DE655383C - Device for the heat treatment of welding, flame cutting and the like. The like. Zones of workpieces that have changed in their structure or are partially subject to tension - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Wärmebehandlung von- durch Schweißen, Brennschneiden u. dgl. in ihrem Gefüge veränderten oder zum Teil mit Spannung behafteten Zonen von Werkstücken Die E,rfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Beseitigen der durch Schweißen, Brennschneiden, Scherenschnitt, Stauchen u. d-1. Vorgänge hervorgerufenen Gefügeänderungen und der damit verbundenen Spannungen in den Anschlußzonen unter Anwendung des bekannten Verfahrens, des sog. Normalisierens und Entspannungsglühens, und auf die Anwendung dieser Vorrichtung insbesondere bei sperrigen Gegenständen, wie Kessel- und Rohrschüssen, Behältern u. dgl. von erheblichen Abmessungen.Device for heat treatment of - by welding, flame cutting and the like. Zones that have changed their structure or are partially subject to tension of workpieces The invention relates to a device for removing by welding, flame cutting, scissor cutting, upsetting and d-1. Events Structural changes and the associated stresses in the connection zones below Use of the known process, so-called normalizing and stress-relieving annealing, and on the use of this device, especially for bulky objects, such as boiler and pipe sections, containers and the like of considerable dimensions.

Es ist bekannt, zur Beseitigung der erwähnten Erscheinungen das ganze Werkstück in einem Glühofen unter ganz bestimmtem zeitlichem Temperaturverlauf zu behandeln. Für Werkstücke von großen Abmessungen sind aber solche Öfen sehr teuer. Außerdem sind mit der Erhitzung eines ganzen Schusses über den oberen Umwandlungspunkt (Ac3) Verformungsgefahren verbunden.It is known to eliminate the mentioned phenomena the whole Workpiece in an annealing furnace under a very specific temperature profile treat. Such ovens are very expensive for workpieces of large dimensions. In addition, with the heating of a whole shot above the upper transformation point (Ac3) associated with the risk of deformation.

Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß in an sich schon bekannter Weise nur die durch das vorhergegangene Arbeitsverfahren beeinflußten Zonen eine der Art ihrer Veränderung entsprechende örtliche Wärmebehandlung erfahren, indem als Vorrichtung zum Anwärmen, Normalisieren und Entspannungsglühen mit hierauf folgendem Abkühlen ein aus mehreren, vorzugsweise drei hintereinander angeordneten, trogartig ausgebildeten Glühkammern bestehender, an einer Seite offener Muldenofen angewandt wird, wobei das warm zu behandelndeWerkstück als Abschluß der Öffnung der Muldenkammern dient und jeweils die Breite der Öffnung der einzelnen Kammern durch Deck- oder Paßstücke entsprechend der gerade zu behandelnden Zonenbreite eingestellt wird.According to the invention, these disadvantages are avoided in that in In a manner already known per se, only those from the previous working process affected zones a local heat treatment corresponding to the nature of their change experienced by using as a device for heating, normalizing and stress relief annealing with subsequent cooling one of several, preferably three in a row arranged, trough-shaped annealing chambers existing, more open on one side Trough furnace is applied, with the workpiece to be heat treated as the conclusion of the The opening of the hollow chambers is used and in each case the width of the opening of each Chambers by covering or fitting pieces according to the zone width to be treated is set.

Es sind zwar schonVorrichtungen bekannt, mit denen an laufendem Gut oder auch an sperrigen Gegenständen eine örtlich begrenzte, etwa auch in verschiedenen Zonenbreiten verschiedene, stufenweise oder gleichmäßig fortschreitende Erhitzung zwecks Wärmebehandlung vorgenommen wird, ohne daß sie durch einen sie ganz umschließenden Ofen geführt werden. Solche Vorrichtungen hatten die Eigenschaft, daß der .Übergang zwischen deren .Erhitzungsvorgang und in freier Luft stattfindenden Abkühlung so rasch vor sich geht, daß im Verlauf dieser Abkühlung infolge Voreilung der weiter ab liegenden, weniger hoch erhitzten Zonen gegenüber der Nahtzone neue Spannungen entstehen können, die, zumal bei besonders hartem oder sprödem Werkstoff, unerwünscht sind.There are already devices known with those on running property or a locally limited one on bulky objects, for example also in different ones Zone widths different, gradual or evenly progressive heating for the purpose of heat treatment is carried out without them completely enclosing them Oven. Such devices had the property that the transition between their heating process and cooling taking place in the open air like this what is happening quickly is that in the course of this cooling, as a result of the advance of the further from lying, less heated zones, new tensions compared to the seam zone can arise that are undesirable, especially when the material is particularly hard or brittle are.

Der Fortschritt der Erfindung beruht darin, daß die örtliche und zonenweise Behandlung mit Hilfe einer verhältnismäßig wenig kostspieligen Vorrichtung unter ausreichender Verzögerung der Abkühlung durch Ausschaltung des freien Luftzutritts gescbicht und daß der Normalisierungsvorgang an der schmalen Zone in den Entspannungsglühvorgang der breiteren ohne schroffen Übergang übergeleitet und insbesondere auch der Entspannungsglühvorgang mit dem der allmählichen Abkühlung zu einem Vorgang verbunden wird, so daß die Entstellung von neuen Spannungen infolge voreilender Abkühlung der nur einer Entspannungsglühung unterworfenen Zonen vermieden wird.The progress of the invention is based on the fact that the local and zonal Treatment with the help of a relatively inexpensive device under sufficient delay of cooling by switching off the free air admission history and that the normalization process on the narrow zone transferred to the stress relief annealing process of the wider one without a sharp transition and in particular also the stress relief annealing process with that of gradual cooling is connected to one process, so that the distortion of new tensions as a result premature cooling of the zones that are only subjected to stress relief annealing is avoided will.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Es ist Abb. z ein Längsschnitt einer Vorrichtung nach der Erfindung, Abb. 2 ein Querschnitt nach Linie A-B in Abb. r, Abb.3 ein Querschnitt durch eine besondcreVorrichtung zum Ausglühen vonArbeitsnähten an flachen Gegenständen, Abb. q. ein Querschnitt durch eine besondere Vorrichtung zum Ausglühen von Rundnähten o. dgl.Various exemplary embodiments of the device are shown in the drawing shown according to the invention. Fig. Z is a longitudinal section of a device according to the invention, Fig. 2 is a cross-section along line A-B in Fig. r, Fig. 3 is a cross-section by a special device for annealing work seams on flat objects, Fig.q. a cross-section through a special device for annealing circular seams or the like

Die Vorrichtung nach Abb. z und 2 dient zur Behandlung von Längsnähten an Rohren, Kesseln, Rinnen, Kästen u. dgl. Sie besteht aus dem mehrteiligen, etwa dreigeteilten Ofengestell a mit den Ofenkammern I, II, III und darunterliegender Luftzuführungskammer b und neben ihm liegenden Luftvorwärmkammern c, d. Jede Ofenkammer ist mit einer Mehrzahl - beispielsweise drei -Brennern e, e, e, f, f, f, g, g, g ausgerüstet, z. B. für Gas und Luft oder Öl und Preßluft, oder mit einer entsprechenden Anzahl von geeigneten elektrischen Heizelementen sowie mit den betriebsmäßig erforderlichen Regel- bzw. Ab- schaltvorrichtungen versehen. Die Luft für die Brenner strömt durch die Öffnung h an der Vorderseite der Kammer b ein und am anderen Ende durch Öffnungen i, k in die beiden Seitenkanmern c, d, aus denen sie dann durch Leitungen 1, h in die Warmluftverteilungskarhmer in strömt, aus der sie den einzelnen Brennern zugeführt wird. Bei Verwendung von Ölbrennern kann zwischen die Vorwärmkammern c, d und die Verteilungskammern ;st ein Gebläse eingeschaltet werden, um der Luft den für die Zerstäubung erforderlichen Druck zu verleihen, oder es kann eine besondere kleinere Kammer zur Aufnahme und Verteilung von Druckluft zum Ölzerstäuben und Ansaugen der Verbrennungsluft aus der Kammer in vorgesehen werden. Bei elektrischer Beheizung fallen diese Hilfseinrichtungen fort. -Der Ofen besitzt drei Kammern I, II und HI, voii denen I zumAnwärmen, II zum -Normalisieren oberhalb des oberen Umwandlungspunktes Acs und III zum Abkühlen bzw. Entspannungsglühen bei etwa 4oo° bis Acl dient. Da . die auszulösenden Spannungen sich auf eine breitere Zone erstrecken, wird die Kammer III so ausgebildet, daß sie eine entsprechend breitere Zone des Werkstücks umschließt, wie aus Abb. r und 2 ersichtlich ist.The device according to Fig. Z and 2 is used to treat longitudinal seams on pipes, kettles, gutters, boxes and the like lying air preheating chambers c, d. Each furnace chamber is equipped with a plurality - for example three - burners e, e, e, f, f, f, g, g, g , z. Provided switching devices for example for gas and air or oil and compressed air, or with a corresponding number of suitable electrical heating elements and with the operationally necessary control and waste. The air for the burners flows in through the opening h at the front of the chamber b and at the other end through openings i, k into the two side chambers c, d, from which it then flows through lines 1, h into the hot air distribution chamber in which it is fed to the individual burners. If oil burners are used, a blower can be switched on between the preheating chambers c, d and the distribution chambers; st to give the air the pressure required for atomization, or a special smaller chamber can be used to receive and distribute compressed air for oil atomization and suction the combustion air from the chamber can be provided in. In the case of electrical heating, these auxiliary devices do not apply. The furnace has three chambers I, II and HI, of which I is used for warming up, II for normalizing above the upper transition point Acs and III for cooling or stress relieving annealing at about 400 ° to Acl. There . If the voltages to be released extend over a wider zone, the chamber III is designed in such a way that it encloses a correspondingly wider zone of the workpiece, as can be seen from FIGS.

Das Arbeitsstück tt liegt auf dem trogartig ausgebildeten Ofengestell a, auf welches zur Anpassung an verschiedene Durchmesser bzw. Formen des Werkstücks bzw. auch an die verschiedene Breite der warm zu behandelnden Zone bei den verschiedenen Schweißarten besondere, mit entsprechenden Öffnungen versehene Paß- oder Deckstücke aufgesetzt werden können. Die äußeren Stirnwände können finit Aussparungen versehen werden, in welche Füllstücke a1, a'= mit entsprechendem Profil zwecks Abschlusses eingesetzt werden.The work piece tt lies on the trough-like oven frame a, on which to adapt to different diameters or shapes of the workpiece or also to the different widths of the zone to be treated warm for the different Types of welding special fitting or cover pieces provided with appropriate openings can be put on. The outer end walls can be provided with finite recesses are, in which filler pieces a1, a '= with a corresponding profile for the purpose of completion can be used.

Die Zahl der Brenner oder ihre Stärke kann verschieden sein, da in den Kammern I und III die Hitze nicht so groß sein darf wie in der Normalisierungskammer II.The number of burners or their strength can vary as in in chambers I and III the heat must not be as great as in the normalization chamber II.

Bei Gasheizung können nach Wahl, Gas und Luft, beide vorgewärmt werden oder nur eines von beiden. Im ersteren Fall kann etwa die Gaszuleitung durch die Luftkammer in geführt werden. Auf ähnliche Weise kann auch bei Ölheizung das Öl vorgewärmt werden.With gas heating, gas and air can both be preheated as required or just one of the two. In the first case, the gas supply line can be through the Air chamber to be guided in. In a similar way, the oil can also be used with oil heating be preheated.

Der Ofen kann beweglich sein, um unter die verschiedenen Werkstücke gefahren zu werden, oder er kann feststehen und etwa seitlich mit Rollen versehen sein, auf welchen die Werkstücke über den Ofen hinweggeschoben werden.The furnace can be movable in order to take the various work pieces to be driven, or it can be fixed and provided with rollers on the sides on which the workpieces are pushed over the furnace.

Zur Verminderung der Wärmeverluste sowie zur gleichmäßigen Durchwärmung' der Nahtdicke können die Außenwände des Ofens mit Wärrneisolierstoffen belegt werden. Ebenso kann die auszuglühende Zone des Werkstücks auf der dein Ofen entgegengesetzten Seite der Wand mit Wärmeisolierstoff -etwa feuerfesten Steinen, Sand o. dgl. - belegt werden, um dieWärmeausstrahlung möglichst zu verringern. Zweckmäßig wird die Auskleidung so hergestellt, daß der über der Ofenöffnung hängende Werkstoff möglichst ganz entlastet ist.To reduce heat loss as well as for even heating ' Depending on the thickness of the seam, the outer walls of the furnace can be covered with thermal insulation materials. Likewise, the zone of the workpiece to be annealed can be placed on the opposite of the furnace Side of the wall with thermal insulation material - for example, refractory stones, sand or the like - covered in order to reduce the heat radiation as much as possible. The lining is useful manufactured in such a way that the material hanging over the furnace opening is relieved as much as possible is.

In Abb. 3 ist eine Vorrichtung dargestellt, die zum Glühen von flachen Werkstücken o dient. Dieselben werden zwischen zwei trogartig ausgebildeten Ofenkammern p, p eingelegt, von denen jede mit einer entsprechenden Anzahl von Brennern q, q und Gasabzugslöchern r, r ausgerüstet ist. Auch hier kann das Werkstück festliegen, und die Ofenteile können all ihm vorbei bewegt werden, oder diese letzteren könngn festliegen und .das Werkstück zwischen ihnen hindurch bewegt werden.In Fig. 3 a device is shown which is used for annealing flat workpieces o. These are placed between two trough-shaped furnace chambers p, p, each of which is equipped with a corresponding number of burners q, q and gas outlet holes r, r. Here, too, the workpiece can be fixed and the furnace parts can be moved past it, or the latter can be fixed and the workpiece can be moved between them.

Abb. 4 zeigt eine Ofenausführung s zur Behandlung von Rundnähten. Dieselbe ist sektorförmig, wie dargestellt, oder auch vollkreisförmig, und die drei Kammern I, II, III liegen hier nebeneinander. Sie können voneinander unabhängig betrieben werden und lassen sich finit entsprechenden Paßstücken den verschiedenen Werstückdurchmessern anpassen. Das Werkstück ii wird hier zweckmäßig während derWärinebehandlung stufenweise in Richtung I-II-III gedreht.Fig. 4 shows a furnace design for the treatment of circumferential seams. The same is sector-shaped, as shown, or also fully circular, and the three Chambers I, II, III lie next to each other here. You can from each other are operated independently and can be finitely corresponding fitting pieces adapt to different workpiece diameters. The workpiece ii is useful here rotated gradually in the direction I-II-III during the wärine treatment.

Es ist selbstverständlich, daß die Vorrichtung sich auch zum Behandeln von Ecknähten an kantigen Gegenständen herrichten läßt.It goes without saying that the device can also be used for treatment of corner seams on angular objects.

Zur Regelung der Vergütungsvorgänge können Temperaturmeß- und -regelvorrichtungen bekannter Art an der Vorrichtung angebracht werden, wie auch die Brenner mit Vorrichtungen zur Regelung der Ofenhitze versehen sind. Ebenso kann eine Regelung durch Verschieben der Brenner näher an das Werkstück oder weiter von ihm ab erfolgen.Temperature measuring and regulating devices can be used to regulate the remuneration processes known type are attached to the device, as well as the burner with devices to regulate the furnace heat. Likewise, a regulation can be made by moving the torch can be made closer to the workpiece or further away from it.

Mine vereinfachte Form der Vorrichtung kann auch mit nur zwei Kammern hergestellt werden, wobei dann entweder in der ersten das Anwärmen und Normalisieren oder in der zweiten das Normalisieren und Entspannungsglühen mit nachfolgender Abkühlung durch entsprechende Regelung der vorhandenen Brenner vereinigt werden.Mine simplified form of the device can also be made with only two chambers then either in the first one the warming up and normalization or in the second, normalizing and stress-relieving annealing with subsequent cooling can be combined by regulating the existing burners accordingly.

Das Verfahren, das mit den beschriebenen Vorrichtungen ausgeführt werden soll, besteht darin, daß die durch Schweißen, Schneiden, Stäuchen o. dgl. veränderte bzw. zum Teil finit Spannungen behaftete Werkstoffzone im Bereich der durch das Bearbeitungsverfahren in ihrem Gefüge v eriinderten Zone nacheinander langsam angewärmt und dann auf Normalisierungstemperatur (oberhalb :1c3) gebracht und über die erforderliche Zeitspanne gehalten und zuletzt in einer entsprechenden erweiterten Zone in den Entspanntingsglühvorganj unterhalb Aci übergeleitet und firn Verlauf desselben allmählich abgekühlt wird, indem Werkstück und Ofen stufenweise entsprechend den verschiedenen vorzunehmenden Warmbehandlungen gegeneinander verschoben werden. Die Wahl der verschiedenen möglichen Wärmequellen kann von den erwarteten Eigenschaften 'der betreffenden Werkstücke abhängig gemacht werden. Z. B. kann die Vermeidung einer Aufkohlung der Werkstückoberfläche ausschlaggebend sein.The method carried out with the devices described is to be, is that the by welding, cutting, swaging o. The like. changed or partially finite stresses afflicted material zone in the area of the by the machining process in their structure one after the other slowly warmed up and then brought to normalization temperature (above: 1c3) and held for the required period of time and last in a corresponding extended zone in the relaxation glowing process below Aci and During the course of this, the workpiece and the furnace are gradually cooled down shifted against each other according to the different heat treatments to be carried out will. The choice of the various possible heat sources may differ from those expected Properties' of the workpieces concerned are made dependent. For example, the Avoiding carburization of the workpiece surface can be crucial.

Die Form der Vorrichtung kann sich ganz allgemein der Forin der zu behandelnden Werkstücke bzw. Nähte anpassen.The shape of the device can be quite generally the form of the to adapt the workpieces or seams to be treated.

Claims (5)

PArraTANsrrücHE: i. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von durch Schweißen, Brennschneiden, Abscheren, Stauchen o. d-1. in ihrem Gefüge veränderten oder zum Teil mit Spannung behafteten Werkstoffzonen an sperrigen Gegenständen, wie Kessel- oder Druckrohrschüssen, Behältern o. dgl. von großenAbmessungen, bestehend aus einem dem zeitlichen Temperaturverlauf zum Anwärmen, Normalisieren und Abkühlen entsprechend in mehrere, etwa drei hintereinanderliegende, durch Zwischenwände teilweise voneinander getrennte Kammern geteilten Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß die trogartig ausgebildeten, die zu behandelnden Gegenstände tragenden Ofenkammern (I, 1I, 11I) an einer Seite eine über ihre ganze Länge durchgehende, durch die zu behandelnde Werkstückzone selbst abzuschließende Öffnung besitzen, wobei die Kammer zum Entspannungsglühen und ihre Öffnung entsprechend dem Breitenverhältnis der im Gefüge geänderten Werkstückzonen einerseits und der daran anschließenden nur spannungbehafteten Zonen andererseits breiter ist als die anderen Kammern, und die Breite der Kamineröffnungen durch Deck- oder Paßstücke einstellbar ist, wobei im Falle der Belieizung der Kammern mittels Gas- oder Ülbrenner (c#, j, j) unter und neben den Ofenkammern (I, 1I, 11I) Vorwärinrä ume (b, c, d) für die Verbrennungsluft angeordnet sind, aus denen die heiße Luft ül)er einen Verteiler (m) den Brennern zugeführt wird, der gleichzeitig als Vorwärinkammer für das den Brennern zuströmende Gas oder Öl dient. PARTICULAR RETURNS: i. Device for the heat treatment of by welding, flame cutting, shearing, upsetting or d-1. Material zones on bulky objects, such as boiler or pressure pipe sections, containers or the like of large dimensions that have changed their structure or are partially subject to tension, consisting of a temperature profile for heating, normalizing and cooling into several, about three consecutive, through Furnace divided into intermediate walls, chambers partially separated from one another, characterized in that the trough-like furnace chambers (I, 1I, 11I) carrying the objects to be treated have on one side an opening which is continuous over their entire length and which is closed by the workpiece zone to be treated itself, whereby the chamber for stress relief annealing and its opening is wider than the other chambers according to the width ratio of the workpiece zones changed in the structure on the one hand and the adjoining zones only subject to stress on the other hand, and the width of the chimney openings can be adjusted by cover or fitting pieces is, in the case of the chambers being heated by means of gas or oil burners (c #, j, j) below and next to the furnace chambers (I, 1I, 11I) preheating rooms (b, c, d) are arranged for the combustion air, from which the hot air is fed to the burners via a distributor (m), which also serves as a preheating chamber for the gas or oil flowing into the burners. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaininerd zttinVorwärmen und Normalisieren (I,II) zusammengelegt sind. 2. Device according to claim i, characterized in that the Kaininerd is preheating and normalizing (I, II) are merged. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Behandlung flacher Werkstücke (o) auf jeder Seite derselben trogartig ausgebildete Ofenkammern (p) mit Wärmequellen (q) und Gasabzügen (r) angeordnet sind. 3. Apparatus according to claim i and 2, characterized in that for the treatment of flat workpieces (o) on each side of the same trough-like furnace chambers (p) with heat sources (q) and gas extractors (r) are arranged. 4.. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einekreis-oderkreisausschnittförmig, nebeneinanderliegende Anordnung (s) der trogartig ausgebildeten Ofenkammern zur Behandlung von Rundnähten. 4 .. Device according to claims i and 2, characterized by a circular or a segment of a circle, adjacent arrangement (s) of the trough-like furnace chambers for Treatment of circumferential seams. 5. Die Anwendung der Vorrichtung nach Anspruch i bis T zum Entspannungsglühen in der Weise, clah in der letzten Ofenkammer (III) die ganze spannungsbehafteteBreite desWerkstücks einer Entspannungsglühung zwischen 4oo' C und Ac, unterworfen wird.5. The application of the device according to claim i to T for stress relief annealing in the way that clah in the last furnace chamber (III) die entire stressed width of the workpiece of a stress relieving anneal between 400 'C and Ac, is subjected.