DE615831C - Process for the production of welded pipes - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM
18. JULI 1935ISSUED ON
JULY 18, 1935

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 7 b GRUPPE 7oiCLASS 7 b GROUP 7oi

Hubert Sassmann in Mülheim-Styrum Verfahren zur Herstellung von geschweißten RohrenHubert Sassmann in Mülheim-Styrum Process for the production of welded pipes

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. März 1932 abPatented in the German Empire on March 12, 1932

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren, durch welches es unter Vereinigung verschiedener, zur Herstellung von Rohren an sich bekanntgewordener Einzelheiten ermöglicht wird, nur an der Längsnaht erwärmte, durch Druck überlappt geschweißte Rohre geringeren Durchmessers, wie sie auf Einrollmaschinen angefertigt werden, fortlaufend herzustellen.The present invention is a method by which it with the union of various, for the production of pipes become known per se Details are made possible, only heated at the longitudinal seam, overlapped by pressure welded pipes of smaller diameter, as they are made on rolling machines, continuously to manufacture.

Die fortlaufende Herstellung von Rohren, bei denen nur die Naht erwärmt wird, kennt man bis heute nur für stumpf geschweißte Rohre. Hierfür sind Rohreinrollmaschinen bekanntgeworden, bei denen Rohre geringe-Knows the continuous production of pipes in which only the seam is heated to this day only for butt-welded pipes. Tube rolling machines are used for this became known in which pipes

t5 ren Durchmessers, insbesondere dünnwandige Rohre, innerhalb der Maschine über einen Dorn gerollt werden. Beim Schweißen ist es bereits üblich, daß die erwärmten Streifenkanten durch seitlich angebrachte Rollen stumpf aneinandergedrückt werden. Eine fortlaufende Oberlapptschweißung dieser Art gibt es bisher nicht. Für eine Längsnahtüberlapptschweißung kennt man nur die Anfertigung von Einzellängen nach den Methoden der Wassergasschweißung (Hämmern o. dgl.) und der Ofenüberlapptschweißung (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 wird die überlappte Naht mittels Wassergasflamme stückweise örtlich erwärmt und anschließend mittels Hammers oder hin und her gehender Rolle auf einem Amboß druckgeschweißt. Dabei können die Lappen fest aufeinanderliegen, und die Erwärmung kann von innen und außen gleichzeitig erfolgen, oder die Lappen werden in eine Winkelstellung zueinander gebracht und die Flamme auf die Lappen und zwischen diesen hindurch ins Rohrinnere geführt. Für die Wassergasschweißung ist auch der Gedanke bekanntgeworden, an Stelle des Wassergases eine Autogenflamme zu benutzen, weil der für die) Druckschweißung erforderliche Wärmegrad auch bei der Erwärmung mittels Autogenflamme durchlaufen wird. Geeignete Vorrichtungen hierfür sind bisher nicht bekanntgeworden. Da für eine Druckschweißung die reine Acetylen- oder Wasserstoff-Sauerstoffflamme unnötig heiß ist, können für den nach der Erfindung vorgesehenen Zweck auch die an sich bekannten Brenngase benutzt werden, die billiger als Acetylen und Wasserstoff sind. Bei der Ofenüberlapptschweißung werden überlappt eingerollte Rohrstücke in einem Ofen über ihren ganzen Querschnitt auf Schweißhitze gebracht und anschließend in einem Walzwerk über einer entgegengehaltenen dornartigen Unterlage gewalzt. Dabei werden die schweißwarmen Lappen von der Oberwalze über dem Dorn ineinandergepreßt und verschweißt.t5 ren diameter, especially thin-walled Pipes, rolled over a mandrel inside the machine. When welding is it is already common that the heated strip edges by side-mounted rollers be butt pressed together. A continuous top lap weld of this type does not exist yet. For a longitudinal seam overlap welding, one only knows the production of individual lengths according to the methods of water gas welding (hammering or the like) and the furnace overlap weld (rollers). It is the case with both procedures in contrast to fusion welding, it is a pronounced pressure weld; these Processes are otherwise fundamentally different from each other. "In water gas welding the overlapped seam is locally heated piece by piece using a water gas flame and then using a hammer or down and walking roll pressure welded on an anvil. In doing so, the lobes lie firmly on top of each other, and the heating can take place from inside and outside at the same time, or the flaps are brought into an angular position to one another and the Flame on the cloth and passed between them into the inside of the pipe. For the The idea of water gas welding has also become known instead of water gas to use an oxy-fuel flame because the heat required for the) pressure welding is also run through when heated with an oxy-fuel flame. Suitable devices this has not yet become known. The pure acetylene or hydrogen-oxygen flame is used for pressure welding is unnecessarily hot, can also be used for the purpose provided according to the invention the fuel gases known per se are used, which are cheaper than acetylene and hydrogen are. With furnace lap welding, pipe sections rolled up in an overlapping manner are inserted into brought to welding heat in a furnace over its entire cross-section and then rolled in a rolling mill over a thorn-like base held against it. Included the sweat-warm cloths are pressed into one another by the top roller over the mandrel and welded.

Von diesen angeführten Schweißmethodeii werden nun erfindungsgemäß an sich bekannte Einzelheiten derart miteinander vereinigt, daß Rohre geringeren Durchmessers, die auf denOf these listed welding methods according to the invention, details known per se are now combined with one another in such a way that Smaller diameter pipes that are placed on the

Einrollmaschinen hergestellt werden, nunmehr bei Anwärmung nur der Naht fortlaufend mittels Druckes überlappt geschweißt werden. Es werden dabei entnommen: der Autogenschweißung die Einrollmaschine, der Wassergasschweißung der Hammer, die Zurichtung der Überlappung und die Erwärmungsart der Lappen,Rolling machines are produced, now only the seam is heated continuously be welded overlapped by means of pressure. The following are taken from: the autogenous welding the rolling machine, the water-gas welding of the hammer, the preparation of the overlap and the type of heating the cloth,

der Ofenüberlapptschweißung das Dornwalzwerk mit Stange.the furnace lap welding the mandrel rolling mill with bar.

Nachfolgend wird eine Vorrichtung beschrieben, mit welcher es ermöglicht wird, überlappt geschweißte Rohre mit nur lokaler Erwärmung der Naht auch fortlaufend zu erzeugen. Die Abb. 1 stellt eine schematische Seitenansicht und Abb. 2 bis acht Einzelheiten dieser Vorrichtung dar.In the following, a device is described with which it is possible also continuously overlaps welded pipes with only local heating of the seam produce. Fig. 1 shows a schematic side view and Fig. 2 to eight details this device.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Einrollmaschine, welche die flachen Rohrstreifen kalt zu überlappten Rohren einrollt, mit daran anschließendem Hammer-, Preß- oder Walzwerk, welches die inzwischen auf Schweißhitze erwärmte Überlappung über einen Dorn ineinander verarbeitet und verschweißt, wobei dieser Dorn innerhalb der Einrollmaschine gehalten wird.The device consists essentially of a rolling machine, which the flat Rolls pipe strips cold to overlap pipes, followed by a hammer, Pressing or rolling mill, which covers the overlap, which has meanwhile been heated to welding heat a mandrel processed into each other and welded, this mandrel within the Curling machine is held.

Zu Beginn der Erzeugung wird der Rohrstreifen i (Abb. ι) in ein Preßgesenk k, I geführt und so geformt, daß er von dem unmittelbar anschließend angeordneten angetriebenen Rollenpaar to, ti erfaßt werden, kann. In dem Rollenpaar m, ti wird der Streifen U-förmig'gebogen. Sobald der Streifen von den Rollen/«,« gefaßt ist und gezogen wird, nimmt er fortlaufend zwischen der U-Form und der ursprünglichen flachen Form eine stets gleichbleibende, von selbst sich nachbildende natürliche Übergangsform an. Das geschlossene Gesenk k, I ist nun dieser natürliehen 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 Ot, .« stets gleichmäßig ausbildet. Abb. 2 stellt eine Queransicht der Rollen m, ti mit dem U-förmig darin liegenden Streifen / dar. Hinter den Rollen m, ti befindet sich ein Joch o, welches von oben in den U-förmig gebogenen Rohrstreifen hineinragt und die innen wassergekühlte Dornstange/?, über welcher der Streifen überlappt gerundet und geschweißt werden soll, festhält. Abb. 5 stellt einen Querschnitt durch das Joch ο dar, welches in den Streifen I hineinragt und die Dornstange ρ mit innenliegendem Kühlrohr w festhält. Hinter dem Joch ο ist ein weiteres angetriebenes Rollenpaar q, r angeordnet, welches auf Grund einer besonderen Kalibrierung der Rolle r in der Lage ist, den U-förmig gebogenen Streifen ί über die an dieser Stelle verdickte Dornstange ρ in die erforderliche Überlapptform überzuführen. Dabei wird der Streifen so weit gebogen, daß er unter Berücksichtigung der ihm innewohnenden Federung, nach Verlassen der Rollen q, r immer noch die für die Erwärmung mittels Autogenflamme erforderliche Überlappungsform erhält. Der Dorn ρ η₀ ist innerhalb des Kalibers so weit verdickt, daß er als Stütze für den um ihn herumzubiegenden Streifen wirkt, ist jedoch nicht so dick, daß das fortlaufende Rohr durch die Rollen-, r 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. Abb. 3 stellt eine Queransicht der Rollen q, r (Abb. 4) eine Vergrößerung des Kalibers dieser Rollen dar. In Abb. 3 und 4 ist die Kalibrierung der Rolle/- ersichtlich für den Fall, daß die Rollen. q,r mit horizontaler x\chse angeordnet sind. In Abb. 8 ist die Kalibrierung der Rolle r ersichtlich für den Fall, daß die Rollen^,/- mit vertikaler Achse angeordnet sind. Die bisher geschilderten Einrichtungsteile beziehen sich nur auf die Einrollmaschine.At the start of production, the tube strip i (Fig. Ι) is guided into a press die k, I and shaped so that it can be grasped by the driven pair of rollers to, ti arranged immediately thereafter. In the pair of rollers m, ti , the strip is bent in a U-shape. As soon as the strip is grasped and pulled by the rolls / "," it continuously assumes a constant, self-reproducing, natural transition shape between the U-shape and the original flat shape. The closed die k, I is now exactly modeled on this natural transitional 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 rollers Ot,. «. Fig. 2 shows a transverse view of the rollers m, ti with the U-shaped strip / located therein. Behind the rollers m, ti there is a yoke o, which protrudes from above into the U-shaped bent tube strip and the inside water-cooled mandrel bar /?, over which the strip is to be rounded and welded in an overlapping manner. Fig. 5 shows a cross section through the yoke ο , which protrudes into the strip I and holds the mandrel rod ρ with the internal cooling tube w. Behind the yoke ο another driven pair of rollers q, r is arranged, which, due to a special calibration of the roller r , is able to convert the U-shaped bent strip ί into the required overlap shape via the thickened mandrel rod ρ at this point. The strip is bent so far that, taking into account the resilience inherent in it, after leaving the rollers q, r it still has the overlap shape required for heating by means of an oxy-fuel flame. The mandrel ρ η ₀ is so thickened within the caliber 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 on it by the roller, r; the mandrel is therefore always kept a little thinner at this point than corresponds to the inner diameter of the tube to be bent around it. Fig. 3 shows a transverse view of the rollers q, r (Fig. 4) an enlargement of the caliber of these rollers. In Figs. 3 and 4 the calibration of the roller / - can be seen for the case that the rollers. q, r are arranged with a horizontal x \ axis. In Fig. 8 the calibration of the roller r can be seen for the case that the rollers ^, / - are arranged with a vertical axis. The pieces of equipment described so far only relate to the rolling machine.

Nach dem Austritt des Rohres aus der Einrollmaschine wird die Überlappung in der eingangs beschriebenen Art mittels einer der gewünschten Schweißgeschwindigkeit entsprechenden Flammenzahl erwärmt. Abb. 7 zeigt," wie der Flammenkegel sowohl den oberen als auch den unteren Lappen gleichzeitig bestreicht und dennoch zwischen den Lappen durch einen verbleibenden Spalt nach dem Inneren des Rohres frei ausströmen kann. Zu diesem Zwecke ist der Dorn ρ in der ioo Länge, an der die Flammen angesetzt sind, wieder wesentlich dünner gehalten als im Kaliber der Rollen q, r. Jegliche vorherige Zurichtung der Streifenkanten ist hierbei überflüssig, weil der Flammenkegel, wie Abb. 7 zeigt, die ihm im Wege stehenden Ecken während der Erwärmung von selbst derart zustellt, daß eine geeignete Form der zu verschweißenden Lappen entsteht. Nachdem die Lappen auf diese Weise bis zum teigig knetbaren Zustand erhitzt sind, laufen sie in die Gesenke s, t eines Feder- oder Preßlufthammers ein und werden hier über den Dorn p, welcher an dieser Stelle wiederum entsprechend verdickt ist, ineinandergeschmie- ng det und verschweißt.After the pipe has emerged from the rolling machine, the overlap is heated in the manner described above by means of a number of flames corresponding to the desired welding speed. Fig. 7 shows "how the flame cone brushes both the upper and the lower lobes at the same time and yet can flow freely through a remaining gap between the lobes to the inside of the tube. For this purpose the mandrel ρ is 100 lenght at to which the flames are attached, again kept much thinner than the caliber of the rolls q, r.Any previous dressing of the strip edges is superfluous here because the flame cone, as Fig. 7 shows, the corners that stand in its way by itself during the heating after the flaps are heated in this way to a doughy kneadable state, they run into the dies s, t of a spring or pneumatic hammer and are here over the mandrel p, which this point is in turn correspondingly thickened, forged into one another and welded.

Da das Werkstück nur an der Naht erwärmt ist, tritt durch das angrenzende kältere Material sowie durch die kälteren Hammergesenke und den innenliegenden gekühlten Dorn eine gewisse Abschreckung ein. Dieser Umstand ist als für die Schweißnaht günstigSince the workpiece is only heated at the seam, the adjacent one gets colder Material as well as through the colder hammer dies and the internally cooled ones Dorn a certain deterrent. This fact is favorable for the weld

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 Hammer mit zwischenliegender Wiedererwärmung der Naht an deren Durcharbeitung über einem Dorn mitwirken. Desgleichen kann an Stelle des Hammers ein Walzenpaar treten oder, wieto look at, since you now have it in your hand, by rewarming the seam, thus by an incentive to compensate for it as well. Instead of a hammer you can Of course, several hammers with intermediate reheating of the seam to work through them over a mandrel contribute. Likewise, a pair of rollers can take the place of the hammer, or how

ίο Abb. 6 zeigt, ein Hammerwerk s, t und ein angetriebenes Walzenpaar u, v. Da es sich hier nicht um eine Schmelzschweißung mit Zuführung von Fremdmaterial handelt, sondern um eine Feuerschweißung, bei welcher lediglich die Naht in lokaler Weise nur bis zum knetbaren Zustand erhitzt wird, so liegt darin, bei Berücksichtigung der Qualität der erzeugten Naht, auch noch eine wirtschaftliche Wärmeersparnis. Die mit dieser Maschine zu erreichende Schweißgeschwindigkeit übertrifft die der bisher bekannten Maschinen, weil man hier weit mehr Schweißflammen ansetzen kann, als beispielsweise bei den zur Zeit viel gebrauchten autogenen Stumpfschweißanlagen, bei denen die zu verschwelßenden Kanten bis kurz vor der Schweißung durch eine Keilrolle auseinandergehalten werden. ίο Fig. 6 shows a hammer mill s, t and a driven pair of rollers u, v. Since this is not a fusion weld with the introduction of foreign material, but a fire weld in which only the seam is locally heated to a kneadable state, there is also another one, if the quality of the seam produced is taken into account economic heat savings. 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 are held apart by a wedge roller until shortly before welding .

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren, bei dem ein Metallband mittels einer Einrollvorrichtung über einen innenliegenden Dorn mit Überlappung der Kanten gebogen wird und dann das so gebildete Rohr mittels eines Dornwalz- oder Hammerwerkes fortlaufend verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die überlappt zu verschweißenden Kanten des Rohres durch den zwischen der Einrollvorrichtung und dem Dornwalz- oder Hammerwerk liegenden Schweißbrenner erwärmt werden.Process for the production of welded pipes in which a metal band is bent by means of a rolling device over an internal mandrel with overlapping of the edges and then the tube formed in this way is continuously welded by means of a mandrel rolling mill or hammer mill is, characterized in that only the overlapped edges of the pipe to be welded by the between the rolling device and the mandrel rolling mill or hammer mill are heated. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings