die mit der Erfindung insgesamt erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß Unabhängigkeit von der Handfertigkeit eines Handschweißers besteht, mit wesent­ lich verringerten Stromstärken gearbeitet werden kann, die Nahtvorbereitung vereinfacht und verbessert wird, sowie auf einer einzigen Vorrichtung durchgeführt werden kann, mindestens die Qualitäten von Orbitalnähten er­ reicht werden und vorhandene, herkömmliche Schweißgeräte verwendet werden können.The overall achievable advantages with the invention lie in particular in the fact that independence from the There is a manual welder's skill, with essential can be worked with reduced currents, seam preparation is simplified and improved, as well as on a single device can, at least the qualities of orbital sutures enough and existing, conventional welding equipment can be used.

Claims (12)

1. Verfahren zum Verbinden des Endes eines rohrförmigen Werkstückes, insbesondere eines zylindrischen Rohres von im Verhältnis zum Durchmesser großer Länge, mit einem Formteil gleicher geometrischer Beschaffenheit im Stumpfstoß durch Außen-Umfangsschweißen mittels eines Schweißkopfes in einer Formier- oder Inertgasatmosphäre für den Wurzelschutz der Schweißstelle von innen und für die Elektrode von außen, wobei das Werkstück und das Formteil von innen mittels eines Spannkopfes gemeinsam gespannt werden und eine Relativbewegung zwischen Schweißkopf und Werkstück/Formteil erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißkopf in frei vorbestimmbarer Position zum Umfang von Werkstück und Formteil eingestellt und fixiert wird, daß Werkstück und Formteil beim Schweißvorgang über ihre Einspannung mit Hilfe des Spannkopfes gegenüber dem Schweißkopf gedreht werden, wobei der Spannkopf fliegend gelagert direkt angetrieben wird und zwischen Lagerung und Spannkopf eine Stützung der Spannkopfhalterung und/oder des Werkstücks erfolgt, und daß die Fluide für den Wurzelschutz durch den Spannkopf an die Verbindungsstelle geführt werden.1. A method for connecting the end of a tubular workpiece, in particular a cylindrical tube of great length in relation to the diameter, with a shaped part of the same geometrical nature in the butt joint by external circumferential welding by means of a welding head in a forming or inert gas atmosphere for the root protection of the welding point of inside and for the electrode from the outside, the workpiece and the molded part being clamped together from the inside by means of a clamping head and a relative movement between the welding head and the workpiece / molded part taking place, characterized in that the welding head is set to the circumference of the workpiece and molded part in a freely definable position and it is fixed that the workpiece and the molded part are rotated during the welding process by means of their clamping with the aid of the clamping head relative to the welding head, the clamping head being directly driven on the fly and a piece between the bearing and the clamping head estimation is carried out of the chuck head support and / or the workpiece, and that the fluids are passed for the root protection by the clamping head to the junction. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Werkstück auf den Spannkopf gespannt und auf Länge zugeschnitten, diese Verspannung gelöst, das Werkstück über den Spannkopf in die Schweißposition verschoben sowie das Formteil gegen die Trennfläche in Anlage ge­ bracht wird, worauf beide Teile gemeinsam verspannt werden und die Schweißverbindung erzeugt wird.2. The method according to claim 1, characterized ge indicates that the workpiece on the Clamping head clamped and cut to length, this tension released, the workpiece over the Clamping head moved to the welding position as well  the molding against the parting surface in plant ge is brought, whereupon both parts braced together and the welded connection is created. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißen im für sich bekannten WIG-Verfahren bei Stromstärken unter 40 A durchgeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the welding in well-known TIG process at current levels is carried out below 40 A. 4. Vorrichtung zum Verbinden von Enden eines rohrförmi­ gen Werkstückes, insbesondere eines zylindrischen Rohres von im Verhältnis zum Durchmesser großer Länge, mit einem Formteil gleicher geometrischer Beschaffenheit im Stumpfstoß mittels Umfangsschwei­ ßens, mit einem von innen gegen die zu verbindenden Stücke anliegenden und diese lösbar vereinigenden Spannkopf sowie einer von außen her auf die Verbindungsstelle auszurichtenden Schweißkopfeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf (5) fliegend drehbar am Ende eines langgestreckten angetriebenen Hohlträgers (6) gelagert ist, der Versorgungsleitungen (61) für ein Spannfluid und für die zum Schweißen erforderlichen Fluide aufnimmt, wobei dieser Träger (6) mit einer ortsfesten Versorgungsquelle (21) dichtend in Wirkverbindung steht, daß entlang der Längserstreckung des Trägers mindestens ein Stützelement (4) zur frei drehbaren Stützung/Lagerung des Trägers und/oder eines der zu verbindenden Werkstücke (8) angeordnet ist und daß der Spannkopf (5) Öffnungen (52) zum Austritt der Fluide von innen an die Verbindungsstelle aufweist.4. Device for connecting ends of a tube-shaped workpiece, in particular a cylindrical tube of great length in relation to the diameter, with a molded part of the same geometrical nature in the butt joint by means of circumferential welding, with one from the inside against the pieces to be connected and releasably uniting them Clamping head and a welding head device to be aligned from the outside to the connection point, characterized in that the clamping head ( 5 ) is rotatably supported on the end of an elongated driven hollow support ( 6 ), the supply lines ( 61 ) for a clamping fluid and for the fluids required for welding receives, this carrier ( 6 ) is in sealing connection with a stationary supply source ( 21 ) that along the longitudinal extent of the carrier at least one support element ( 4 ) for freely rotatable support / storage of the carrier and / or one of the W to be connected pieces ( 8 ) is arranged and that the clamping head ( 5 ) has openings ( 52 ) for the exit of the fluids from the inside to the connection point. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (4) stufenlos höhenverstellbar ausgebildet ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the support element ( 4 ) is continuously adjustable in height. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (4) als Scheren- oder Kreuzbock (41) ausgebildet ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the supporting element ( 4 ) is designed as a scissor or cross frame ( 41 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (4) mittels Schneckentrieb (45) höhen­ verstellbar ist.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the support element ( 4 ) by means of worm gear ( 45 ) is adjustable in height. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (4) mit Stütz- oder Lagerflächen (43) für Werkstück (8) und Träger (6) aufweist, die an ihrer Oberfläche mit einer Mehrzahl von frei drehbaren Kugelelementen (44) ausgebildet sind.8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the support element ( 4 ) with support or bearing surfaces ( 43 ) for the workpiece ( 8 ) and carrier ( 6 ), which on its surface with a plurality of freely rotatable Ball elements ( 44 ) are formed. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Spannkopfes (5) auf dessen seiner Lagerung am Träger (6) ablegenen Seite eine Schneideinrichtung (7) angeordnet ist.9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that a cutting device ( 7 ) is arranged in the vicinity of the clamping head ( 5 ) on its storage on its support on the support ( 6 ) side. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung (7) eine höhenverstellbare Trennscheibe (71) oder Säge umfaßt.10. The device according to claim 9, characterized in that the cutting device ( 7 ) comprises a height-adjustable cutting disc ( 71 ) or saw. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißkopfeinrichtung (3) mit einem selbsttätig höhenverstellbaren Tragkopf (34) für den Schweißkopf (32) ausgebildet ist.11. Device according to one of claims 4 to 10, characterized in that the welding head device ( 3 ) with an automatically height-adjustable support head ( 34 ) for the welding head ( 32 ) is formed. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkopf (34) gegen die Kraft einer Feder (36) ausweichlich über mindestens eine frei drehbare Laufrolle oder Führungsscheibe (38) unter Eigengewicht bzw. Schwerkraft gegen die Oberfläche des Werkstücks (8) an­ liegt.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the support head ( 34 ) against the force of a spring ( 36 ) evasively over at least one freely rotatable roller or guide disc ( 38 ) under its own weight or gravity against the surface of the workpiece ( 8 ) lies.