CH543336A - Verfahren zur Abbrenn-Widerstands-Stumpfschweissung von Werkstücken - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abbrenn-Widerstands-Stumpfschweissung von Werkstücken, insbesondere von langbemessenen Werkstücken, wie z. B. von Rohren, bei dem während des Abbrennverlaufes und der gegeneinander gerichteten Stauchung eine Verschiebung der zu schweissenden Werkstücke erfolgt.



   Bekannt ist ein Verfahren zur Abbrenn-Widerstands Stumpfschweissung, das aus folgenden Arbeitsgängen besteht: Einspannen der zu schweissenden Werkstücke in eine verschiebbare und in eine ortsfeste Spannvorrichtung der Schweissmaschine, Zuführung von Schweissstrom an die zu schweissenden Werkstücke und Verschiebung derselben beim Abbrenn- und Stauchungsverlauf gegeneinander mittels einer   Verschiebevorrichtung.   



   Das obenerwähnte Verfahren zur Abbrenn-Widerstands Stumpfschweissung wird wegen seiner Einfachheit und Zuverlässigkeit viel im Maschinenbau angewandt.



   Es weist jedoch beim Bau von Rohrleitungen mehrere Mängel auf, wenn diese durch Schweissen auf der Baustelle erstellt werden und die Stromversorgung der Schweissmaschine durch eine mobile Kleinkraftanlage erfolgt.



   Als Hauptmangel ist die Notwendigkeit zu betrachten, zur Sicherstellung einer grossen Stauchgeschwindigkeit an der Maschine eine Hochdruckpumpe anzuschliessen, die einen hohen Energiebedarf hat.



   Verwendet man eine leistungsschwache Hochdruckpumpe in Kombination mit hydraulischen Akkumulatoren verschiedener Bauart an der hydraulischen Anlage der Schweissmaschine, so ist das Ergebnis unbefriedigend; dadurch wird nämlich nur eine Erhöhung der Stauchanfangsgeschwindigkeit, aber keine Erhöhung der Stauchdurchschnittsgeschwindigkeit erreicht. In vielen Fällen kann auf diese Weise keine Schweissverbindung hoher Güte erhalten werden.



   Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Mängel. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Speicherung von elastischer Energie vor Beginn der Verschiebung mindestens eines der Werkstücke auf Druck und ein Schweissmaschinenglied, welches dieses Werkstück festhaltende Spannvorrichtungen miteinander verbindet, auf Zug beansprucht werden, wobei darauf nach dem Einspannen des zweiten Werkstückes 6 durch eine weitere Spannvorrichtung das erste Werkstück und das Schweissmaschinenglied von der Druck- bzw. Zugbelastung befreit werden, um die beiden Werkstücke im Verlauf des Schweissens durch die freigesetzte elastische Energie gegeneinander zu verschieben.



   Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnung rein beispielsweise näher erläutert; in letzterer sind sechs Stufen (I-VI) einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellt.



   In Stufe I wird das eine 1 der beiden miteinander zu verschweissenden Werkstücke 1,6 durch Spannvorrichtungen 2, 3 im Abschnitt 11 eingespannt. Dabei steht im Abstand 12 von der Spannvorrichtung 3 und im Abstand 12-11 von der Spannvorrichtung 2 eine dritte Spannvorrichtung 4.



   In Stufe II werden die Spannvorrichtungen 2, 3 einander angenähert, wobei das Werkstück 1 mit einer Kraft F auf Druck beansprucht wird; dagegen wird das Schweissmaschinenglied 5, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Stange 5, auf Zug beansprucht; die Druckstauchung des Werkstücks 1 und die Dehnung der Stange 5   betragen zíal    bzw. Ja2.



   Als Ergebnis des letzteren   Arbeitsschritts    wird im Abschnitt   11    zwischen den Spannvorrichtungen 2, 3 in sowohl dem zu schweissenden Werkstück 1 als auch in der Stange 5 elastische Energie gespeichert.



   Dabei stellt die Differenz    (Ja1+Ja2)l3+14)    ein Mass für den Betrag der gespeicherten elastischen Energie dar, der zur Erzeugung der Stauchkraft P nach dem Hookschen Gesetz erforderlich ist. In dem angeführten Polynom ist 13 der Abbrennwert   und 14    der Stauchwert.



   In Stufe III wird das zweite Werkstück 6 an das eingespannte Werkstück 1 bis zur vollständigen Berührung herangeführt und durch die dritte Spannvorrichtung 4 eingespannt.



   In Stufe IV wird den beiden Werkstücken 1, 6 vom Schweisstransformator 7 Schweissstrom zugeführt.



   In Stufe V wird der Schweissvorgang ausgeführt, wobei während des Abbrennens und Stauchens der Abstand zwischen den einander genäherten Spannvorrichtungen um   ist+4    verkleinert und die gespeicherte elastische Energie freigesetzt wird.



   In Stufe VI ist das Schweissen beendet, so dass die zusammengeschweissten Werkstücke von der Maschine abgenommen werden können.



   Die Speicherung elastischer Energie kann auch in beiden Werkstücken und in mehreren Schweissmaschinengliedern vorgenommen werden.



   Das beschriebene Verfahren hat den grossen Vorteil, dass dank der elastischen Energie, die vor Schweissbeginn mindestens in einem der zu verschweissenden Werkstücke sowie mindestens in einem Schweissmaschinenglied gespeichert werden, hohe Stauchdurchschnittsgeschwindigkeiten gewährleistet sowie Schweissverbindungen hoher Güte erhalten werden können, und zwar ohne die bisher benötigten An   triebsvorrichtungen    hoher Leistung, deren Speisung auf den Baustellen oft Schwierigkeiten macht.



   Das beschriebene Verfahren hat weiter den grossen Vorteil, dass vor Schweissbeginn zur Stauchung des ersten zu verschweissenden Werkstücks und zur Zugbeanspruchung der die beiden Spannvorrichtungen verbindenden Stange, dieses Werkstück durch diese Spannvorrichtungen eingespannt wird, die im Abstand voneinander längs des Werkstücks und von der zu schweissenden Stirnfläche angeordnet werden; danach werden die erwähnten beiden Spannvorrichtungen einander angenähert; an das auf Druck beanspruchte Werkstück bis zur Beruhrung das zweite Werkstück herangeführt; letzteres nun durch die dritte Spannvorrichtung eingespannt, welche mit der auf Zug beanspruchten Stange verbunden ist; schliesslich wird den Werkstücken Schweissstrom zugeführt, wonach die miteinander zu verschweissenden Werkstücke durch die freigesetzte elastische Energie gegeneinander verschoben werden.



   PATENTANSPRUCH



   Verfahren zur elektrischen Abbrenn-Widerstands-Stumpfschweissung von Werkstücken, bei dem während des Abbrennverlaufes und der gegeneinander gerichteten Stauchung eine Verschiebung der zu schweissenden Werkstücke (1,6) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Speicherung von elastischer Energie vor Beginn der Verschiebung mindestens eines der Werkstücke (1, 6) auf Druck und ein Schweissmaschinenglied (5), welches dieses Werkstück (1) festhaltende Spannvorrichtungen (2, 3) miteinander verbindet, auf Zug beansprucht werden, wobei darauf nach dem Einspannen des zweiten Werkstückes (6) durch eine weitere Spannvorrichtung (4) das erste Werkstück (1) und das Schweissmaschinenglied (5) von der Druck- bzw. Zugbelastung befreit werden, um die beiden Werkstücke (1, 6) im Verlauf des Schweissens durch die freigesetzte elastische Energie gegeneinander zu verschieben.



   UNTERANSPRUCH
Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Druckbeanspruchung des ersten Werkstückes (1) und zur Zugbeanspruchung des Schweissmaschinengliedes (5), in Stauchrichtung vor Schweissbeginn das Einspannen 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abbrenn-Widerstands-Stumpfschweissung von Werkstücken, insbesondere von langbemessenen Werkstücken, wie z. B. von Rohren, bei dem während des Abbrennverlaufes und der gegeneinander gerichteten Stauchung eine Verschiebung der zu schweissenden Werkstücke erfolgt.

   Bekannt ist ein Verfahren zur Abbrenn-Widerstands Stumpfschweissung, das aus folgenden Arbeitsgängen besteht: Einspannen der zu schweissenden Werkstücke in eine verschiebbare und in eine ortsfeste Spannvorrichtung der Schweissmaschine, Zuführung von Schweissstrom an die zu schweissenden Werkstücke und Verschiebung derselben beim Abbrenn- und Stauchungsverlauf gegeneinander mittels einer Verschiebevorrichtung.

   Das obenerwähnte Verfahren zur Abbrenn-Widerstands Stumpfschweissung wird wegen seiner Einfachheit und Zuverlässigkeit viel im Maschinenbau angewandt.

   Es weist jedoch beim Bau von Rohrleitungen mehrere Mängel auf, wenn diese durch Schweissen auf der Baustelle erstellt werden und die Stromversorgung der Schweissmaschine durch eine mobile Kleinkraftanlage erfolgt.

   Als Hauptmangel ist die Notwendigkeit zu betrachten, zur Sicherstellung einer grossen Stauchgeschwindigkeit an der Maschine eine Hochdruckpumpe anzuschliessen, die einen hohen Energiebedarf hat.

   Verwendet man eine leistungsschwache Hochdruckpumpe in Kombination mit hydraulischen Akkumulatoren verschiedener Bauart an der hydraulischen Anlage der Schweissmaschine, so ist das Ergebnis unbefriedigend; dadurch wird nämlich nur eine Erhöhung der Stauchanfangsgeschwindigkeit, aber keine Erhöhung der Stauchdurchschnittsgeschwindigkeit erreicht. In vielen Fällen kann auf diese Weise keine Schweissverbindung hoher Güte erhalten werden.

   Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Mängel. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Speicherung von elastischer Energie vor Beginn der Verschiebung mindestens eines der Werkstücke auf Druck und ein Schweissmaschinenglied, welches dieses Werkstück festhaltende Spannvorrichtungen miteinander verbindet, auf Zug beansprucht werden, wobei darauf nach dem Einspannen des zweiten Werkstückes 6 durch eine weitere Spannvorrichtung das erste Werkstück und das Schweissmaschinenglied von der Druck- bzw. Zugbelastung befreit werden, um die beiden Werkstücke im Verlauf des Schweissens durch die freigesetzte elastische Energie gegeneinander zu verschieben.

   Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnung rein beispielsweise näher erläutert; in letzterer sind sechs Stufen (I-VI) einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellt.

   In Stufe I wird das eine 1 der beiden miteinander zu verschweissenden Werkstücke 1,6 durch Spannvorrichtungen 2, 3 im Abschnitt 11 eingespannt. Dabei steht im Abstand 12 von der Spannvorrichtung 3 und im Abstand 12-11 von der Spannvorrichtung 2 eine dritte Spannvorrichtung 4.

   In Stufe II werden die Spannvorrichtungen 2, 3 einander angenähert, wobei das Werkstück 1 mit einer Kraft F auf Druck beansprucht wird; dagegen wird das Schweissmaschinenglied 5, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Stange 5, auf Zug beansprucht; die Druckstauchung des Werkstücks 1 und die Dehnung der Stange 5 betragen zíal bzw. Ja2.

   Als Ergebnis des letzteren Arbeitsschritts wird im Abschnitt 11 zwischen den Spannvorrichtungen 2, 3 in sowohl dem zu schweissenden Werkstück 1 als auch in der Stange 5 elastische Energie gespeichert.

   Dabei stellt die Differenz (Ja1+Ja2)l3+14) ein Mass für den Betrag der gespeicherten elastischen Energie dar, der zur Erzeugung der Stauchkraft P nach dem Hookschen Gesetz erforderlich ist. In dem angeführten Polynom ist 13 der Abbrennwert und 14 der Stauchwert.

   In Stufe III wird das zweite Werkstück 6 an das eingespannte Werkstück 1 bis zur vollständigen Berührung herangeführt und durch die dritte Spannvorrichtung 4 eingespannt.

   In Stufe IV wird den beiden Werkstücken 1, 6 vom Schweisstransformator 7 Schweissstrom zugeführt.

   In Stufe V wird der Schweissvorgang ausgeführt, wobei während des Abbrennens und Stauchens der Abstand zwischen den einander genäherten Spannvorrichtungen um ist+4 verkleinert und die gespeicherte elastische Energie freigesetzt wird.

   In Stufe VI ist das Schweissen beendet, so dass die zusammengeschweissten Werkstücke von der Maschine abgenommen werden können.

   Die Speicherung elastischer Energie kann auch in beiden Werkstücken und in mehreren Schweissmaschinengliedern vorgenommen werden.

   Das beschriebene Verfahren hat den grossen Vorteil, dass dank der elastischen Energie, die vor Schweissbeginn mindestens in einem der zu verschweissenden Werkstücke sowie mindestens in einem Schweissmaschinenglied gespeichert werden, hohe Stauchdurchschnittsgeschwindigkeiten gewährleistet sowie Schweissverbindungen hoher Güte erhalten werden können, und zwar ohne die bisher benötigten An triebsvorrichtungen hoher Leistung, deren Speisung auf den Baustellen oft Schwierigkeiten macht.

   Das beschriebene Verfahren hat weiter den grossen Vorteil, dass vor Schweissbeginn zur Stauchung des ersten zu verschweissenden Werkstücks und zur Zugbeanspruchung der die beiden Spannvorrichtungen verbindenden Stange, dieses Werkstück durch diese Spannvorrichtungen eingespannt wird, die im Abstand voneinander längs des Werkstücks und von der zu schweissenden Stirnfläche angeordnet werden; danach werden die erwähnten beiden Spannvorrichtungen einander angenähert; an das auf Druck beanspruchte Werkstück bis zur Beruhrung das zweite Werkstück herangeführt; letzteres nun durch die dritte Spannvorrichtung eingespannt, welche mit der auf Zug beanspruchten Stange verbunden ist; schliesslich wird den Werkstücken Schweissstrom zugeführt, wonach die miteinander zu verschweissenden Werkstücke durch die freigesetzte elastische Energie gegeneinander verschoben werden.

   PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur elektrischen Abbrenn-Widerstands-Stumpfschweissung von Werkstücken, bei dem während des Abbrennverlaufes und der gegeneinander gerichteten Stauchung eine Verschiebung der zu schweissenden Werkstücke (1,6) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Speicherung von elastischer Energie vor Beginn der Verschiebung mindestens eines der Werkstücke (1, 6) auf Druck und ein Schweissmaschinenglied (5), welches dieses Werkstück (1) festhaltende Spannvorrichtungen (2, 3) miteinander verbindet, auf Zug beansprucht werden, wobei darauf nach dem Einspannen des zweiten Werkstückes (6) durch eine weitere Spannvorrichtung (4) das erste Werkstück (1) und das Schweissmaschinenglied (5) von der Druck- bzw. Zugbelastung befreit werden, um die beiden Werkstücke (1, 6) im Verlauf des Schweissens durch die freigesetzte elastische Energie gegeneinander zu verschieben.

   UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Druckbeanspruchung des ersten Werkstückes (1) und zur Zugbeanspruchung des Schweissmaschinengliedes (5), in Stauchrichtung vor Schweissbeginn das Einspannen des ersten Werkstückes (1) durch zwei Spannvorrichtungen (2, 3) vorgenommen wird, die im Abstand (h) voneinander längs des Werkstückes (1) und mit Abstand von der zu schweissenden Stirnfläche angeordnet sind, dass die beiden Spannvorrichtungen (2, 3) einander angenähert werden, wonach das zweite Werkstück (6) an das auf Druck beanspruchte erste Werkstück (1) bis zur Berührung herangeführt und dieses durch die dritte Spannvorrichtung (4) eingespannt wird, welche mit dem auf Zug beanspruchten Schweissmaschinenglied (5) verbunden ist, und dass schliesslich den Werkstücken (1, 6) Schweissstrom zugeführt wird,

   wonach die miteinander zu verschweissenden Werkstücke (1, 6) durch die freigesetzte elastische Energie gegeneinander verschoben werden.