DE600688C - Verfahren und Einrichtung zum elektrischen Schweissen der Laengsnaht rohrfoermiger Koerper - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum elektrischen Schweissen der Laengsnaht rohrfoermiger KoerperInfo
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- DE600688C DE600688C DEY584D DEY0000584D DE600688C DE 600688 C DE600688 C DE 600688C DE Y584 D DEY584 D DE Y584D DE Y0000584 D DEY0000584 D DE Y0000584D DE 600688 C DE600688 C DE 600688C
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K13/00—Welding by high-frequency current heating
- B23K13/01—Welding by high-frequency current heating by induction heating
- B23K13/02—Seam welding
- B23K13/025—Seam welding for tubes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum elektrischen Schweißen
der Längsnaht rohrförmiger Körper, bei dem der rohrförmige Körper selbst die Sekundärwicklung
eines Transformators bildet und durch Walzen vorgeschoben wird. Die Erfindung bezweckt
die Steigerung der Vorschubgeschwindigkeit bei diesem kontinuierlichen Verfahren,
und zwar auch bei Rohren mit großen Wandstärken. Erfindungsgemäß wird die Rohrnaht
fortlaufend zunächst geschlossen, dann zwecks Abschmelzens der Schweißkanten wieder geöffnet
und schließlich zwecks endgültiger Verschweißung geschlossen. Eine zur Durchführung
dieses Verfahrens geeignete Einrichtung nach der Erfindung aus drei Reihen von Walzengestellen, von denen das erste zum
Schließen der offenen Rohrnaht, das zweite zur Regelung des Wiederöffnens derselben und
das dritte zum endgültigen Schließen der Naht dient.
Bei den bekannten Verfahren zum elektrischen Schweißen der Längsnaht rohrförmiger
Körper, bei dem dieser selbst die Sekundärwicklung eines Transformators bildet und durch
Walzen vorgeschoben wird, hat man die Induktionsströme lediglich zur Widerstandserhitzung
benutzt, d. h. bei geschlossener Rohrnaht. Durch die Erfindung ist es möglich geworden, ohne zusätzliche Fremdheizung auch
die Längsnaht dickwandiger Rohre zu verschweißen, und zwar in kontinuierlichem Verfahren
bei erheblich gesteigerter Vorschubgeschwindigkeit. So wurde z. B. gefunden, daß
nach dem neuen Verfahren ein kontinuierliches Schweißen bei Blechstärken bis zu 9,5 mm und
darüber und bei Geschwindigkeiten von 200 bis 300 m pro Stunde und darüber möglich ist.
•In der Zeichnung ist als Beispiel eine Einrichtung
zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt.
Abb. ι zeigt eine Seitenansicht einer Einrichtung
zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung,
Abb. 2 einen senkrechten Querschnitt nach Linie H-II von Abb. 1,
Abb. 3 einen senkrechten Querschnitt nach Linie HI-III von Abb. 1,
Abb. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV von Abb. 1,
Abb. 5 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstabe nach Linie V-V von Abb. 1,
Abb. 6 einen Grundriß eines Teiles der Vorrichtung nach Abb. 1,
Abb. 7 einen Horizontalschnitt nach Linie VII-VII von Abb. 1,
Abb. 8 einen senkrechten Querschnitt nach Linie VIII-VIII von Abb. 1 in vergrößertem
Maßstabe,
Abb. 9 einen teilweisen Längsschnitt durch das zu verschweißende Rohr in vergrößertem
Maßstabe,
60068a
Abb. ίο einen Schnitt nach Linie X-X von Abb. 9,
Abb. Ii einen Schnitt der Spule 41 in vergrößertem
Maßstabe, - -
Abb. 12 eine perspektivische Teilansicht, welche eine abgeänderte Ausbildungsform veranschaulicht.
Die dargestellte Schweißvorrichtung besitzt eine Grundplatte 2 mit darin verankerten
Walzengestellen 3, 4 und 5, welche im nachstehenden wie folgt bezeichnet werden: vorderes
Schließwalzengestell, Bogenregulierwalzengestell und hinteres Schließ- oder Schweißwalzengestell.
Das erste Schließwalzengestell 3 trägt eine Reihe von Walzen 6, welche auf winklig vorspringenden
Achsen 7 gelagert sind, die ihrerseits in Lagern 8 des Walzengehäuses ruhen. Die Walzen 6 wirken mit einer auf einer Welle 10
befestigten Unterwalze 9 zusammen. Die gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses lassen, wie
aus Abb. 2 ersichtlich, an ihrem oberen Ende einen Zwischenraum frei, welcher vermittels
einer Stellschraube 11 verringert oder vergrößert werden kann, um eine geringe Änderung
des Walzprofils zu ermöglichen.
Die Walzen, das Gehäuse und die Walzenlager sind derart ausgebildet, daß ein stets
offener Spalt 12 vorhanden ist, welcher sich vom Mittelpunkt des Walzprofils durch das
obere Ende des Gehäuses bis in die Ebene der Stellschrauben 11 erstreckt und dessen Zweck
weiter unten erläutert wird.
Die Welle 10 ist in senkrecht mittels Stellschrauben
14 verstellbaren Lagern 13 gelagert. Die Stellschrauben können in ihrer Einstelllage
mit Hilfe der Muttern 15 arretiert werden. Zum Antrieb der Welle 10 ist an dem einen
Ende derselben ein Kegelrad 16 vorgesehen, welches mit einem Kegelrad 17 auf der Welle 18
kämmt, die sich in der Längsrichtung der Vorrichtung erstreckt und durch einen Motor 19
vermittels eines Reduziergetriebes 20 angetrieben wird. Der Motor kann durch eine Reguliervorrichtung
21 gesteuert werden.
Zum Antrieb der Walzen 6 können diese Zahnkränze 22 tragen, welche mit Zahnkränzen
23 der Grundwalze 9 kämmen, wie aus Abb. 2 ersichtlich. Die Walzen 6 und 9 sind eingestellt,
daß die Kanten 24 der Schweißnaht miteinander in Berührung kommen, wenn das Rohr
zwischen den Walzen hindurchtritt. Das Walzengestell 4 ist mit einem Paar ähnlichen Gehäusen
25 versehen, deren jedes einen im wesentliehen senkrecht verlaufenden Zapfen 26 trägt,
auf welchem je eine Walze 27 gelagert ist, so daß diese auf im wesentlichen diametral gegenüberliegenden
Seiten der Rohre einwirken. Die beiden Gehäusehälften sind auf Drehzapfen 28
an ihren unteren Enden gelagert, während ihre oberen Enden durch die Stellvorrichtung
29 relativ zueinander bewegt werden können.
Die Walzen 27 werden unter Berücksichtigung des Durchmessers des zu schweißenden
Rohres so eingestellt, daß beim Hindurchtritt desselben sich die Kanten 24 der Schweißnaht
schwach öffnen, wie aus Abb. 3 ersichtlich ist. Das Schließ- oder Schweißwalzengestell 5
zeigt eine ähnliche Ausbildung wie das erste Schließwalzengestell. Die Einzelteile sind daher
mit den nämlichen, jedoch gestrichelten Bezugszeichen bezeichnet.
Die Rohrstücke, welche der Schweißvorrichtung zugeführt werden, weisen vorzugsweise
einen Querschnitt auf, wie er in Abb. 2 dargestellt ist, mit einem Hocker 30 diametral
gegenüber den miteinander zu verschweißenden Kanten 24. Das während seines Durchganges
zwischen den Walzen des ersten Schließwalzengesteiles geschlossene Rohr wird bei Verringerung
des Walzdruckes nach dem Hindurchtritt wieder aufspringen. Der Betrag der Öffnung
wird durch die Walzen 27 des Bogenregulierwalzengestelles bestimmt. Beim Hindurchlaufen
des Rohres durch das erste Schließwalzengestell werden also die Kanten 24 zunächst
in Berührung miteinander gebracht und dann wieder auseinandergespreizt, und zwar
bis zu einem Betrage entsprechend der Ein- go stellung der Bogenregulierwalzen. Die der
Schweißstelle zugeführte Energiemenge wird durch die Größe des Zwischenraumes zwischen
den Kanten 24, also durch die Bogenregulierwalzen, bestimmt. Da es erwünscht ist, diese
Energiemenge so hoch' wie möglich innerhalb der Leistungsfähigkeit des Apparates zu treiben,
wird der Zwischenraum nach oben hin dadurch begrenzt, daß bei zu großer Entfernung der
Ränder 24 der Funken oder Bogen abreißt. An Stelle der Handregulierung 29 kann daher eine
selbsttätige Reguliervorrichtung verwendet werden, welche in Abhängigkeit von der zugeführten
Energie steht, derart, daß die Bogenregulierwalzen selbsttätig eingestellt werden, um jene 10g
Energiemenge innerhalb vorbestimmter Grenzen aufrechtzuerhalten.
Es können gewünschtenfalls mehrere Bogenregulierwalzengestelle
an verschiedenen Punkten längs des Werkstückes vorgesehen sein.
Zwischen den beiden Hälften der Walzengestelle 3 und 5, und von diesen in beliebiger
Weise isoliert, befindet sich ein lameliiertes Magnetjoch 31. Dieses Joch kann durch eine
massive Mittelstange sxa versteift werden. Das
Joch 31 ist mit dem ersten Schließwalzengestell vermittels Federplatten 32 verbunden,
welche eine geringe Einstellung der Gehäusehälften in der beschriebenen Weise gestatten,
ohne die Befestigung des Joches zu beeinträchtigen.
Ähnliche Hilfsmittel 33 können zur Befesti-
Ähnliche Hilfsmittel 33 können zur Befesti-
gung des Joches nahe dem hinteren Schließoder Schweißwalzengestell 5 benutzt werden.
Nahe dem Eintrittsende der Vorrichtung ist das Joch 31 mit einem nach abwärts gerichteten
Teil 34 versehen, welcher nur längs der Linie VII-VII vorzugsweise einen schmalen,
keilförmigen Querschnitt aufweist, wie aus Abb. 7 ersichtlich, ist. Die Verjüngung der
Seitenflächen muß derart sein, daß die Schlitzkanten 24 des zu verschweißenden Rohres
dicht am Joch vorbeilaufen und sich allmählich unter dem Einfluß der vorderen Schließwalzen
einander nähern. Nahe dem gegenüberliegenden Ende trägt das Joch 31 ein nach
abwärts gerichtetes lameliiertes Polstück 35 von der in Abb. 5 gezeichneten Ausbildung,
welches zwecks Verringerung der magnetischen Streuung vorzugsweise mit. dem Joch längs
winkelförmig verlaufenden Linien 36 (s. Abb. 6) verbunden ist. Das Joch und das Polstück
können durch Winkelhalter 37 an gegenüberliegenden Seiten des Joches verbunden sein.
An seinem unteren Ende ist das Polstück 35 mit einer Öffnung 38 versehen, welche auf der
Eintrittsseite etwas abgeschrägt und dessen Durchmesser etwas größer ist als der Innendurchmesser
des Rohres, so daß letzteres frei hindurchtreten kann. An seinem äußersten unteren Ende kann das Polstück 35 mit
dem Walzengestell 5 durch irgendwelche nichtmagnetische Halter 39 befestigt sein. Zwischen
dem nach abwärts ragenden Teil 34 und dem Polstück 35 erstreckt sich ein zentraler Magnetkern
40 von solchen Abmessungen, daß das zu verschweißende Rohr frei darüber hinweggeschoben
werden kann. Dieser Kern besteht vorzugsweise aus lamelliertem Siliciumstahl und
einem 4,8 mm dicken mittleren Flacheisen 40^
und trägt um einen Teil seiner Länge eine Spule 41, wie aus den Abb. 8, 9 und 11 hervorgeht.
Diese Spule kann mit einer Kühlung 42 versehen sein. Zwischen der Spule 41 und dem
Rohr P kann auch ein nichtmagnetischer Kühlmantel 43 vorgesehen sein. Die Zuführung der
Kühlflüssigkeit zu den Kühlkanälen 42 und dem Kühlmantel 43 kann durch isolierte Ein- und
Auslaß Verbindungen 44 erfolgen, welche sich aus dem Innern des Rohres durch den Schlitz
zwischen den Kanten 24 hindurch erstrecken, sowie am linken Ende des nach abwärts ge-
- richteten Teiles 34. Die Stromzuführung zur Spule 41 kann ebenfalls auf diesem Wege durch
Leitungen 45 erfolgen.
Nahe dem hinteren Schließ- oder Schweißwalzengestell 5 ist der Kern 40 mit einem kreisförmigen
Polstück 46 versehen. Die magnetische Verbindung zwischen diesem und dem Kern ist
vorzugsweise V-förmig gestaltet, wie aus Abb. 10 ersichtlich, mit Rücksicht auf die Richtungsänderung
des magnetischen Kraftflusses.
Der Kühlmantel 43, die Spule 41, das Polstück 46 und der Kern 40 können von einer
Führung 47 umgeben sein, welche die Form eines nichtmagnetischen Rohres von C-förmigem
Querschnitt besitzt, dessen Schlitz 48 zwischen den freien Kanten in gerader Verlängerung
mit dem Schlitz zwischen den Kanten 24 des zu verschweißenden Rohres liegt. Der
Schlitz kann mit einem hitzebeständigen Isoliermaterial, wie z. B. Glimmer, ausgefüllt
sein, welches die inneren Teile gegen heiße Metallteilchen schützt, die während der Erhitzung
abgeschleudert werden könnten.
Außer der inneren Primärspule 41 können eine oder mehrere äußere Ergänzungs- und Regulierspulen
49 vorgesehen sein, welchen der Strom durch dicke Leitungen 50 zugeführt wird. Bei Verwendung solcher äußeren Regulierspulen
können diese auf isolierten Haltern 51 gelagert sein. Derartige Spulen sind auch
vorzugsweise so ausgebildet, daß sie in axialer Richtung auf dem zu verschweißenden Rohr
eingestellt werden können, so daß die Spannungen für das Aufheizen längs verschiedener
Teile der Schweißnaht genau überwacht werden können.
Bei großen Rohrdurchmessern kann die erforderliche Heizenergie leicht bei 60 Perioden
zugeführt werden; bei kleineren Rohren sind jedoch höhere Frequenzen vorzuziehen. Ver- go
suche haben ergeben, daß Frequenzen bis etwa 240 pro Sekunde oder sogar noch höhere
wünschenswerte Ergebnisse liefern. Eine solche Erhöhung der Frequenz ist darum notwendig,
weil die kleineren Rohrdurchmesser nicht genügend Innenraum für die bei schweren Stücken
und raschem Durchsatz erforderlichen Querschnitte des Kernes frei lassen.
Es wurde ferner gefunden, daß in manchen Fällen die Kombination einer Außen- und Innen-Primärwicklung
erwünscht ist, deren jede nahezu die gleiche Wicklungszahl aufweist, um die
magnetische Streuung der einen Wicklung durch das Rohr hindurch vermittels der anderen
auszuschalten. Wenn das zu schweißende Rohr das innere Polstück 46 passiert hat, befindet es
sich auf einer solchen Temperatur, daß es wirksam verschweißt werden kann. Bei dieser
Temperatur läuft es durch das hintere Schließoder Schweißwalzengestell 5 hindurch, in welchem
es unter der Wirkung der Walzen 6' und 9' steht. Die Abmessungen des Profils sind derart,
daß die erhitzten Kanten 24 in Schweißberührung gebracht und einer beträchtlichen
Pressung unterworfen werden. Der Umriß der Unterwalze 9' ist vorzugsweise derart, daß der
Höcker 30 entfernt wird und mithin ein vollkommener Kreisquerschnitt erzeugt wird.
Es ist klar, daß das Metall des Höckers unter dem Einfluß der Unterwalze 9' nach Verlassen
derselben danach strebt, seine ursprüngliche Gestalt wieder anzunehmen. Dies hat die
Wirkung, daß die frisch verschweißten Kanten in dichter Berührung bleiben, so daß die Möglichkeit
eines Auseinanderzerrens der Kanten vermieden wird.
Alle im vorstehenden beschriebenen Primärspulen bestehen vorzugsweise aus hochkantigen Bandwicklungen. Die innere Spule umfaßt ein vollständiges Kühlrohr 42, während die äußere Spule ähnliche Kühlrohre 52 aufweist, welchen Kühlwasser oder öl von außen her durch isolierte Leitungen zu- und abgeführt werden kann.
Alle im vorstehenden beschriebenen Primärspulen bestehen vorzugsweise aus hochkantigen Bandwicklungen. Die innere Spule umfaßt ein vollständiges Kühlrohr 42, während die äußere Spule ähnliche Kühlrohre 52 aufweist, welchen Kühlwasser oder öl von außen her durch isolierte Leitungen zu- und abgeführt werden kann.
Die beschriebene Anordnung ist so ausgebildet, daß sie zusammen mit einer Forints
maschine benutzt werden kann, vermittels welcher die Bleche in die gewünschte Form
gebogen werden, worauf sie der Schweißvorrichtung zuwandern. Zwecks Zusammenwirkens
mit dem hinteren Schließ- oder Schweißwalzengestell kann ein innerer Ring oder
Dorn 54 (Abb. 4) vorgesehen werden, der einen solchen Außendurchmesser besitzt, daß das
Rohr beim Hindurchtritt durch die Schweißwalzen den gewünschten Innendurchmesser
aufweist. Der Ring oder Dorn 54 kann auf dem einen Ende des Kernes 40 und des Polstückes 46
befestigt sein.
In Abb. 12 ist eine etwas abgeänderte Ausbildung
gegenüber der ursprünglichen Rohrform dargestellt. Die Lichtbogen oder Funken
können mit größerer Geschwindigkeit, Gleichförmigkeit und Sicherheit hervorgerufen werden,
wenn geringe Vorsprünge und winklig einschneidende dünne Erhöhungen, wie sie bei 55
angedeutet sind, in regelmäßigen kurzen Abständen längs der Kanten 24 der Platte P
angeklemmt werden, bevor letztere in das erste Schließwalzengestell 3 eintritt. Wenn diese
Vorspränge unter nahezu gleichem, jedoch entgegengesetzt gerichtetem Winkel zu den 40
Flächen der Platte liegen, solange diese noch nicht gebogen ist, schneiden sie einander und
liefern die gewünschte geringe Kontaktfläche, wenn die Platte in Rohrform gebogen wird.
Eine kleine Fläche des ursprünglichen metal- 45 lischen Kontaktes ist notwendig, wenn der
Bogen rasch erzeugt werden soll, wie es beim Schnellschweißen erforderlich ist. Die dünnen
Vorsprünge werden leicht zurückgebogen, so daß sie eine sichere Gewähr für das Zustande- 50
kommen der aufeinanderfolgenden, in gleichen Abständen befindlichen Kontaktstellen
geben.
Claims (2)
- Patentansprüche:i. Verfahren zum elektrischen Schweißen der Längsnaht von rohrförmigen Körpern, bei dem der rohrförmige Körper selbst die Sekundärwicklung eines Transformators bildet und durch Walzen vorgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrnaht fortlaufend zunächst geschlossen, dann zwecks Abschmelzens der Schweißkanten wieder geöffnet und schließlich zwecks endgültiger Verschweißung geschlossen wird.
- 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei Reihen von Walzengestellen, von denen das erste zum Schließen der offenen Rohrnaht, das zweite zur Regelung des Wiederöffnens derselben und das dritte zum endgültigen Schließen der Naht dient.Hierzu ι Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US600688XA | 1928-08-07 | 1928-08-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE600688C true DE600688C (de) | 1934-07-28 |
Family
ID=22027115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEY584D Expired DE600688C (de) | 1928-08-07 | 1929-06-07 | Verfahren und Einrichtung zum elektrischen Schweissen der Laengsnaht rohrfoermiger Koerper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE600688C (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE969360C (de) * | 1944-05-21 | 1958-05-22 | Phoenix Rheinrohr Ag Vereinigt | Maschine zur Ausfuehrung von Langnahtschweissungen an Schlitzrohren und aehnlichen Hohlkoerpern |
DE1059590B (de) * | 1954-12-30 | 1959-06-18 | Humes Ltd | Vorrichtung zum Unter-Pulver-Lichtbogen-laengsschweissen von Rohren |
DE1201932B (de) * | 1963-11-02 | 1965-09-30 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung einer maximalen Heizwirkung am Schweisspunkt eines C-foermig vorgebogenen und einen V-foermigen Spalt aufweisenden Rohrmantels |
EP0249947A1 (de) * | 1986-06-20 | 1987-12-23 | Schoeller Werk GmbH & Co KG | Vorrichtung zum Herstellen von längsnahtgeschweissten Rohren aus einem Blechband |
-
1929
- 1929-06-07 DE DEY584D patent/DE600688C/de not_active Expired
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE969360C (de) * | 1944-05-21 | 1958-05-22 | Phoenix Rheinrohr Ag Vereinigt | Maschine zur Ausfuehrung von Langnahtschweissungen an Schlitzrohren und aehnlichen Hohlkoerpern |
DE1059590B (de) * | 1954-12-30 | 1959-06-18 | Humes Ltd | Vorrichtung zum Unter-Pulver-Lichtbogen-laengsschweissen von Rohren |
DE1201932B (de) * | 1963-11-02 | 1965-09-30 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung einer maximalen Heizwirkung am Schweisspunkt eines C-foermig vorgebogenen und einen V-foermigen Spalt aufweisenden Rohrmantels |
EP0249947A1 (de) * | 1986-06-20 | 1987-12-23 | Schoeller Werk GmbH & Co KG | Vorrichtung zum Herstellen von längsnahtgeschweissten Rohren aus einem Blechband |
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