DE69504912T2

DE69504912T2 - Verfahren zum Schweissen von Aluminiumblechen

Info

Publication number: DE69504912T2
Application number: DE69504912T
Authority: DE
Inventors: Jukka Fin-23100 Mynaemaeki Gustafsson; Kalevi Fin-20110 Turku Heino
Original assignee: Kvaerner Masa Yards Oy
Current assignee: Meyer Turku Oy
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2015-06-30
Also published as: DE69504912D1; KR970000425A; DK0689897T3; US5662264A; FI101946B; FI943158A; ES2121298T3; JP3793592B2; FI101946B1; EP0689897A1; KR100359350B1; JPH0847773A; FI943158A0; EP0689897B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines großen, im wesentlichen kugelförmigen Behältnisses aus ebenen Aluminiumblechen. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, ist die Erfindung zum Miteinanderverschweißen von Aluminiumblechen zur Herstellung eines kugelförmigen LNG-Tanks bestimmt.
Die Herstellung von auf Schiffen getragenen Tanks für Flüssig-Erdgas (LNG) umfaßt das Miteinanderverschweißen großer und dicker Aluminiumbleche, die so geformt sind, daß sie den kugelförmigen LNG-Tank bilden. Ähnliche Tanks können an anderen Orten als auf Schiffen zur Lagerung von LNG oder anderen Substanzen verwendet werden. Da ein großer Teil der Herstellungskosten durch das Schweißen entsteht, ist es hinsichtlich der Kosten von Vorteil, wenn die miteinander verschweißten Blechzuschnitte so groß wie möglich sind. Jedoch handelt es sich bei dem Zusammenfügen derartig großer Blechzuschnitte und so gebildeter geschweißter Blechanordnungen durch weiteres Verschweißen um anspruchsvolle Arbeit, da sämtliche Schweißverbindungen von hoher Qualität sein müssen. Des weiteren müssen die Bleche und Blechanordnungen hinsichtlich Form und Abmessung hohe Toleranzen aufweisen, um ein richtiges Endergebnis zu erhalten.
Die EP-A-0570212 betrifft die Herstellung von großen, kugelförmigen LNG-Tanks aus miteinander verschweißten Aluminiumblechen und offenbart das Miteinanderverschweißen mehrerer flacher oder ebener Bleche, das anschließende Herstellen der geschweißten Blechanordnung in einer Form zu einer teilkugelförmigen Gestalt und das Verwenden der gebildeten Blechanordnung im folgenden Herstellungsschritt. Bei der Herstellung der Blechanordnung in der Form wird die Blechanordnung jedoch etwas gedehnt. Dadurch wird es im folgenden schwierig, moderne Hochleistungs-MIG- Schweißeinrichtungen zum Schweißen in einem Durchlauf pro Seite zu verwenden, da in der Schweißfuge und an ihrer Wurzel Formfehler vorliegen.
Des weiteren ist bekannt, kugelförmige Tanks aus Blechen herzustellen, die durch einen sogenannten Schweiß-Traktorschlitten miteinander verschweißt werden, um größere Blechanordnungen herzustellen. Jedoch kommt es bei Verwendung dieser Einrichtungsart insbesondere zu Beginn und am Ende des Schweißprozesses zu Schwierigkeiten und Zeitverschwendung. Bekannte Herstellungsverfahren zum Miteinanderverschweißen vorgeformter Bleche mit Traktor-Schweißeinrichtungen erfordern des weiteren doppelt soviele Montagestationen. Da die Schweißnahtüberhöhungen vor der Herstellung aufgrund der in vielen Verfahren enthaltenen Prüfungen und aufgrund der Herstellung selbst entfernt werden müssen, muß der Automation der Arbeit und Abmessungsgenauigkeit des endgültigen Werkstücks besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Ein Normallagenschweißverfahren zum Miteinanderverschweißen gekrümmter Bleche einer rotationssymmetrischen Betonmischtrommel wird in der US-A-4832322 offenbart.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen hohen Automationsgrad der Herstellung von Schweißkonstruktionen, zum Beispiel gekrümmten Konstruktionen wie zum Beispiel großen, kugelförmigen LNG-Tanks, zu erzielen und die Qualität sowohl der Schweißnähte als auch der gefertigten Konstruktion, zum Beispiel eines kugelförmigen Tanks, zu verbessern.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach dem folgenden Anspruch 1 gelöst.
Ein großer, kugelförmiger LNG-Tank oder dergleichen weist einen Durchmesser von mindestens 20 Metern, möglicherweise sogar mehr als 40 Metern, auf. Er kann erfindungsgemäß aus Aluminiumblechen hergestellt werden, die in der Regel eine Dicke von 20 mm bis 70 mm aufweisen. Die miteinander zu verschweißenden Bleche werden zweckmäßigerweise beim Schweißen durch Spannvorrichtungen und Saugbefestigungsvorrichtungen in einer festgelegten Position gehalten.
Die Blechmittel werden auf geeignete Weise durch Miteinanderverschweißen von ebenen Blechen unter Verwendung eines an einem verstellbaren Portalrahmen, der in einer eingestellten Position verriegelt werden kann, angebrachten Handhabungsmittels hergestellt. Das Handhabungsmittel umfaßt zweckmäßigerweise neben Schweißeinrichtungen eine Vorrichtung zum Abschaben oder Abbürsten der Schweißfuge vor dem Schweißen zum Entfernen von Verunreinigungen und jeglicher Oxidschicht auf dem Aluminium. Durch Entfernung der Oxidschicht verringert sich die Gefahr nachfolgender Schweißfehler. Die Fugenbürstvorrichtung bewegt sich vor der Schweißvorrichtung entlang der Schweißfuge, und zwar besonders zweckmäßig in einem Abstand von ca. einem halben Meter von der Schweißvorrichtung. Das Handhabungsmittel kann auch mit einem Schneidmittel, z. B. einem Fräswerkzeug, zum Entfernen der Schweißnahtüberhöhung versehen sein, so daß die Schweißverbindung im wesentlichen bündig mit den miteinander verschweißten Blechen gemacht wird. Das Fräswerkzeug bewegt sich hinter der Schweißvorrichtung entlang der Schweißfuge und entfernt die Schweißnahtüberhöhung unmittelbar nach der Herstellung der Schweißung. Da es sich bei dem Fräswerkzeug um einen Teil des Handhabungsmittels handelt, ist die Wiederholbarkeit des Fräsvorgangs hervorragend, genau und schnell.
Zweckmäßigerweise werden die die Blechmittel bildenden miteinander verschweißten Bleche durch Plasmaschneiden auf eine Größe und in eine Form geschnitten, die für die gerade hergestellte Konstruktion, zum Beispiel einen kugelförmigen LNG- Tank, geeignet sind. Es wird jedoch eine Bearbeitungstoleranz gebildet, weil die Ränder der Blechmittel für den nachfolgenden Schweißschritt durch ein Formfräswerkzeug hergestellt werden. Ein genaues Ausbilden der Fuge und die Herstellung glatter Fugenflächen sind zur Erzielung kompatibler zusammenzufügender Blechrandflächen, die zur Herstellung einer ordnungsgemäßen fertigbearbeiteten Schweißung erforderlich sind, wichtig.
Zwei Blechmittel, die zu einer gekrümmten oder kugelförmigen Form gebogen sind, werden zweckmäßigerweise mit einer flachen Stumpfschweißnaht unter Verwendung einer Handhabungsvorrichtung und der Kippstützstruktur zusammengefügt. Die herzustellende gekrümmte Konstruktion, zum Beispiel ein kugelförmiger LNG-Tank, kann am Endmontageort aus großen Abschnitten zusammengebaut werden.
Die vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Bleche werden zweckmäßigerweise unter Verwendung einer Handhabungsvorrichtung mit nur einem Durchlauf pro Seite unabhängig von der Materialdicke miteinander verschweißt. Dazu kann eine Hochleistungschweißvorrichtung verwendet werden. Eine Befestigungs- und Dreheinrichtung ist zum Umdrehen der Blechmittel vorgesehen, um ein Schweißen beider Seiten einer Verbindung unter Verwendung eines Normallagenschweißverfahrens zu ermöglichen. Zur Beschleunigung der Arbeit ist die Verwendung einer Fertigungsstraße, bei der die Dreheinrichtung zwischen zwei Handhabungsvorrichtungen angeordnet ist, von Vorteil.
Zum Verschweißen ebener Bleche zur Herstellung größerer Blechmittel oder -anordnungen wird eine die ebenen Bleche festhaltende Saugbefestigungsvorrichtung so gekippt, daß die Fuge an der Schweißstelle in Schweißrichtung von 4º bis 7º, vorzugsweise um ca. 5º, nach oben geneigt ist. Dann ist die Verwendung einer Hochleistungsschweißvorrichtung und die Vervollständigung der Schweißverbindung auf einer Seite in einem Durchlauf möglich, denn es läßt sich leicht eine vollständige Steuerung der Schmelze erzielen, wenn die Schweißfuge leicht nach oben geneigt ist.
Die Blechmittel oder -anordnungen, die zum anschließenden Miteinanderverschweißen zu einer gekrümmten oder teilkugelförmigen Gestalt gebogen sind, werden auf der kippbaren Stützstruktur gestützt, mittels derer die Neigung der Blechanordnungen an der Schweißstelle auf einen Wert von 4º bis 7º, vorzugsweise von ca. 5º, von unten nach oben in Schweißrichtung eingestellt wird. Da die Schweißfuge in einer Vertikalebene gekrümmt ist, wird dies durch kontinuierliche Einstellung des Kippwinkels des kippbaren Tisches während des Schweißens erreicht. Dadurch wird die Verwendung von Hochleistungsschweißeinrichtungen und die Vervollständigung der Schweißverbindung auf einer Seite in einem Durchlauf aus den obengenannten Gründen ermöglicht.
Es ist von Vorteil, mindestens zwei Blechmittel teilkugelförmiger Gestalt durch eine Stützvorrichtung, die im wesentlichen in Form eines kreisförmigen Rings vorliegt, zu stützen. In diesem Fall kann entweder die konvexe Seite oder die konkave Seite der teilkugelförmigen Gestalt beim Schweißen nach oben weisen. Der kreisförmige Ring sollte so dimensioniert sein, daß sein Durchmesser möglichst groß ist, um ein gutes Abstützen des Blechmittels zu erreichen, aber auch klein genug ist, so daß er von den Blechmitteln vollkommen bedeckt wird. Es ist auch möglich, eine bekannte Saugbefestigungsvorrichtung mit Saugköpfen, die zu den Blechmitteln weisen und die sich leicht einstellen lassen, zu verwenden. Die vertikale Position der Saugköpfe kann somit zur Abstützung entweder der konvexen oder der konkaven Fläche der Blechmittel von unten eingestellt werden.
Die Einstellung der Höhe der Stützstruktur im mittleren Bereich der Stützanordnung hängt davon ab, ob die zu verschweißenden Blechmittel mit ihren konkaven oder konvexen Seiten nach oben positioniert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Stützstruktur im mittleren Bereich des kreisförmigen Rings einen kleinen kreisförmigen Ring mit einem Durchmesser von beispielsweise ca. 1250 mm, dessen Höhe so eingestellt werden kann, daß er entweder die konvexe oder die konkave Seite der Blechmittel stützt. Eine andere Stützmethode besteht darin, im mittleren Bereich des kreisförmigen Rings eine nach oben hin konvexe, allgemeine Abstützung, die vorzugsweise eine teilkugelförmige Gestalt aufweist, bereitzustellen. Die Abstützung ist auf eine geeignete Höhe zur Abstützung der zu verschweißenden Blechmittel eingestellt. Zum Schweißen nach oben hin konkaver Blechmittel kann im mittleren Stützbereich eine nach oben hin konkave Zwischenstruktur angeordnet werden, um mit ihrem oberen Teil den mittleren Bereich der Blechmittel zu stützen.
Die schweißbaren Ränder des vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Blechs und/oder Blechmittels werden durch ein Formfräswerkzeug vorbereitet, das sowohl den Wurzelteil als auch die Seiten der Fuge gleichzeitig in Form schneidet. Zweckmäßigerweise kann ein zylindrischer Scheibenfräser mit relativ großem Durchmesser verwendet werden. Es ist wichtig, daß sich der Scheibenfräser entlang einer derartigen Linie und in einem derartigen Winkel zu dem Blech/Blechmittel bewegt, daß eine Schweißwurzelfläche erzeugt wird, die eine leichte Positionierung eines Blechs/Blechmittels gegen ein anderes gestattet, und zwar im wesentlichen ohne Schlitz oder Spalt zwischen benachbarten Wurzelflächen. Wenn Unregelmäßigkeiten auftreten, ist ein Schlitz oder Spalt von ca. 1 mm zwischen der Wurzelfläche akzeptierbar.
Weitere Aspekte der Erfindung werden durch die in den Ansprüchen 18 und 19 offenbarten Verfahren offenbart.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nur beispielhaft unter besonderer Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 schematisch Herstellungseinrichtungen zum Zusammenfügen im wesentlichen planarer Bleche zur Bildung von Blechmitteln oder -anordnungen;
Fig. 2 schematisch Herstellungseinrichtungen zum Zusammenfügen gekrümmter oder teilkugelförmiger Blechanordnungen;
Fig. 3 schematisch Befestigungs- und Stützeinrichtungen zum Miteinanderverschweißen teilkugelförmiger Blechmittel oder -anordnungen; und
Fig. 4 schematisch Zubehör einer Handhabungsvorrichtung.
In Fig. 1 wird eine Fertigungsstraße zum Zusammenfügen im wesentlichen flacher oder ebener Bleche zur Bildung von Blechmitteln oder -anordnungen gezeigt, wobei die Fertigungsstraße an den Stationen 1 und 3 eine erste und eine zweite Normallagenschweiß- und Handhabungsvorrichtung und an Station 2 eine Blechanordnungumdrehvorrichtung zeigt. An Station 1 werden bereits zu einer gewünschten, leicht konisch zulaufenden Form zugeschnittene ebene Bleche 4 und 5 zur Bildung einer Blechanordnung miteinander verschweißt. Die miteinander zu verschweißenden Kanten 6 und 7 der Bleche 5 bzw. 4 sind durch einen Walzenfräser bearbeitet worden, um eine Schweißfuge mit Wurzelflächen zu bilden. Eine Schweißvorrichtung 9 ist an einem Portalquerträger 8 eines Portalrahmens so angebracht, daß sie eine quer zu der Richtung der Fertigungsstraße verlaufende Bewegung ausführen kann. Der Querträger 8 ist in einem Winkel von ca. 4º bis 7º, in der Regel 5º, geneigt. Diese Neigung ist verstellbar, und der Querträger kann in seiner geneigten Position so verriegelt werden, daß die Schweißfuge in Schweißrichtung nach oben geneigt ist.
Eine (nicht ausführlich gezeigte) Saugbefestigungsvorrichtung ist unter dem Querträger 8 angeordnet, um die Bleche 4 und 5 beim Schweißen festzuhalten. Die Saugbefestigungsvorrichtung ist auch derart geneigt oder gekippt, daß die Schweißfuge zwischen den miteinander zu verschweißenden Rändern beim Schweißen parallel zu dem Querträger 8 des Portalrahmens verläuft. In der nachfolgend beschriebenen Fig. 4 werden andere Teile der Schweißeinrichtung ausführlicher gezeigt.
Zum Schweißen beider Seiten der Plattenanordnung wird letztere nach der Normallagenschweißung an Station 1 in Station 2 umgedreht und zu Station 3 geführt. Die zweite Schweiß- und Handhabungsvorrichtung an Station 3 enthält einen Querträger 8a eines Portalrahmens 8 und eine Normallagenschweißvorrichtung 9a, die jeweils der gleichen Art sind wie jene an Station 1. Anstelle des Schweißens der zweiten Seite der ebenen Bleche 4 und 5 an Station 3 ist es auch möglich, Station 3 wegzulassen und beide Seiten der Blechanordnung 4, 5 an Station 1 zu schweißen, indem zum Beispiel die Blechanordnung nach ihrem Umdrehen in Station 2 wieder zu Station 1 zurückgeführt wird.
Fig. 2 zeigt drei Ausführungsformen 12a, 12b und 12c eines kippbaren Schweißtisches mit den Blechanordnungsstütz- und -befestigungseinrichtungen (ausführlicher in Fig. 3 gezeigt). Der Tisch 12a wird zum Miteinanderverschweißen einer ersten Blechanordnung, die aus den beiden miteinander verschweißten Blechen 4 und 5 besteht und zweckmäßigerweise in Form geschnitten und dann zu einer teilkugelförmigen Gestalt gebogen worden ist, und einer ähnlichen zweiten Blechanordnung, die aus zwei miteinander verschweißten Blechen 14 und 15 besteht und auch zweckmäßigerweise in Form geschnitten und dann zu einer teilkugelförmigen Gestalt gebogen worden ist, verwendet. Die Ränder der Blechanordnungen, die zusammengefügt werden sollen, können mittels eines Fräswerkzeugs in Form geschnitten, zum Beispiel abgeschrägt, werden. Damit diese Ränder geschweißt werden können, wird eine Schweißvorrichtung 17 von einer Handhabungsvorrichtung 16 getragen, die eine Bewegung der Schweißvorrichtung 17 in sich gegenseitig ausschließenden Richtungen, die senkrecht zueinander verlaufen, gestattet. Insbesondere umfaßt die Handhabungsvorrichtung 16 einen horizontalen Träger 20, an dem sich die Schweißvorrichtung horizontal entlangbewegen kann, einen den Träger 20 zur Vertikalbewegung des letzteren tragenden Pfosten 19 und Horizontalführungen 18a und 18b zur Horizontalbewegung des Pfostens 19. Die aus den Blechen 4, 5, 14 und 15 bestehende Blechanordnung ist auf dem Tisch 12a angeordnet, welcher aus seiner Horizontalposition um mindestens ± 20º, vorzugsweise um ± 30º, gekippt werden kann.
Die Blechanordnung 4, 5, 14, und 15 ist mittels einer Saugbefestigungseinrichtung lösbar an dem Tisch 12a befestigt. Die durch die Blechanordnungsränder 21 und 22 gebildete gekrümmte Schweißfuge ist so angeordnet, daß sie in einer Vertikalebene parallel zu den Führungen 18a und 18b liegt. Beim Schweißen wird die Schrägstellung oder Neigung des Tisches 12a um eine senkrecht zu dieser Vertikalebene verlaufende Achse kontinuierlich eingestellt, so daß das Schweißen immer in einem Teil der, zum Beispiel in einem Winkel von 4º bis 7º, in der Regel von 5º, nach oben geneigten gekrümmten Schweißfuge stattfindet. Insbesondere die Ausrichtung des Tisches 12a wird beim Schweißen so verstellt, daß die Tangente der gekrümmten oder bogenförmigen Schweißfuge an der Schweißstelle in einem Winkel von 4º bis 7º zur Horizontalen geneigt ist. Der Pfosten 19 bewegt sich mit dem Fortgang des Schweißens entlang der Schweißfuge entlang den Führungen 18a und 18b. Sollte es bezüglich der Parallelität zwischen den Führungen 18a und 18b und der Schweißfuge eine Diskrepanz geben, wird durch Bewegen der Schweißvorrichtung 17 am Träger 20 eine Korrektur durchgeführt. Der Abstand der Schweißvorrichtung 17 von der Schweißfuge wird durch Bewegen des Trägers 20 am Pfosten 19 vertikal nach oben und unten eingestellt.
Die Handhabungsvorrichtung 16 ist vorzugsweise mit einer Vorrichtung zur Abführung von Schweißrauch, mit Fugenreinigungsvorrichtungen zum Reinigen der Schweißfuge stromaufwärts der Schweißvorrichtung und mit einer Fräsvorrichtung zum Beseitigen der Schweißnahtüberhöhung, so daß die Schweißverbindung mit den Flächen der zusammengefügten Blechanordnungen bündig gemacht werden kann, ausgestattet. Es ist auch möglich, Qualitätsüberwachungsvorrichtungen zur Überwachung der Qualität der Schweißverbindung vorzusehen.
Der kippbare Tisch 12b unterscheidet sich von dem Tisch 12a darin, daß er zwei kreuzweise angeordnete Kippachsen aufweist, die ein Kippen um senkrechte horizontale Achsen, wie durch die Pfeile 11 und 13 angedeutet, gestatten. Der Tisch 12b ist insbesondere zum Abstützen von Blechanordnungen bestimmt, die eine obere und untere "Kalotte" eines kugelförmigen Tanks mit Blechteilen 23, 24, 25 und 26 bilden. Die Schweißvorrichtung 17b des Tisches 12b hat die gleichen Bewegungsgrade wie die Vorrichtung 17. Jedoch wird durch die beiden Kippachsen des Tisches 12b ermöglicht, daß alle Schweißungen ausgeführt werden können, ohne daß die Befestigung des Werkstücks gelöst werden muß. Der Tisch 12c stellt eine Alternative zu dem Tisch 12a dar, wobei die auf Tisch 12c zu schweißenden Teile durch die Schweißvorrichtung 17 geschweißt werden sollen. Stütz- und Befestigungsvorrichtungen zum Festhalten der konkaven oder konvexen Seite eines teilkugelförmigen Werkstücks werden durch die Zahlen 29, 30, 30b und 31b angedeutet (siehe Fig. 2 und 3). Das Hauptstützglied umfaßt einen kreisförmigen Ring 29, dessen Durchmesser in der Regel ca. 10 m betragen kann, wenn Teile eines kugelförmigen Tanks mit einem Durchmesser von ca. 40 m hergestellt werden. In der Mitte des Stützrings 29 befindet sich eine Stütze 30 mit einem Stützglied 30b, das beim Schweißen der konvexen Seite einer Blechanordnung (siehe durchgezogene Linien in Fig. 3) verwendet wird. Eine entsprechende untere Stütze 30a wird verwendet, wenn die konkave Seite (siehe strichpunktierte Linien in Fig. 3) der Blechanordnung geschweißt werden soll.
Vertikal verstellbare Saugbefestigungsvorrichtungen 31a, 31b werden dazu verwendet, die Blechanordnung zum Stützring 29 hin zu ziehen und daran festzuhalten. Als Alternative zu der mittleren Stützstruktur 30a, 30b kann eine andere ringförmige Stütze kleineren Durchmessers als der Ring 29 verwendet werden. Eine derartige Stütze sollte auch vertikal verstellbar sein, um der Konkavität oder Konvexität der zu stützenden Bleche zu entsprechen.
Fig. 4 zeigt Zubehör einer Schweißvorrichtung 9, beispielsweise einer Hochleistungs-MIG- Schweißvorrichtung, wobei von einer Rolle 32 zugeführter Schweißdraht zur Einbringung von Zusatzwerkstoff in die Schweißfuge an einer Schweißstelle verwendet wird. Insbesondere ist eine Reinigungsvorrichtung in Form einer Drehbürste 33 zum Entfernen von Verunreinigungen und schädlichen Teilchen aus der Fuge vorgesehen. Durch die Bürste 33 entfernte Stoffe werden in ein Rohr 34 gesaugt, in dem ein Luftstrom zur Abführung derartiger Stoffe aufrechterhalten wird. Eine Fugensensorvorrichtung 35 ist zwischen der Bürste 33 und der Schweißvorrichtung angeordnet. Ein Fräswerkzeug 36 ist zur Entfernung der Schweißnahtüberhöhung, die während des Schweißens gebildet wird und sich über den Flächen der miteinander verschweißten Bleche erstreckt, vorgesehen, wobei die Schneidspäne durch ein Rohr 37 abgesaugt werden. Ein ähnliches Saugrohr 38 führt den an der Schweißstelle 39 erzeugten Schweißrauch ab.
Die Blechdicke eines durch das beschriebene Verfahren hergestellten kugelförmigen Tanks beträgt in der Regel zwischen 20 und 70 mm, wobei in den oberen Bereichen des Tanks dünnere Bleche verwendet werden. Die Schweißfuge umfaßt zweckmäßigerweise symmetrisch positionierte X-Fugen mit Wurzelflächen. Der Wurzelbereich nimmt in der Regel von 40% bis 50% der Blechdicke ein. Der Fugenwinkel reicht von ca. 90º für dünnere Bleche bis ca. 70º für dickere Bleche.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind mehrere Modifikationen davon im Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche realisierbar.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Konstruktion aus miteinander verschweißten Metallblechen, z. B. Aluminiumblechen, (4, 5), bei dem man zwei gekrümmte Metallblechmittel auf einer kippbaren Stützstruktur (12a) mit zwei Blechrändern (21, 22) der Blechmittel nebeneinander abstützt, eine gekrümmte Schweißfuge mit sich über ihre Länge ändernder Neigung definiert und die beiden Blechränder durch Schweißen zusammenfügt, wobei man eine Schweißvorrichtung (17) entlang der Schweißfuge bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Miteinanderverschweißen der beiden Blechränder durch Normallagenschweißen ausgeführt wird, bei dem man die Stützstruktur (12a) so kippt, daß eine im wesentlichen konstante Neigung der gekrümmten Schweißfuge an der Position der Schweißvorrichtung (17), während letztere entlang der Schweißfuge bewegt wird, bereitgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Blechmittel durch Miteinanderverschweißen im wesentlichen flacher Metallbleche (4, 5) durch Normallagenschweißen unter Verwendung von sich entlang einer Schweißfuge bewegenden Schweißmitteln (9, 9a) gebildet wird, und daß die Blechmittel anschließend vor dem Zusammenfügen in eine gekrümmte Form gebogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Blechmittel (4, 5; 14, 15) vor dem Biegen in seine gekrümmte Form zu einer gewünschten Gestalt geschnitten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Miteinanderschweißen der Bleche durch Normallagenschweißen dadurch ausgeführt wird, daß die Schweißmittel (9, 9a) an einem Portalquerrahmen (8) mit verstellbarer Neigung beweglich angebracht sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißfuge zwischen den Blechen vor dem Miteinanderverschweißen der Bleche zur Bildung jedes Blechmittels durch Abbürsten gereinigt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbürsten durch eine Bürstvorrichtung (33) erfolgt, die sich vorzugsweise in einem Abstand von ca. einem halben Meter zu dem Schweißmittel (9) vor letzterem entlang der Schweißfuge bewegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Miteinanderverschweißen der Bleche zur Bildung des Blechmittels die so gebildeten Schweißnähte gefräst werden, um Schweißnahtüberhöhungen zu entfernen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fräsen durch ein Fräswerkzeug (36) erfolgt, das sich in Richtung der Schweißnaht hinter dem Schweißmittel (9) bewegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Blechmittel (4, 5) durch Miteinanderverschweißen der Bleche in einem Durchlauf auf einer Seite, Umdrehen der Blechmittel und Miteinanderverschweißen der Bleche in einem Durchlauf auf der anderen Seite gebildet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung jedes Blechmittels eine Saugbefestigungsvorrichtung die Bleche festhält und so gekippt wird, daß die Schweißfuge an der Schweißstelle bezüglich der Horizontalebene in einem Winkel von 4º bis 7º, vorzugsweise ca. 5º, in der Schweißrichtung nach oben ausgerichtet wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechränder (21, 22) vor dem Zusammenfügen geschnitten, z. B. maschinell bearbeitet, werden, um die Bildung einer genauen Schweißfuge zu ermöglichen.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kippbare Stützstruktur (12a) einen kippbaren Tisch enthält, der die miteinander zu verschweißenden Blechmittel trägt und beim Schweißen so gekippt wird, daß die Schweißfuge zwischen den gerade zusammengeschweißten Blechrändern an der Schweißstelle in einer Aufwärtsneigung von 4º bis 7º, vorzugsweise ca. 5º, in der Schweißrichtung ausgerichtet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechmittel durch ein ringförmiges Glied (29), das eine Abstützung entweder einer konvexen Seite oder einer konkaven Seite der Blechmittel gestattet, gestützt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Stützstruktur (30a, 30b) in der Mitte des ringförmigen Stützglieds (29) vorgesehen ist und Mittel zur Einstellung ihrer Höhenposition enthält.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, vor dem Zusammenfügen der Blechmittel, die Ränder (21, 22) der miteinander zu verschweißenden Blechmittel zur Herstellung der Blechränder fertigbearbeitet werden, indem die Bearbeitungstoleranz durch ein Formfräswerkzeug entfernt wird, das gleichzeitig Ränder zur Bereitstellung der Wurzelfläche der Schweißnaht und der Seiten der Schweißfuge bildet.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechränder (21, 22) abgeschrägt sind.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion einen großen, kugelförmigen LNG-Tank umfaßt.

18. Verfahren zur Herstellung eines großen, im wesentlichen kugelförmigen Behältnisses aus ebenen Aluminiumblechen mit einer Dicke in einem Bereich von ca. 20 mm bis ca. 70 mm, bei dem man

(a) durch Miteinanderverschweißen ebener Bleche (4, 5; 14, 15) durch Normallagenschweißen mittels einer Schweißvorrichtung (9), die an einem Portalrahmen (8) mit verstellbarer Neigung beweglich angebracht ist, mindestens eine erste und zweite ebene Blechanordnung herstellt;

(b) jede geschweißte ebene Blechanordnung zu einer Umfangsgestalt schneidet, die in das strukturelle Muster des Behältnisses paßt, mit Ausnahme einer Toleranz zur Bearbeitung in Schritt (d);

(c) jede Blechanordnung in eine teilkugelförmige Konfiguration biegt;

(d) jeweilige Ränder (21, 22) der ersten und der zweiten gebogenen Blechanordnung maschinell zu einem Profil bearbeitet, das sich für das Schweißen in Schritt (f) eignet;

(e) die erste und die zweite gebogene Blechanordnung so auf einer kippbaren Stütze (12a) positioniert, daß sie sich an ihren maschinell bearbeiteten Rändern (21, 22) entlang einer gekrümmten Schweißfuge treffen; und

(f) die erste und die zweite gebogene Blechanordnung durch Normallagenschweißen entlang der Schweißfuge miteinander verschweißt, während die Ausrichtung der gebogenen Blechanordnungen durch Einstellen der Kippstellung der kippbaren Stütze (12a) so eingestellt wird, daß während des Fortgangs des Schweißvorgangs entlang der Schweißfuge an der Schweißstelle eine im wesentlichen konstante Neigung der gekrümmten Schweißfuge bereitgestellt wird.

19. Verfahren zur Herstellung einer großen kugelförmigen gekrümmten Konstruktion aus ebenen Aluminiumblechen mit einer Dicke in einem Bereich von ca. 20 mm bis ca. 70 mm, bei dem man

(a) (i) durch derartiges Positionieren zweier ebener Bleche (4, 5), daß sie sich in einer Rand an Rand liegenden Beziehung entlang einer Linie treffen, die zur Horizontalen geneigt ist, eine erste ebene Blechanordnung bildet, und die ebenen Bleche (4, 5) durch Normallagenschweißen in einer nach oben verlaufenden Richtung entlang der Linie, an der sie sich treffen, miteinander verschweißt; (ii) durch derartiges Positionieren zweier weiterer ebener Bleche (14, 15), daß sie sich in einer Rand an Rand liegenden Beziehung entlang einer Linie treffen, die zur Horizontalen geneigt ist, eine zweite ebene Blechanordnung bildet und die weiteren ebenen Bleche durch Normallagenschweißen in einer nach oben verlaufenden Richtung entlang der Linie, an der sie sich treffen, miteinander verschweißt;

(b) jede ebene Blechanordnung zu einer Umfangsgestalt schneidet, die in das strukturelle Muster der kugelförmig gekrümmten Konstruktion paßt, mit Ausnahme einer Toleranz zur Bearbeitung in Schritt (d);

(c) jede ebene Blechanordnung zu einer teilkugelförmigen Konfiguration biegt;

(e) die erste und die zweite gebogene Blechanordnung so positioniert, daß sie sich an ihren maschinell bearbeiteten Rändern (21, 22) entlang einer bogenförmigen Linie treffen, die von einem ersten Ende der Linie aufwärts in Richtung eines zweiten Endes der bogenförmigen Linie verläuft; und

(f) die erste und die zweite gebogene Blechanordnung durch Normallagenschweißen in der Richtung entlang der bogenförmigen Linie von dem ersten Ende der bogenförmigen Linie zu ihrem zweiten Ende miteinander verschweißt, wodurch sich die Schweißstelle entlang der bogenförmigen Linie vorwärtsbewegt, während die Ausrichtung der gebogenen Blechanordnungen so verstellt wird, daß die Tangente zu der bogenförmigen Linie an der Schweißstelle zur Horizontalen geneigt bleibt, während sich die Schweißstelle ändert.