EP2598278A1 - Method for welding half shells - Google Patents
Method for welding half shellsInfo
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- EP2598278A1 EP2598278A1 EP11740861.7A EP11740861A EP2598278A1 EP 2598278 A1 EP2598278 A1 EP 2598278A1 EP 11740861 A EP11740861 A EP 11740861A EP 2598278 A1 EP2598278 A1 EP 2598278A1
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Definitions
- the invention relates to a method for welding half shells, wherein a first upper half shell with a first lower half shell and a second upper half shell with a lower half shell are connected to each other.
- the housings for turbomachines are produced by means of large-volume components.
- a housing comprises an upper part and a lower part. These tops and bottoms resemble the shape of a half shell. Since an entire half-shell often can not be established cast casting with ⁇ means of a single casting process as a complete, two half-shells are now ⁇ frontally welded together. However, such half-round welds are connected to thick-walled half shells because of the open structure and the initiated residual stresses due to the energy input in the thick-walled construction ⁇ parts during welding due to impaired thermal expansion with a large distortion of the component. In addition, often the quality of such welds is reduced.
- Circular welds are particularly suitable to connect each other rotationally symmetrical bodies formschlüs ⁇ sig reasons of symmetry.
- first upper and the first lower half shell and / or the second upper and the second lower half shell are connected to one another by means of screws, shrink rings or covers.
- Screws, shrink rings or covers lead to a stiffening before welding. This means that distortion of the components is minimized during the welding process.
- first of all a suitable postheat treatment is carried out and only then the first upper and the second upper half shell are separated at a horizontal parting line from the first lower and the second lower half shell. This will component distortions that reduced during welding,doctre ⁇ th.
- the half-shells are substantially the same size.
- the welding process can be optimized.
- component distortions resulting from different mass distribution are effectively prevented.
- the first upper and the second upper and the first lower and the second lower half shell made of different materials becamebil ⁇ det.
- the two different materials are selected such that they have different properties.
- the used ⁇ and are welded with a cryogenic material is a heat-resistant material. Since ⁇ would by such a welded together element at ⁇ play - may have both tough at low temperatures and heat resistant properties - as required.
- the first upper and first lower half shell ⁇ is selected from a cast steel and the second upper and the second lower half shell of nickel-based casting.
- the nickel-based material is excellent particularly applicable for high temperature appli ⁇ applications.
- ⁇ is created with an entire half-shell, the excellent
- first upper and first lower half shell made of a cast steel with high chromium content (heat-resistant but expensive) and the second upper and the second lower half shell of a
- Cast steel with a low chromium content can be chosen (not quite so warm-resistant but cheaper).
- FIG. 1 shows a representation of four half-shells before a first method step; a representation of the welded together half-shells in a second method step and
- first upper half shell 1 shows in an exploded view a first upper half shell 1, a first lower half shell 2, a second upper half shell 3 and a second lower half ⁇ shell 4.
- Such housing components are subject to increased thermal and mechanical requirements.
- these housing parts must withstand temperatures of up to 700 ° C and a pressure of up to 350bar.
- Nickel-based materials can typically withstand such high temperatures and pressures.
- the inner housing in an area where the hot and high-pressure live steam flows in, the inner housing must preferably have heat-resistant properties. In a region arranged further downstream in the direction of flow, the steam has lower temperatures and pressures, for example as a result of expansion. Therefore, the housing in this area must preferably cold-resistant or have less heat-resistant self ⁇ properties.
- various materials are used, which must be connected miteinan ⁇ .
- the first upper 1 and the first lower half shell 2 can be made of a cast steel.
- Half shell can be made of a comparatively expensive nickel base ⁇ substance.
- the Figure 1 shows a first procedural ⁇ rens Colour, after which the first upper half-shell 1, the first lower half-shell 2, the second upper half-shell 3 and the second lower half-shell 4 are substantially semicircular.
- the first upper half shell 1 and the first lower half shell 2 are substantially the same size and have substantially similar masses. This also applies to the second upper 3 and the second lower half shell 4, which have substantially the same mass and the same size.
- first upper half shell 1 and the first lower half shell 2 show a next method step, according to which the first upper half shell 1 and the first lower half shell 2 are preassembled to form a closed pipe-like cross section. This is made possible by screws or other appro ⁇ designated positive and / or non-positively insertable joining elements.
- the first upper 1 and the first lower half shell 2 form after the aforementioned pre-assembly substantially a ring which is formed mechanically compact and firmly connected.
- the second upper half shell 3 and the second lower half shell 4 is preassembled to a closed tube-like cross-section. This is also done by suitable Nete screws or other suitable joining elements that connect the half-shells form and / or non-positively.
- a welding operation is as ge ⁇ shows in FIG 2 is performed, which is welded the first upper half-shell 1 and the first lower half shell 2 with the two ⁇ th upper half-shell 3 and the second lower half-shell 4 at the end face to each other.
- This process is done by a continuous welding a round seam. 5
- a good form ⁇ sustainability of the individual, assembled to a tube-like cross-section half-shells 1, 2, 3, 4 can be improved by, for example, screws, shrink rings and covers are used.
- the screws are used on part joints 6 and 7.
- the screws lead to a good strength of the interconnected half shells.
- the shrink rings are arranged around the first upper half shell 1 and the first lower half shell 2 as well as around the second upper half shell 3 and the second lower half shell 4. The shrink rings are not shown in detail in FIG.
- the round seam 12 which is produced by means of the circular weld, permits uninterrupted and high-quality round seam welding, as is known and used in pipe cross sections. A use of overflow and overflow sheets is thus superfluous.
- the multi-part process according to the invention makes it possible to use different materials according to their economic necessity. Therefore, the material properties can be better utilized, resulting in cost savings in procurement.
- the method according to the invention is outstandingly suitable for the manufacture of casings for steam turbines, which are to be manufactured from different materials, using cast steel and nickel-base casting. The material is higher by casting can not be produced in the total ⁇ size of the finished component. A production of such large-sized components is still possible by the inventive method.
- the first upper half shell 1 and the first lower half shell 2 are to avoid a gap in the area of the later Round seam 12 connected by a joint weld 13 along an end face 14 together.
- the final separation of the first upper half-shell 1 and the first lower half-shell 2 horizontally in the parting line 6 then only has to take place locally in the area of the circumferential weld 5.
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Abstract
The invention relates to a method for welding half shells (1, 2, 3, 4) and thus a method for producing large volume components, such as an inner housing for a steam turbine, wherein two half shells (1, 2) are connected to each other forming a tube-like cross section, and are welded by means of a girth weld (12) to two further half shells (3, 4) that are connected to each other.
Description
Beschreibung description
Verfahren zur Schweißung von Halbsch Method for welding half ash
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schweißung von Halbschalen, wobei eine erste obere Halbschale mit einer ersten unteren Halbschale sowie eine zweite obere Halbschale mit einer unteren Halbschale miteinander verbunden werden. The invention relates to a method for welding half shells, wherein a first upper half shell with a first lower half shell and a second upper half shell with a lower half shell are connected to each other.
Im Dampfturbinenbau werden großvolumige Bauteile aus ver¬ gleichsweise teurem Material gefertigt. Oft ist es nur über gießtechnische Verfahren möglich, diese großvolumigen Bauteile herzustellen. Es ist manchmal dennoch unumgänglich, ein großes Bauteil mittels eines einzigen gießtechnischen Verfahrens herzustellen. Solche Bauteile müssen meist durch komplexe Schweißung miteinander verbunden werden. In steam turbine large volume components are made of ver ¬ expensive as a material. Often it is only possible by casting process to produce these bulky components. However, it is sometimes inevitable to make a large component by a single casting process. Such components usually have to be connected together by complex welding.
Ein Beispiel solcher komplexen Bauteile sind dickwandige Halbschalen. Die Gehäuse für Strömungsmaschinen, wie z.B. für Dampfturbinen, werden mittels großvolumiger Bauteile hergestellt. In der Regel umfasst ein Gehäuse ein Oberteil und ein Unterteil. Diese Oberteile und Unterteile ähneln der Form einer Halbschale. Da eine ganze Halbschale oftmals nicht mit¬ tels eines einzigen gießtechnischen Verfahrens als Komplett- abguss hergestellt werden kann, werden heutzutage zwei Halb¬ schalen stirnseitig miteinander verschweißt. Allerdings sind solche halben Rundnahtschweißungen an dickwandigen Halbschalen wegen der offenen Struktur und der initiierten Eigenspannungen infolge des Energieeintrags in die dickwandigen Bau¬ teile beim Schweißen infolge behinderter Wärmedehnungen mit einem großen Verzug des Bauteils verbunden. Darüber hinaus ist oftmals die Qualität solcher Schweißnähte herabgesetzt. An example of such complex components are thick-walled half-shells. The housings for turbomachines, such as for steam turbines, are produced by means of large-volume components. As a rule, a housing comprises an upper part and a lower part. These tops and bottoms resemble the shape of a half shell. Since an entire half-shell often can not be established cast casting with ¬ means of a single casting process as a complete, two half-shells are now ¬ frontally welded together. However, such half-round welds are connected to thick-walled half shells because of the open structure and the initiated residual stresses due to the energy input in the thick-walled construction ¬ parts during welding due to impaired thermal expansion with a large distortion of the component. In addition, often the quality of such welds is reduced.
Oftmals wird der Schweißverzug vor Beginn der Schweißung ab¬ geschätzt und im Bezug auf die geforderten Endabmessungen derart vorgehalten, dass sich die Teile beim Schweißen möglichst geradeziehen. Allerdings ist dies bei sehr dickwandi-
gen Bauteilen nur bedingt möglich und außerdem verursacht dies hohe Eigenspannungen. Die Erfindung versucht hier Abhilfe zu schaffen. Often the welding distortion is estimated before the start of the weld from ¬ and held in relation to the required final dimensions such that just pull the parts during welding possible. However, this is very thick-walled components only conditionally possible and also causes high residual stresses. The invention seeks to remedy this situation.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem Halbschalen miteinander verschweißt werden können bei einer guten Formhaltigkeit während des Schweißvorganges. It is an object of the invention to provide a method with which half shells can be welded together with a good dimensional stability during the welding process.
Gelöst wird dies durch ein Verfahren zur Schweißung von Halbschalen, wobei eine erste obere Halbschale mit einer ersten unteren Halbschale form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden wird, wobei eine zweite obere Halbschale mit einer zweiten unteren Halbschale form- oder kraftschlüssig miteinander verbunden wird, wobei die verbundene erste obere und erste untere Halbschale mit der verbundenen zweiten oberen und zweiten unteren Halbschale miteinander verschweißt werden und während des Schweißens ein Deckel aufgestülpt wird. This is achieved by a method for welding half-shells, wherein a first upper half-shell with a first lower half-shell is positively and / or non-positively connected to each other, wherein a second upper half-shell with a second lower half-shell is positively or non-positively connected, wherein the joined first upper and first lower half-shells are welded together with the connected second upper and second lower half-shells and a lid is put on during welding.
Es wird demnach die komplexe Schweißung zweier Halbschalen stirnflächenseitig auf eine technologisch bekannte geschlos¬ sene Rundschweißung zurückgeführt. Solche Rundschweißungen sind beispielsweise bei Rotorschweißungen bekannt. Erfin¬ dungsgemäß wird somit zunächst eine erste obere Halbschale mit einer zweiten unteren Halbschale miteinander verbunden. In einem zweiten Schritt wird eine zweite obere Halbschale mit einer zweiten unteren Halbschale miteinander verbunden. Diese zwei miteinander verbundenen Halbschalen, die nunmehr eine Vollschale im Wesentlichen darstellen, sind an einer stirnseitigen Seite miteinander verbunden. Diese Verbindung erfolgt erfindungsgemäß mittels einer Schweißung. Aus Symmet riegründen wird mit der Kopplung der Bauteile vor dem Schwei ßen ein Verziehen während des Schweißens minimiert, da die z Vollschalen ausgebildeten Bauteile dem Verzug eines höheren Bauteilwiderstand entgegenbringen als ungekoppelte Halbscha¬ len. Darüber hinaus kann die Endbearbeitung der Bauteile, da nach dem Schweißvorgang weniger Verzug ausgebildet ist, schneller durchgeführt werden. Die umlaufende Rundnaht ermög
licht eine ununterbrochene, qualitativ hochwertige Rundnaht- schweißung, wie sie bei Rohrquerschnitten möglich ist. The complex welding of two half-shells it is accordingly face each other due to a technologically known CLOSED ¬ sene Rundschweißung. Such round welds are known, for example, in rotor welding. OF INVENTION ¬ dung according to a first upper half-shell with a second lower half-shell is thus initially connected. In a second step, a second upper half shell is connected to a second lower half shell. These two interconnected half-shells, which now essentially represent a solid shell, are connected to one another at an end-face side. This connection is made according to the invention by means of a weld. For Symmet reasons, warping during welding is minimized with the coupling of the components prior to welding, since the z solid shells formed components face the delay of a higher component resistance than uncoupled Halbscha ¬ len. In addition, the finishing of the components, since less distortion is formed after the welding process, can be performed faster. The circumferential round seam made possible An uninterrupted, high-quality round seam weld, as is possible with tube cross sections.
Mit der Erfindung ist es somit möglich, mehrteilige dickwandige Halbschalen herzustellen, die wegen gießtechnischer Probleme nicht aus einem Stück hergestellt werden können. Des Weiteren können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verschiedene Werkstoffe miteinander kombiniert werden, was zu einer besseren Ausnutzung der Werkstoffeigenschaften und einer Kosteneinsparung bei der Beschaffung führen kann. With the invention, it is thus possible to produce multi-part thick-walled half-shells that can not be made in one piece because of casting problems. Furthermore, different materials can be combined with one another in the method according to the invention, which can lead to a better utilization of the material properties and a cost saving in the procurement.
Außerdem sind die während des Schweißens eingebrachten Eigen¬ spannungen, welche im Zuge der Wärmenachbehandlung auch noch weitestgehend vor dem horizontalen Trennen der Bauteile relaxieren lediglich mit marginalen Verzügen verbunden, was zu einer verbesserten Formhaltung der Bauteile im Zuge der Wärmenachbehandlung führt . In addition, the introduced during welding own ¬ voltages relax with only marginal distortions connected in the course of subsequent heat treatment also largely in front of the horizontal separation of the components, resulting in an improved shape retention of the components in the course of heat treatment.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen angegeben . In the dependent claims advantageous developments are given.
In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung wird eine Rund- schweißung verwendet. In a first advantageous development, a round weld is used.
Rundschweißungen sind aus Symmetriegründen besonders geeignet, um rotationssymmetrische Körper miteinander formschlüs¬ sig zu verbinden. Circular welds are particularly suitable to connect each other rotationally symmetrical bodies formschlüs ¬ sig reasons of symmetry.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die erste obere und die erste untere Halbschale und/oder die zweite obere und die zweite untere Halbschale mittels Schrauben, Schrumpfringen oder Deckeln miteinander verbunden. Die In a further advantageous development, the first upper and the first lower half shell and / or the second upper and the second lower half shell are connected to one another by means of screws, shrink rings or covers. The
Schrauben, Schrumpfringe oder Deckel führen vor dem Verschweißen zu einer Versteifung. Das bedeutet, dass während des Schweißvorgangs ein Verziehen der Bauteile minimiert wird .
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird nach der Schweißung zunächst eine geeignete Wärmenachbehandlung durchgeführt und erst dann die erste obere und die zweite obere Halbschale an einer horizontalen Teilfuge von der ersten unteren und der zweiten unteren Halbschale getrennt. Dadurch werden Bauteilverzüge, die während des Schweißens aufgetre¬ ten, vermindert. Screws, shrink rings or covers lead to a stiffening before welding. This means that distortion of the components is minimized during the welding process. In a further advantageous development, after the welding, first of all a suitable postheat treatment is carried out and only then the first upper and the second upper half shell are separated at a horizontal parting line from the first lower and the second lower half shell. This will component distortions that reduced during welding aufgetre ¬ th.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Halbschalen im Wesentlichen gleich groß. Durch die Verwendung von gleich großen Bauteilen, was auch gleichzeitig bedeutet, dass diese Bauteile im Wesentlichen dieselbe Masse aufweisen, kann das Schweißverfahren optimiert werden. Zudem werden Bauteilverzüge, die sich durch unterschiedliche Massenverteilung ergeben, wirksam verhindert. In a further advantageous embodiment, the half-shells are substantially the same size. By using components of equal size, which also means that these components have substantially the same mass, the welding process can be optimized. In addition, component distortions resulting from different mass distribution are effectively prevented.
In einer vorteilhaften Weiterbildung werden die erste obere und die zweite obere sowie die erste untere und die zweite untere Halbschale aus unterschiedlichen Werkstoffen ausgebil¬ det. Somit wird es möglich, werkstoffungleiche Halbschalen miteinander zu verschweißen. Es ist zudem vorteilhaft, wenn die beiden unterschiedlichen Werkstoffe derart ausgewählt werden, dass diese unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. So kann beispielsweise ein warmfestes Material verwendet wer¬ den und mit einem kaltzähen Material verschweißt werden. Da¬ durch würde solch ein miteinander verschweißtes Bauteil bei¬ spielsweise - je nach Erfordernis - sowohl kaltzähe als auch warmfeste Eigenschaften aufweisen können. In an advantageous development, the first upper and the second upper and the first lower and the second lower half shell made of different materials ausgebil ¬ det. Thus, it becomes possible to weld material-identical half shells together. It is also advantageous if the two different materials are selected such that they have different properties. For example, the used ¬ and are welded with a cryogenic material is a heat-resistant material. Since ¬ would by such a welded together element at ¬ play - may have both tough at low temperatures and heat resistant properties - as required.
Vorteilhafterweise ist die erste obere und erste untere Halb¬ schale aus einem Stahlguss und die zweite obere und die zweite untere Halbschale aus Nickelbasisguss gewählt. Das Material Nickelbasis ist besonders für Hochtemperaturanwen¬ dungen hervorragend einsetzbar. In Verbindung mit Stahlguss für die erste obere und die erste untere Halbschale wird so¬ mit eine gesamte Halbschale erstellt, die hervorragende Advantageously, the first upper and first lower half shell ¬ is selected from a cast steel and the second upper and the second lower half shell of nickel-based casting. The nickel-based material is excellent particularly applicable for high temperature appli ¬ applications. In conjunction with cast steel for the first upper and the first lower half-shell so ¬ is created with an entire half-shell, the excellent
Eigenschaften bezüglich Temperatur und Druckverhalten sowie Festigkeit aufweist. Dem gleichen Prinzip folgend kann die
erste obere und erste untere Halbschale aus einem Stahlguss mit hohem Chromanteil (hochwarmfest aber teuer) und die zweite obere und die zweite untere Halbschale aus einem Characteristics in terms of temperature and pressure behavior and strength. Following the same principle, the first upper and first lower half shell made of a cast steel with high chromium content (heat-resistant but expensive) and the second upper and the second lower half shell of a
Stahlguss mit niedrigem Chromanteil gewählt werden (nicht ganz so warmfest aber günstiger) . Cast steel with a low chromium content can be chosen (not quite so warm-resistant but cheaper).
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Bauteile mit denselben Bezugszeichen weisen in de Regel dieselben Eigenschaften auf. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Components with the same reference numerals generally have the same characteristics.
Es zeigen: eine Darstellung von vier Halbschalen vor einem ersten Verfahrensschritt; eine Darstellung der zusammengeschweißten Halbschalen in einem zweiten Verfahrensschritt und 1 shows a representation of four half-shells before a first method step; a representation of the welded together half-shells in a second method step and
FIG 3 eine Darstellung der zusammengeschweißten 3 shows a representation of the welded together
Halbschalen nach örtliche Trennung der Teilfuge im Half shells after local separation of the parting line in the
Bereich der Rundnaht. Area of the round seam.
Die FIG 1 zeigt in einer explosionsartigen Darstellung eine erste obere Halbschale 1, eine erste untere Halbschale 2, eine zweite obere Halbschale 3 sowie eine zweite untere Halb¬ schale 4. Die vorgenannten Halbschalen 1, 2, 3, 4 können das Innengehäuse einer Strömungsmaschine, wie z.B. einer Dampf¬ turbine darstellen. An solche Gehäusebauteile werden erhöhte thermische und mechanische Anforderungen gestellt. 1 shows in an exploded view a first upper half shell 1, a first lower half shell 2, a second upper half shell 3 and a second lower half ¬ shell 4. The aforementioned half shells 1, 2, 3, 4, the inner casing of a turbomachine, such as represent a steam ¬ turbine. Such housing components are subject to increased thermal and mechanical requirements.
So müssen diese Gehäuseteile beispielsweise Temperaturen von bis zu 700°C und einem Druck von bis zu 350bar standhalten. Werkstoffe auf Nickelbasis können solchen hohen Temperaturen und Drücken in der Regel standhalten. For example, these housing parts must withstand temperatures of up to 700 ° C and a pressure of up to 350bar. Nickel-based materials can typically withstand such high temperatures and pressures.
Es ist üblich, solche Bauteile zu gießen. Nach dem Gießvorgang weisen die Bauteile im Wesentlichen die Endgeometrie auf. Allerdings sind die Geometrien bzw. äußeren Maße der
Bauteile derart groß, dass ein Gießen aus einem Stück nicht möglich ist. Darüber hinaus müssen die Innengehäuse von It is common to cast such components. After the casting process, the components essentially have the final geometry. However, the geometries or outer dimensions of the Components so large that a one-piece casting is not possible. In addition, the inner case of
Dampfturbinen unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden. So muss beispielsweise das Innengehäuse in einem Bereich, wo der heiße und unter hohem Druck stehende Frischdampf einströmt, vorzugsweise warmfeste Eigenschaften aufweisen. In einem in Strömungsrichtungsverlauf weiter hinten angeordneten Bereich weist der Dampf z.B. in Folge Expansion geringere Temperaturen und Drücke auf. Daher muss das Gehäuse in diesem Bereich vorzugsweise kaltzähe bzw. weniger warmfeste Eigen¬ schaften aufweisen. Um solchen Anforderungen gerecht zu werden, werden verschiedene Werkstoffe verwendet, die miteinan¬ der verbunden werden müssen. So kann beispielsweise die erste obere 1 und die erste untere 2 Halbschale aus einem Stahlguss gefertigt sein. Die zweite obere 3 und die zweite untere 4Steam turbines meet different requirements. For example, in an area where the hot and high-pressure live steam flows in, the inner housing must preferably have heat-resistant properties. In a region arranged further downstream in the direction of flow, the steam has lower temperatures and pressures, for example as a result of expansion. Therefore, the housing in this area must preferably cold-resistant or have less heat-resistant self ¬ properties. To meet such requirements, various materials are used, which must be connected miteinan ¬ . For example, the first upper 1 and the first lower half shell 2 can be made of a cast steel. The second upper 3 and the second lower 4
Halbschale kann aus einem vergleichsweise teuren Nickelbasis¬ stoff hergestellt sein. Die FIG 1 zeigt einen ersten Verfah¬ rensschritt, wonach die erste obere Halbschale 1, die erste untere Halbschale 2, die zweite obere Halbschale 3 sowie die zweite untere Halbschale 4 im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet werden. Die erste obere Halbschale 1 und erste untere Halbschale 2 sind im Wesentlichen gleich groß und weisen im Wesentlichen ähnliche Massen auf. Dies trifft auch auf die zweite obere 3 und die auf die zweite untere Halb- schale 4 zu, die im Wesentlichen die gleiche Masse und die gleiche Größe aufweisen. Half shell can be made of a comparatively expensive nickel base ¬ substance. The Figure 1 shows a first procedural ¬ rensschritt, after which the first upper half-shell 1, the first lower half-shell 2, the second upper half-shell 3 and the second lower half-shell 4 are substantially semicircular. The first upper half shell 1 and the first lower half shell 2 are substantially the same size and have substantially similar masses. This also applies to the second upper 3 and the second lower half shell 4, which have substantially the same mass and the same size.
Die FIG 2 zeigt einen nächsten Verfahrensschritt, wonach die erste obere Halbschale 1 und die erste untere Halbschale 2 zu einem geschlossen rohrähnlichen Querschnitt vormontiert werden. Dies wird ermöglicht durch Schrauben oder andere geeig¬ nete form- und/oder kraftschlüssig einsetzbare Fügeelemente. Die erste obere 1 und die erste untere Halbschale 2 bilden nach der vorgenannten Vormontage im Wesentlichen einen Ring, der mechanisch kompakt und fest verbunden ausgebildet ist. Ebenso wird die zweite obere Halbschale 3 und die zweite untere Halbschale 4 zu einem geschlossenen rohrähnlichen Querschnitt vormontiert. Dies geschieht ebenso durch geeig-
nete Schrauben oder andere geeignete Fügeelemente, die die Halbschalen form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbinden . In einem nächsten Verfahrensschritt wird, wie in FIG 2 ge¬ zeigt, ein Schweißvorgang durchgeführt, der die erste obere Halbschale 1 und die erste untere Halbschale 2 mit der zwei¬ ten oberen Halbschale 3 und der zweiten unteren Halbschale 4 an der Stirnfläche miteinander verschweißt. Dieser Vorgang geschieht durch ein kontinuierliches Schweißen einer Rundnaht 5. 2 shows a next method step, according to which the first upper half shell 1 and the first lower half shell 2 are preassembled to form a closed pipe-like cross section. This is made possible by screws or other appro ¬ designated positive and / or non-positively insertable joining elements. The first upper 1 and the first lower half shell 2 form after the aforementioned pre-assembly substantially a ring which is formed mechanically compact and firmly connected. Likewise, the second upper half shell 3 and the second lower half shell 4 is preassembled to a closed tube-like cross-section. This is also done by suitable Nete screws or other suitable joining elements that connect the half-shells form and / or non-positively. In a next process step, a welding operation is as ge ¬ shows in FIG 2 is performed, which is welded the first upper half-shell 1 and the first lower half shell 2 with the two ¬ th upper half-shell 3 and the second lower half-shell 4 at the end face to each other. This process is done by a continuous welding a round seam. 5
Die durch Schrauben und andere Fügeelemente form- und kraft¬ schlüssig verbundenen Halbschalen 1, 2, 3, 4 bewirken eine bessere Formhaltigkeit während des Schweißvorgangs. BeimThe form and force ¬ conclusively connected by screws and other joining elements half shells 1, 2, 3, 4 cause better shape retention during the welding process. At the
Schweißvorgang muss darauf geachtet werden, dass der Wärme¬ einträg keinen kritischen Wert überschreitet. Eine gute Form¬ haltigkeit der einzelnen, zu einem rohrähnlichen Querschnitt zusammengefügten Halbschalen 1, 2, 3, 4 kann verbessert wer- den, indem beispielsweise Schrauben, Schrumpfringe und Deckel verwendet werden. Die Schrauben werden an Teilfugen 6 und 7 eingesetzt. Die Schrauben führen zu einer guten Festigkeit der miteinander verbundenen Halbschalen. Die Schrumpfringe werden um die erste obere Halbschale 1 und die erste untere Halbschale 2 sowie um die zweite obere Halbschale 3 und die zweite untere Halbschale 4 angeordnet. Die Schrumpfringe sind in der FIG 2 nicht näher dargestellt. Welding process must be ensured that the heat ¬ einträg does not exceed a critical value. A good form ¬ sustainability of the individual, assembled to a tube-like cross-section half-shells 1, 2, 3, 4 can be improved by, for example, screws, shrink rings and covers are used. The screws are used on part joints 6 and 7. The screws lead to a good strength of the interconnected half shells. The shrink rings are arranged around the first upper half shell 1 and the first lower half shell 2 as well as around the second upper half shell 3 and the second lower half shell 4. The shrink rings are not shown in detail in FIG.
Eine weitere Möglichkeit zur Versteifung der zu einem rohr- ähnlichen Querschnitt zusammengefügten Halbschalen 1, 2, 3, 4 kann durch die Verwendung von Deckeln, die in der FIG 2 nicht näher dargestellt sind, verbessert werden. Die Deckel werden hierbei an einer stirnseitigen Seite 8 bzw. 9 kraftschlüssig mit der ersten oberen Halbschale 1 sowie der ersten unteren Halbschale 2 und der zweiten oberen Halbschale 3 sowie der zweiten unteren Halbschale 4 angeordnet.
Die Versteifung der Struktur während des Verschweißens und der nachfolgenden Wärmenachbehandlung führt zu einem minimalen Schweißverzug und zur Kosteneinsparung hinsichtlich Another possibility for stiffening the half-shells 1, 2, 3, 4 assembled to form a tube-like cross-section can be improved by the use of lids, which are not shown in greater detail in FIG. The covers are in this case arranged on a front side 8 or 9 frictionally with the first upper half shell 1 and the first lower half shell 2 and the second upper half shell 3 and the second lower half shell 4. The stiffening of the structure during welding and the subsequent postheat treatment leads to minimal welding distortion and cost savings in terms of
Dimensionierung und Endbearbeitung der Bauteile, da die während des Schweißens eingebrachten Eigenspannungen lediglich marginale Verzüge während des Schweißens erzeugen können und über die Formhaltung der Bauteile im Zuge der Wärmenachbe¬ handlung weitestgehend noch vor dem Trennen der Bauteile relaxieren. Die mittels der Rundschweißung erzeugte Rundnaht 12 ermöglicht eine ununterbrochene und qualitativ hochwertige Rundnahtschweißung, wie sie bei Rohrquerschnitten bekannt und eingesetzt ist. Eine Verwendung von An- und Überlaufblechen wird somit überflüssig. Bei der Verwendung von hochwertigen und/oder teueren Werkstoffen können durch das erfindungsgemäße mehrteilige Verfahren verschiedene Werkstoffen gemäß ihrer ökonomischen Notwendigkeit verwendet werden. Daher können die Werkstoffeigenschaften besser ausgenutzt werden, was zu einer Kosteneinsparung bei der Beschaffung führt. Sizing and finishing of components since the introduced during welding residual stresses can produce only marginal delays during welding and relax on the shape retention of the components in the course of Wärmenachbe ¬ action largely before the separation of the components. The round seam 12, which is produced by means of the circular weld, permits uninterrupted and high-quality round seam welding, as is known and used in pipe cross sections. A use of overflow and overflow sheets is thus superfluous. When using high-quality and / or expensive materials, the multi-part process according to the invention makes it possible to use different materials according to their economic necessity. Therefore, the material properties can be better utilized, resulting in cost savings in procurement.
In einem nächsten Verfahrensschritt wird, wie in FIG 3 darge¬ stellt, eine im Wesentlichen endgültige Form des Gesamtbau¬ teils durch einen anschließenden horizontalen Trennschnitt 10 entlang einer Teilfläche 11 erreicht. Durch diesen In a next process step, a substantially final shape of the overall construction ¬ as Darge ¬, in Fig 3, partly achieved by a subsequent horizontal separating cut 10 along a partial area. 11 Through this
Verfahrensschritt wird eine gemeinsame erste obere Halbschale 1 und eine zweite obere Halbschale 3, die durch eine Rund- schweißung 5 miteinander verbunden sind, erreicht. Genauso wird eine gemeinsame untere Halbschale 2 und eine zweite untere Halbschale 4, die durch eine Rundschweißung 5 miteinander verbunden ist, erreicht. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich hervorragend für die Herstellung von Gehäusen für Dampfturbinen, die aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden sollen, wobei Stahlguss und Nickelbasisguss verwendet wird. Der höherwertige Werkstoff ist in der Gesamt¬ größe des fertigen Bauteils gießtechnisch nicht herstellbar. Eine Herstellung solcher großdimensionierten Bauteile ist durch das erfindungsgemäße Verfahren dennoch möglich. Die erste obere Halbschale 1 und die erste untere Halbschale 2 sind zur Vermeidung eines Spaltes im Bereich der späteren
Rundnaht 12 durch eine Verbindungsschweißung 13 entlang einer Stirnfläche 14 miteinander verbunden. Die abschließende Trennung der ersten oberen Halbschale 1 und der ersten unteren Halbschale 2 horizontal in der Teilfuge 6 muss dann nur noch lokal im Bereich der Rundnahtschweißung 5 erfolgen. Process step, a common first upper half shell 1 and a second upper half shell 3, which are connected by a circular weld 5, achieved. Likewise, a common lower half-shell 2 and a second lower half-shell 4, which is connected by a circular weld 5, achieved. The method according to the invention is outstandingly suitable for the manufacture of casings for steam turbines, which are to be manufactured from different materials, using cast steel and nickel-base casting. The material is higher by casting can not be produced in the total ¬ size of the finished component. A production of such large-sized components is still possible by the inventive method. The first upper half shell 1 and the first lower half shell 2 are to avoid a gap in the area of the later Round seam 12 connected by a joint weld 13 along an end face 14 together. The final separation of the first upper half-shell 1 and the first lower half-shell 2 horizontally in the parting line 6 then only has to take place locally in the area of the circumferential weld 5.
Genauso wird bei der zweiten oberen Halbschale 3 und der zweiten unteren Halbschale 4 vorgegangen, die ebenso eine Verbindungsschweißung 15 aufweist, die in einer abschließen- den Trennung der Halbschalen horizontal in der Teilfuge 7 nur noch lokal im Bereich der Rundnahtschweißung 5 erfolgen muss.
The same procedure is followed in the case of the second upper half shell 3 and the second lower half shell 4, which likewise has a joint weld 15 which only has to occur locally in the region of the circumferential seam weld 5 in a final separation of the half shells horizontally in the parting joint 7.
Claims
1. Verfahren zur Schweißung von Halbschalen (1, 2, 3, 4), wobei eine erste obere Halbschale (1) mit einer ersten unteren Halbschale (2) form- und/oder kraftschlüssig mit¬ einander verbunden werden, 1. A method for welding of half-shells (1, 2, 3, 4), wherein a first upper half-shell (1) having a first lower half-shell (2) positively and / or positively connected to one another ¬,
wobei eine zweite obere Halbschale (3) mit einer zweiten unteren Halbschale (4) form- und/oder kraftschlüssig mit- einander verbunden werden, wherein a second upper half-shell (3) with a second lower half-shell (4) are positively and / or non-positively connected to one another,
wobei die verbundene erste obere (1) und erste untere Halb¬ schale (2) mit der verbundenen zweiten oberen (3) und zweiten unteren Halbschale (4) miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, dass wherein the connected first upper (1) and first lower half ¬ shell (2) with the connected second upper (3) and second lower half-shell (4) are welded together, characterized in that
während des Schweißens ein Deckel aufgestülpt wird. a lid is put on during welding.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
wobei eine Rundschweißung verwendet wird. wherein a circular weld is used.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
wobei die erste obere (1) und die erste untere Halbschale (2) und/oder die zweite obere (3) und zweite untere Halb¬ schale (4) mittels Schrauben, Schrumpfringen oder Deckeln miteinander verbunden werden. wherein the first upper (1) and the first lower half-shell (2) and / or the second upper (3) and second lower half ¬ shell (4) by means of screws, shrink rings or covers are interconnected.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach der Schweißung die erste obere (1) und zweite obere Halbschale (3) an einer horizontalen Teilfuge (6, 7) von der ersten unteren (2) und zweiten unteren Halbschale (4) getrennt werden. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein after the welding, the first upper (1) and second upper half-shell (3) on a horizontal parting line (6, 7) separated from the first lower (2) and second lower half-shell (4) become.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbschalen (1, 2, 3, 4) im Wesentlichen gleich groß sind. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the half-shells (1, 2, 3, 4) are substantially equal.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste obere (1) und die zweite obere (3) sowie die erste untere (2) und die zweite untere Halbschale (4) aus unterschiedlichen Werkstoffen ausgebildet wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first upper (1) and the second upper (3) and the first lower (2) and the second lower half-shell (4) is formed of different materials.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die erste obere (1) und erste untere Halbschale (2) ein Stahlguss und für die zweite obere (3) und zweite untere Halbschale (4) ein Nickelbasisguss verwendet wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein for the first upper (1) and first lower half-shell (2) a cast steel and for the second upper (3) and second lower half-shell (4) is used a nickel-base casting.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste obere (1) und erste untere Halbschale (2) und/oder die zweite obere (3) und zweite untere Halbschale (4) an der Stirnfläche im Bereich der späteren Schweißung, insbesondere Rundnaht (12), durch eine Verbindungsschwei- ßung miteinander verbunden werden. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first upper (1) and first lower half-shell (2) and / or the second upper (3) and second lower half-shell (4) on the end face in the region of the subsequent welding, in particular circular seam (12), connected by a fusion connection.
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