DE559295C

DE559295C - Process and machine for the production of pipes by welding pipe pieces together

Info

Publication number: DE559295C
Application number: DE1930559295D
Authority: DE
Original assignee: Air Reduction Co Inc
Current assignee: Airco Inc
Priority date: 1929-12-16
Filing date: 1930-12-16
Publication date: 1932-09-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rohren durch Aneinanderschweißen von Rohrstücken. Die bisher bekannten Verfahren haben wesentliche Mängel, die insbesondere darin bestehen, daß die Rohrstücke, schlecht miteinander verschweißt werden und das hergestellte Rohr infolge innerer Spannungen krumm ist, so daß es gerichtet werden muß. Durch die Erfindung wird diesen Mängeln abgeholfen und erreicht, daß die hergestellten Rohre gerade und frei von inneren Spannungen und ihre Schweißnähte fester und gleichmäßiger sind.The invention relates to a method for producing pipes by welding them together of pipe sections. The previously known methods have significant shortcomings, in particular that the Pipe sections that are poorly welded together and the pipe produced as a result of internal Tension is crooked so it must be straightened out. Through the invention these deficiencies are remedied and it is achieved that the pipes produced are straight and free internal stresses and their welds are stronger and more even.

Die Erfindung besteht darin, daß aneinanderstoßende Rohrstücke an ihren Stoßkanten zusammengeheftet, unter einen Schweißbrenner gebracht und um ihre Längsachse mit so großer Geschwindigkeit gedreht werden, daß der Schweißbrenner die Stoßkanten auf ihrem ganzen Umfang vorwärmt, ohne zu schweißen, worauf das Verschweißen der vorgewärmten Stoßkanten bei langsamerer Drehung der Rohrstücke erfolgt.The invention consists in that abutting pipe sections at their abutting edges stapled together, brought under a welding torch and along its longitudinal axis be rotated at such a high speed that the welding torch hits the abutting edges preheated their entire circumference without welding, followed by welding the preheated Butt edges occur when the pipe sections are rotated more slowly.

Eine zur Ausführung des Verfahrens dienende Maschine ist in der Zeichnung dargestellt. A machine used to carry out the process is shown in the drawing.

Fig. ι zeigt eine schematische Draufsicht der Maschine,Fig. Ι shows a schematic top view of the machine,

Fig. 2 eine Draufsicht eines zum Zuführen der Werkstücke dienenden Teiles der Maschine im größeren Maßstabe,2 shows a plan view of a part of the machine used for feeding the workpieces on a larger scale,

Fig. 3 eine Seitenansicht dieses Teiles und Fig. 4 eine Vorderansicht dieses Teiles.Fig. 3 is a side view of this part and Fig. 4 is a front view of this part.

Fig. 5 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines zum Drehen der Rohrstücke dienenden Teiles der Maschine,Fig. 5 shows partially in section a side view of one for rotating the pipe sections serving part of the machine,

Fig. 6 die Draufsicht dieses Maschinenteiles undFig. 6 is a plan view of this machine part and

Fig. 7 eine Stirnansicht der Maschine.Figure 7 is an end view of the machine.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt nach Linie 8-8 der Fig. 6 im größeren Maßstabe,Fig. 8 shows a section along line 8-8 of Fig. 6 on a larger scale,

Fig. 9 den Brenner der Schweißvorrichtung undFig. 9 shows the torch of the welding device and

Fig. 10 einen Schnitt nach Linie 10-10 der Fig. 6.Fig. 10 is a section along line 10-10 of Fig. 6.

An die Vorratslager 6* der Rohrstücke 10 (Fig. 1) schließt sich eine aus Trägern 12 bestehende Bahn 13 an, auf der die Rohrstücke 10 nach einer Rollbahn 15 gerollt werden, die aus auf einem Arbeitstisch T angeordneten festen Rollenpaaren 25 und heb- und senkbaren Rollen 27 besteht. Die Bahn 13 ist zweckmäßig geneigt. Der Tisch T ist durch eine aus Teilen 39 und 20 zusammengesetzte Rollenbank mit einer aus einer Drehvorrichtung und einem Schweißbrenner bestehendenAt the storage 6 * of the pipe pieces 10 (Fig. 1) is connected to a track 13 consisting of carriers 12, on which the pipe pieces 10 are rolled according to a roller conveyor 15, which are arranged on a work table T of fixed pairs of rollers 25 and lifting and lowerable rollers 27 is made. The track 13 is expediently inclined. The table T is supported by a roller bench composed of parts 39 and 20 with a rotating device and a welding torch

Schweißmaschine W verbunden, die einen zum Antreiben der Drehvorrichtung dienenden Motor 26 aufweist.Welding machine W connected, which has a motor 26 serving to drive the rotating device.

Von den Trägern 12 gelangen die Rohrstücke 10 zwischen Rollen 25, die in Lagern 23 von Trägern 17 ruhen, die auf Trägern 19 angeordnet sind.From the carriers 12, the pipe sections 10 pass between rollers 25 which are in bearings 23 rest from supports 17 which are arranged on supports 19.

Die Bahn 13 ist so breit, daß zwei gleichachsig hintereinanderliegende Rohrstücke gleichzeitig auf die Rollbahn 15 gelangen können. Die Rollen 27 sind in Gabeln 29, 31 hydraulisch bewegbarer Kolbenstangen von Zylindern 37 gelagert, die zwischen den Trägern 19 angeordnet sind. Die Achsen der Rollen 27 sind in Schlitzen 33 von Schilden 35 verschiebbar geführt, die an den Trägern 19 befestigt sind.The web 13 is so wide that two coaxially one behind the other pipe pieces can reach the runway 15 at the same time. The rollers 27 are in forks 29,31 hydraulically movable piston rods of cylinders 37 mounted between the supports 19 are arranged. The axes of the rollers 27 are in slots 33 of shields 35 slidably guided, which are attached to the carriers 19.

Zwei von der Bahn 13 zwischen die Rollen 25 gelangte Rohrstücke 10 werden mit den einander zugekehrten Enden aneinandergestoßen und durch Schweißen an mehreren Stellen des Umfangs aneinandergeheftet. Das Zusammenheften des Rohrstoßes kann mittels eines Acetylen-Sauerstoffbrenners oder mittels Lichtbogenschweißung von Hand oder auf andere Art ausgeführt werden. Bei Rohren von etwa 200 mm lichter Weite haben sich drei Heftschweißungen von je 20 mm Länge als ausreichend erwiesen. Die zusammengehefteten Rohrstücke 10 werden mittels der Hubrollen 27 gehoben, so daß sie a.uf diesen über die Rollen 25 nach der Drehvorrichtung der Schweißmaschine W verschoben werden können, um Platz für das nächste anzuheftende Rohrstück 10 zu schaffen. Dieses Rohrstück wird auf die Rollen 27 gerollt und auf diesen verschoben, bis es mit einem Ende an das letzte der vorher zusammengehefteten Rohrstücke stößt, worauf die Stoßkanten in der gleichen Weise wie vorher an mehreren Stellen zusammengeheftet werden. Diese Arbeit wird mit folgenden Rohrstücken wiederholt, bis die zusammengehefteten Rohrstücke einen Rohrstrang bilden. Der Rohrstrang wird mit seinem vordersten Rohrstück über Rollen 112 der Rollbank 20 in die Drehvorrichtung der Schweißmaschine W eingeführt, die mit Spannfuttern zum Einspannen des Rohrstranges versehen ist.Two pipe pieces 10 that have come from the web 13 between the rollers 25 are butted against one another with the ends facing one another and are attached to one another by welding at several points on the circumference. The joining of the pipe joint can be carried out by hand or in some other way by means of an acetylene-oxygen torch or by means of arc welding. In the case of pipes with a clearance of around 200 mm, three tack welds, each 20 mm in length, have proven to be sufficient. The stapled pipe sections 10 are lifted by means of the lifting rollers 27, so that they can be shifted a.uf this over the rollers 25 after the rotating device of the welding machine W in order to create space for the next pipe section 10 to be stapled. This piece of pipe is rolled onto the rollers 27 and shifted thereon until one end of it hits the last of the pipe pieces previously stapled together, whereupon the butt edges are stapled together in several places in the same way as before. This work is repeated with the following pieces of pipe until the stapled pipe pieces form a pipe string. The pipe string is introduced with its foremost pipe section over rollers 112 of the roller bench 20 into the rotating device of the welding machine W , which is provided with chucks for clamping the pipe string.

Die Schweißmaschine W weist einen Grundrahmen 38 auf, der auf einem Fundament befestigt wird und dessen Vorderteil 40° mit einem Schlitten 34 versehen ist, der eine Schweißvorrichtung trägt. Auf dem Grundrahmen 38 sind zwei Lager 40 eines in ihnen drehbar gelagerten Zylinders 44 befestigt, dessen beide Enden mit Spannfuttern 22, 46 versehen sind. Bei 54 und 56 ist der Zylinder 44 zu einem Gehäuse für die Klemmbacken des Spannfutters verbreitert. Auf dem Zylinder ist ein Zahnrad 48 befestigt, das von einem Triebling 50 angetrieben wird, auf dessen Welle 52 (Fig. 6) ein Schneckenrad 60 festsitzt, dessen zugehörige, auf einer WelleThe welding machine W has a base frame 38 which is fastened to a foundation and the front part of which is provided at 40 ° with a slide 34 which carries a welding device. On the base frame 38, two bearings 40 of a cylinder 44 rotatably mounted in them are fastened, both ends of which are provided with chucks 22, 46. At 54 and 56 the cylinder 44 is widened to form a housing for the clamping jaws of the chuck. A gearwheel 48 is attached to the cylinder and is driven by a pinion 50, on whose shaft 52 (FIG. 6) a worm gear 60 is fixed, and its associated one on a shaft

64 befestigte Schnecke 62 (Fig. 8) mittels einer Reibungskupplung 66, 67, 76 mit der Welle 72 eines schnellaufenden Motors 26 oder mittels einer Kupplung 68, 69, 78 mit dem Schneckengetriebe 70, 71 und der Welle 74 eines langsam laufenden Motors 28 verbunden werden kann. Die Kupplungen und das Schneckengetriebe sind in einem Gehäuse64 attached screw 62 (Fig. 8) by means of a friction clutch 66, 67, 76 with the Shaft 72 of a high-speed motor 26 or by means of a coupling 68, 69, 78 with the worm gear 70, 71 and the shaft 74 of a slow running motor 28 connected can be. The clutches and the worm gear are in one housing

65 angeordnet. Auf der Welle 64 ist eine Muffe 90 verschiebbar und undrehbar gelagert, die einen Ring 95 trägt, in welchem sich die Muffe 90 drehen kann. Mit geschlitzten65 arranged. A sleeve 90 is slidably and non-rotatably mounted on the shaft 64, which carries a ring 95 in which the sleeve 90 can rotate. With slotted

' Gelenken 84 der Muffe 90 stehen Zapfen 86 von Daumenhebeln 88 im Eingriff, deren Daumen 80, 82 auf die verstellbaren Reibscheiben der Kupplungen wirken. An dem Ring 95 greift ein bei 94 drehbar gelagerter Hebel 92 (Fig. 8) an, der durch eine Stange 96 mit einem auf einer Stütze χ00 gelagerten Handhebel 98 (Fig. 6) gelenkig verbunden ist, mittels dessen die Kupplungen abwechselnd ein oder ausgerückt oder gemeinsam in die Ausrückstellung gebracht werden können. Auf dem Grundrahmen 38 ist ein mit einer Kurbel 110 versehener Kontroller 10,8 für den Motor 28 angeordnet. Die beiden Motoren 26 und 28 ergeben in Verbindung mit der Kupplung und dem ausschließenden Getriebe zwei verschiedene Geschwindigkeiten, von denen die eine beim Vorwärmen und die andere beim Schweißen der Rohrstöße eingerückt wird. Zur Erzielung der verschiedenen Antriebsgeschwindigkeiten kann auch ein Vorgelege oder ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit nur einem Motor angewendet werden.'Joints 84 of the sleeve 90 are pins 86 of thumb levers 88 in engagement, the thumb 80, 82 act on the adjustable friction disks of the clutches. A lever 92 rotatably mounted at 94 engages the ring 95 (Fig. 8) by a rod 96 with a hand lever mounted on a support χ00 98 (Fig. 6) is articulated, by means of which the couplings alternately or can be disengaged or brought into the disengaged position together. on The base frame 38 is provided with a crank 110 controller 10, 8 for the engine 28 arranged. The two motors 26 and 28 result in connection with the clutch and the exclusive gear two different speeds, of which the one is engaged when preheating and the other when welding the pipe joints. To achieve the different drive speeds, a back gear or a speed change gearbox with only one motor can be used.

Die Lager 116, 122 der Rollen 112 werden von Schraubenspindeln 124 getragen und sind in senkrechten Nuten 118 von Böcken 120 des Grundrahmens 38 verschiebbar geführt. Die Schraubenspindel 124 greift in das Muttergewinde der Nabe eines Schneckenrades 126 ein, das von einer bei 130 gelagerten Schnecke 128 einer Welle 132 angetrieben wird. Die Schraubenspindeln 124 aller Lager 116 der Rollen 112 stehen untereinander durch die Welle 132 in zwangsläufiger Verbindung. Die Welle 132 ist mit der Welle 136 eines Handrades 138 durch ein Kegelräderpaar 134 verbunden. Anstatt der Schraubenspindeln können auch hydraulische Hebevorrichtungen oder Zahnstangengetriebe vorgesehen sein.The bearings 116, 122 of the rollers 112 are carried by screw spindles 124 and are in vertical grooves 118 of brackets 120 des Base frame 38 slidably guided. The screw spindle 124 engages in the nut thread the hub of a worm wheel 126, which is supported by a worm mounted at 130 128 a shaft 132 is driven. The screw spindles 124 of all bearings 116 of the Rollers 112 are positively connected to one another through shaft 132. the Shaft 132 is connected to shaft 136 of a handwheel 138 by a pair of bevel gears 134. Instead of the screw spindles, hydraulic lifting devices or rack and pinion gears can also be provided.

Die Rollenpaare 114 sind in gabelförmigen Haltern 1x5 gelagert, die auf einem brückenartigen Aufbau 140 des Grundrahmens 38 senkrecht verstellbar befestigt sind.The pairs of rollers 114 are fork-shaped Holders 1x5 stored on a bridge-like Structure 140 of the base frame 38 are attached vertically adjustable.

Der Schlitten 34 der Schweißvorrichtung ist auf einer aus Führungsprismen 144 fAbb. 7), bestehenden SchlittengeradführuugThe slide 34 of the welding device is on one of guide prisms 144 fFig. 7), existing carriage straight guide

142 verschiebbar gelagert und mit einer Grundplatte 146 versehen, die auf der einen Seite einen abwärts gerichteten Schenkel aufweist, in welchem ein mit einem Handrade 152 verbundenes Zahnrad 148 drehbar gelagert ist, das in eine unter dem Führungsprisma 144 befestigte Zahnstange 150 eingreift, so daß der Schlitten 34 auf dem Grundrahmen verschoben werden kann. Auf der Oberseite der Platte 146 ist eine Schlittenführung 151 angeordnet, die mit einer Nut 158 und einer in dieser angeordneten und bei 156 drehbar gelagerten Schraubenspindel 157 versehen und auf der eine Platte 154 verschiebbar gelagert ist, die mit einer in die Schraubenspindel 157 eingreifenden Mutter 159 verbunden und mit einer schwalbenschwanzförmigen Nut 153 versehen ist. Die Schraubenspindel 157 ist mit einem Handrade 161 verbunden. Die Platte 154 ist j_-förmig gestaltet und trägt eine Strebe 155, auf deren oberem Ende 163 ein Arm 165 schwenkbar befestigt ist. An dem freien Ende des Schwenkarmes 165 ist ein Auslegerarm 160 angebracht. Der Auslegerarm 160 trägt eine Vorrichtung 172, die zum Einstellen des Halters 32 des Brenners 162, 170 über dem Rohrstoß 36 der Rohrstücke 10 dient. Ein biegsames Rohr 174 ist an den Brenner 162 angeschlossen und mit einer Vorrichtung 176 verbunden, die durch einen mittels eines Schalters 184 regelbaren und auf einer Platte 178 gelagerten Motor 180 angetrieben wird und die Zuführung des Schweißdrahtes durch das Rohr 174 hindurch bewirkt.142 slidably mounted and with a Base plate 146 is provided, which has a downwardly directed leg on one side, in which a gear 148 connected to a handwheel 152 is rotatably mounted which engages in a rack 150 fastened under the guide prism 144, so that the carriage 34 can be moved on the base frame. On top of the plate 146 is a slide guide 151 arranged with a groove 158 and a screw spindle 157 arranged therein and rotatably mounted at 156 and on which a plate 154 is slidably mounted, which with one in the screw spindle 157 engaging nut 159 connected and with a dovetail-shaped Groove 153 is provided. The screw spindle 157 is connected to a handwheel 161. The plate 154 is designed J_-shaped and carries a strut 155, on the upper end 163 of which an arm 165 is pivotally mounted is. A cantilever arm 160 is attached to the free end of the pivot arm 165. Of the Cantilever arm 160 carries a device 172 that is used to adjust the holder 32 of the torch 162, 170 above the pipe joint 36 of the pipe sections 10 is used. A flexible pipe 174 is connected to the burner 162 and connected to a device 176 which by one which can be regulated by means of a switch 184 and is mounted on a plate 178 Motor 180 is driven and feeding the welding wire through tube 174 causes through.

Der aus den aneinandergehefteten Rohrstücken 10 bestehende Rohrstrang wird durch Längsverschieben auf den Rollen 112 in die geöffneten Spannfutter 22, 46 des Zylinders 44 eingeführt und in diesen so eingespannt, daß die Stoßkanten der ersten beiden Rohrstücke unter den Schweißbrenner 170 zu liegen kommen. Durch Schließen der Kupplung 66, 67 wird der schnellaufende Motor 26 mit dem Räderpaar 48, 50 verbunden, so daß er den Zylinder 44 und mit diesem die Rohrstücke mit einer Umfangsgeschwindigkeit der Stoßkanten dreht, die größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Rohrstücke beim Schweißen gedreht werden. Dadurch wird erreicht, daß der Brenner 170 den Rohrstoß nur vorwärmt. Die Drehung des Rohrstranges wird so lange fortgesetzt, bis der Rohrstoß an seinem ganzen Umfange erwärmt ist.The pipe string consisting of the stapled pipe pieces 10 is through Longitudinal sliding on the rollers 112 in the opened chuck 22, 46 of the cylinder 44 inserted and clamped in it so that that the abutting edges of the first two pipe sections lie under the welding torch 170 come. By closing the clutch 66, 67, the high-speed motor 26 is also the pair of wheels 48, 50 connected so that it the cylinder 44 and with this the pipe pieces rotates at a peripheral speed of the abutting edges that is greater than the speed, with which the pipe sections are rotated during welding. It is thereby achieved that the burner 170 the pipe joint just preheated. The rotation of the pipe string is continued until the pipe joint is warmed in all its circumference.

Bei der nun folgenden langsameren Drehung läßt sich die Schweißung des Rohrstoßes rasch durchführen. Um die Drehgeschwindigkeit des Rohrstößers auf das der Schweißgeschwindigkeit entsprechende Maß zu verringern, wird der Handhebel 98 so umgelegt, daß die Kupplung 66, 67 geöffnet und die Kupplungsscheiben der Kupplung 68, 69 miteinander in Eingriff gebracht werden, wodurch zunächst der Zylinder 44 gebremst wird und dann der Rohrstoß mittels des von dem langsam laufenden Motor 28 angetriebenen Zylinders 44 mit einer der Schweißgeschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit gedreht wird. Der Kontroller 108 ermöglicht ein genaues Regeln der Drehgeschwindigkeit. During the slower rotation that now follows, the pipe joint can be welded perform quickly. To adjust the rotational speed of the pipe pusher to that of the welding speed To reduce the corresponding amount, the hand lever 98 is turned over so that the clutch 66, 67 is opened and the Clutch plates of the clutch 68, 69 are brought into engagement with each other, whereby first the cylinder 44 is braked and then the pipe joint is driven by the slow-running motor 28 Cylinder 44 at a speed corresponding to the welding speed is rotated. The controller 108 enables precise regulation of the rotational speed.

Das Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten beim Vorwärmen und Schweißen ist verschieden. In vielen Fällen beträgt die Ermäßigung der Drehgeschwindigkeit etwa 90 v. H.The ratio of the rotational speeds during preheating and welding is different. In many cases the reduction in the speed of rotation is about 90 percent. H.

Nach diesem Verfahren können gleich oder verschieden lange Rohrstücke in beliebiger Anzahl zu einem Rohrstrang verbunden werden. Using this method, pipe sections of the same or different lengths can be produced in any desired Number to be connected to a pipe string.

Wenn zwei Rohrstücke zusammengeschweißt sind und verlängert werden sollen, wird das geschweißte Rohr nach Lösen der Spannfutter 22, 46 durch den Zylinder 44 hindurchgeschoben, bis der nächste Rohrstoß unter dem Schweißbrenner liegt. Dann wird der letztere Rohrstoß bei schneller Drehung vorgewärmt und hierauf bei langsamer Drehung geschweißt. Mit folgenden Rohrstücken wird ebenso verfahren, bis die gewünschte Länge des Rohres erreicht ist, das dann über die hinter der Drehvorrichtung angeordneten Rollen 112 die Schweißmaschine verläßt. Der Teil des Rohrstranges, der die letztere verlassen hat, muß selbstverständlich ebenfalls so gelagert werden, daß eine Drehung des Rohrstranges stattfinden kann.If two pipe sections are welded together and are to be extended, the welded pipe is pushed through the cylinder 44 after loosening the chucks 22, 46, until the next pipe joint is under the welding torch. Then the latter pipe joint becomes with rapid rotation preheated and then welded with slow rotation. With the following pieces of pipe is done in the same way until the desired length of the pipe is reached, which is then over the rollers 112 arranged behind the rotating device leave the welding machine. Of the Part of the pipe string that has left the latter must of course also be stored so that a rotation of the pipe string can take place.

Claims

Patent claims:

ι. Process for the manufacture of pipes by welding pipe sections together, characterized in that abutted Pipe pieces (10) tacked together at their abutting edges, brought under a welding torch (170) and rotated around their longitudinal axis at such a high speed that the welding torch touches the abutting edges on their The entire circumference is preheated, followed by the welding of the preheated joint edges with a slower rotation of the pipe he follows.

2. Machine for carrying out the method according to claim 1, characterized by a runway (27, 112) on which the pipe pieces (10) with their each other facing ends butted together, pinned together and shifted lengthways can be inserted into a rotating device (44, 46).

3. Machine according to claim 2, characterized in that can be raised and lowered Rollers (25) are provided on which

the pipe sections (ίο) are rotatable about their longitudinal axis coaxially to the rotating device ¹ (44, 46).

4. Machine according to claims 2 and 3, characterized in that the Rotary device from at least one at the inlet end with a chuck (22, 46) there is a rotatable cylinder (44) through which the already welded Pipe sections (10) are pushed through and the entire pipe string in rotation in its axis offset.

5. Machine according to claim 4, characterized in that the rotating device (44, 46) with an alternating adjustable speed Drive is provided.

6. Machine according to claims 4 and 5, characterized in that the The rotating device (44, 46) is driven at two different speeds can, one of which has a higher rotational speed of the pipe string than the welding speed and the other corresponds to a lower rotational speed of the pipe string.

7. Machine according to claims 4 to 6, characterized in that the Drive by means of two independent motors (26, 28) which have different speeds and can be alternately coupled to the rotating device (44, 46).

8. Machine according to claim 7, characterized in that the rotating device (44, 46) with the two motors (26, 28) by friction disc clutches (66, 67 and 68, 69) can be alternately coupled.

For this purpose 2 sheets of drawings