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Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung langer Arbeitsstücke aus
Stahl gegen Durchhängen bei der Wärmebehandlung Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur magnetischen Unterstützung langer stählerner
Arbeitsstücke von verhältnnsmäßig kleinem Querschnitt gegen das Durchhängen bei
der Wärmebehandlung, wenn die übliche Unterstützungsart durch mechanische Mittel
nicht angewendet werden kann. Arbeitsstücke solcher Art sind z. B. Rohre kleinen
Durchmessers, Stäbe oder Streifen aus Stahl, die oft mit einem Überzug aus anderem
Metall versehen sind und dann eire besonders schonende Behandlung erfordern. Dies
zu dem Zweck, daß das erweichte Merzugsmaterial nicht beim Förderndes Schweißgutes
durch Gleiten auf der Unterlage beschädigt oder abgestreift wird.
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Bekannt ist ein Verfahren, nach dem Glühgut während und nach der Wärmebehandlung
durch Einwirkung von Magneten eine Berichtigung seiner Form erfährt, wenn sich diese
durch Verziehen geändert hat. Die Einwirkung der Magnete ist also eine örtliche
und auf den ruhenden Gegenstand gerichtet.
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Es ist weiter bekannt, bei der Fertigung von Rohr mit Durchmessern
von etwa 3 bis 15 mm aus veredelten Stahlstreifen Sch-,veißmaschinen zu benutzen,
bei denen das Rohr zwischen zwei oder mehreren
Elektrodenpaaren,
denen in geeigneter Weise der Schweißstrom zufließt, hindurchgeführt wird, so .daß
es als elektrische .Widerstandsstrecke zwischen den äußeren Elektroden dient. Dabei
erwärmt es sich auf einebestimmte Temperatur, die Schweißtemperatur, die durch Regelung
der Stärke des elektrischen Stromes und der Durchgangsgeschwindigkeit des Rohres
genau abgestuft werden kann. Der Zweck ist, das Stahlrohr, dessen Wandung z. B.
aus mehreren Schichten. gebildet wird, mit Hilfe des aufgetragenen oder ,zugeführten
Metalls zu verschweißen und zu überziehen, wozu be@ispie-lsweise Kupfer dienen kann.
In diesem Fall ist es notwendig, den Schweiß- oder Lötvorgang in Schutzgas vorzunehmen,
damit keine Oxydation des Kupfers bei der anzuwendenden hohen Temperatur stattfindet.
Der Gebrauch einer Schutzgashülle setzt natürlidh ein 'Gehäuse voraus, das die Elektroden
und das durchzuführende Rohr in der Schweißzone und den angrenzenden Gebieten umgibt.
Gewöhnlich ist es unter Berücksichtigung der praktischen Verhältnisse, d. h. der
Schweißtemperatur und der Durchgangsgeschwindigkeit nicht möglich, .die Widerstandsstrecke
so kurz zu halten, daß eine Unterrstützung des innerhalb derselben weich werdenden
und zum Durchhängen neigenden Rohres entbehrlich ist. Die Anbringung metallener
oderkeramischer Stützen ist aber unstatthaft, weil durch diese das weich oder flüssig
werdende Kupfer von der Stahlaberfläcbe abgestreift oder wenigstens beschädigt würde.
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Durch den. Erfindungsgegenstand, wird diese Schwierigkeit überwunden,
indem das zu schweißende Stahlrohr in der Zone hoher Temperatur durch magnetische
Anziehung in gerader Richtung gehalten wird. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens
ist es, dabei das magnetische Feld zu benutzen, das durch den Schweißstrom in der
Umgebung des Rohres entsteht, Dadurch verrichtet der Strom eine zusätzliche Aufgabe,
die weder zur Erhöhung der Kosten noch zur Vermehrung der Arbeitsvorgänge führt.
Es kommt hinzu, daß die Vorrichtung von einfachem Aufbau ist und ihre Einwirkung
auf das zu stützende Rohr in einfacher Weise geregelt werden kann.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung.
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Abb. i ist in schematischer Darstellung ein Längsschnitt durch die
wichtigsten Teile einer .Schweißmaschine nebst einer Seitenansicht der den Erfindungsgegenstand
bildenden Teile; Abb. 2 ist eine Vorderansicht mit Querschnitt, hauptsächlich auf
die einzelnen Teile der magnetischen Vorrichtung bezüglich; Abb. 3 veranschaulicht
im vergrößerten Maßstab den Querschnitt eines Rohres, das aus einem veredelten Stahlstreifen
durch Längszusammenbiegen gewonnen wird und aus zwei Schichten bestecht, die durch
eine Übergangsschicht aus einem leichter schmelzenden .Metall miteinander verbunden.
sind.
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Die Schweißmaschine besteht in bekannter Weise und hinsichtlich ihrer
wichtigsten Teile aus den Rollenelektroden i, 2, 3, die auf ihren Umfangsflächen
mit einem Profil versehen sind, das zum Querschnitt des zu fördernden Rohres 4.
paßt. Der erforderliche Gegendruck auf dieses erfolgt durch kleinere Rollen 5, .6;
,7, die bzw. .den Elektroden i, 2, 3 gegenüber und nachgiebig angeordnet sind. Die
Förderung des Rohres 4 geschieht durch die motorisch, angetriebenen vor und hinter
Tier Schweißmaschine angebrachten Rollen B. Die Elektroden, i, 2, 3 sind an die
sekundäre Wicklung 9 eines Transformators angeschlossen, dessen primäre Wli,rklung,io
vom Netzstrom gespeist wird. Der Anschluß der Elektroden ist in der Weise vorgenommen,
daß die äußeren Elektroden i und 3 mittels der Leitungen iii an den einen Pol der
Sekundärwicklung g und die mittlere Elektrode 2 durch die Leitung ä2 an den anderen
Pol angeschlossen sind. Auf diese Weise entsteht zwischen den äußeren Elektroden
kein Spannungsunterschied, und es brauchen dieselben dadurch weder unter sich noch
gegen das Maschinengestell isoliert zu werden. Derjenige Teil des Rohres 4, in dem
bei der Schweißung eine hohe Temperatur herrscht, ist samt den Elektrodeni2, 6 und
3, 7 mit einem geeignet geformten Gehäuse 13 umgeben, in das Schutzgas unter
geringem Überdruck eingeleitet werden kann, das beim Betrieb an den beiden Enden
des Gehäuses 1.3 abbrennt. Dieses ist aus einem Nichteisenmetall gefertigt, damit
es an den ma:gnetischen Wirkungen nicht teilnimmt.
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Erfindungsgemäß ist parallel über dem zu schweißenden ,Stahlrohr 4
und außerhalb des Gehäuses 13 ein Stab 14 aus Weichstahl (s. auch Abb. 2) angeordnet,
der etwas remanenten Magnetismus enthält. Der Stab -ä4 kann, z. B. mittels Gewindespindeln
15, 116 und verbindender Gewindebuchsen 17, in der Höhenlage verstellt werden,
wobei die Gewindespindeln 15, 16 bzw. an einem ortsfesten Gestellteil 18 und an
-dem Stab 14 befestigt sind. Aus der Anordnung geht hervor, daß es zur Verstellung
notwendig ist, den Gewindespindeln 15, , 16 verschieden gerichtete Gewinde
zu geben.
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Beim Betrieb der Schweißmaschine wird, um ein Rohr etwas von der Querschnittsform
nach Abb. 3 zu verschweißen, zwischen den Elektroden i, 2, 3 im gleichmäßig durchgehenden
Rohr 4 eine Widerstandsstrecke für den Strom gebildet, wobei sich das Rohr 4 erwärmt.
Zugleich erzeugt der Strom, besonders auf der Strecke zwischen den Elektroden 2
und 3, ein starkes Magnetfeld, das den remanenten Magnetismus im Stahlstab 14 becinflußt
und infolgedessen eine gegenseitige Anziehung zwischen diesem und dem Rohr' 4 bewirkt.
Die Anziehung kann durch entsprechende Höhenverstellung des ,Stabes 14 geregelt
werden, so daß sie gerade ausreicht, das auf der Erstreckung zwischen den Elektroden
2 und 3 erweichte Rohr vor dem Durchhängen zu bewahren und in gerader Richtung zu
erhalten. Eine Unterstützung des Rohres 4 zwischen den Elektroden i und 2; wo der
elektrische Widerstand bereits wirksam ist, ist im allgemeinen nicht notwendig,
da beidem geringeren Abstand der Elektroden und ,der wesentlich
niedrigeren
Anlauftemperatur,die Gefahr deos Durchhängens des Rohres q. nicht gegeben ist.
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Die Erfindung ist mit Bezug auf ein Rohr erläutert, kann jedoch, wie
ohne weiteres ersichtlich ist, ebenso auf andere Arbeitsstücke, z. B.. Stangen oder
Stahlstreifen, angewendet werden.