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Verfahren und Vorrichtung zur Nachbehandlung von elektrisch stumpfgeschweißten
Quernähten, insbesondere für die fortlaufende Herstellung geschlossener oder offener
Profile dienendem Bandeisen Die Erfindung betrifft ein Verfahren oder eire Vorrichtung
zum Nachbehandeln von elektrisch stumpfgeschweißten Quernähten von Bandeisen, und
zwar insbesondere von solchem Bandeisen, aus welchem in nachfolgenden Arbeitsgängen
geschlossene oder offene Profile geformt werden. Beim elektrischen Stumpfschweißen
bilden sich bekanntlich durch das dem Schweißvorgang folgende Stauchen der miteinander
zu verbindenden Werkstücke beiderseits der Schweißnaht Schweißwülste von erheblichen
Abmessungen, welche vor allem in ihrem äußeren Bereich im wesentlichen aus verbranntem
und versprödetem Material besteht. Diese Schweißwülste müssen in aller Regel nach
dem Schweißen und Stauchen abgearbeitet werden, um auch im Bereich der Schweißnaht
und glatte Werkstückoberfläche zu erzielen und das Aussehen der Schweißnaht zu verbessern
sowie nicht zuletzt, um die Gefahr von Verletzungen durch den unregelmäßig und scharfkantig
geformten Schweißgrat zu beseitigen. Eine nachträgliche Entfernung der Schweißwulst
ist insbesondere dann erforderlich, wenn --- wie beim Gegenstand der Erfindung -
die Schweißstelle anschließend stärkeren Verformungen unterworfen wird und/oder
die Einhaltung einer gleichmäßigen Bandstärke über den gesamten Bereich der miteinander
verschweißten Teile notwendig ist.
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Die Entfernung der Schweißwulst hat man beim elektrischen Stumpfschweißen
von Bandeisenabschnitten bislang stets in der Weise vorgenommen, daß die Schweißwulst,
nachdem das Schweißen und Stauchen beendet war und die Schweißstelle die Stumpfschweißmaschine
verlassen hatte, mittels mechanischer Hilfsmittel, z. B. durch Abgratmesser, abgearbeitet
wurde. Diese bislang übliche Art der Entfernung der Schweißwulst von elektrisch
stumpfgeschweißten Bandeisenabschnitten weist jedoch eine Reihe wesentlicher Nachteile
auf.
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Zunächst muß beim Stumpfschweißen von Bandcisenstücken der Stauchdruck
eine gewisse Zeitspanne aufrechterhalten werden, um zu gewährleisten, daß die Schweißverbindung
- bevor der Stauchdruck aufgehoben wird - eine ausreichend hohe Warmfestigkeit erreicht
hat, damit die beim Lösen der Stauchbacken infolge Rückfederung der eingespannten
Bandeisenabschnitte auftretenden Zugspannungen aufgenommen werden können. Infolgedessen
hat sich zumindest der äußere Teil der Schweißwulst infolge seiner ungleichförmigen
und großen Oberfläche bereits weitgehend abgekühlt, bevor die Schweißverbindung
die Stumpfschweißvorrichtung verlassen kann. Würde man den Stauchdruck aufheben,
bevor die Schweiße auch im inneren Bereich der Schweißnaht eine ausreichende Warmfestigkeit
besitzt, so besteht die Gefahr, daß in diesem Bereich Spannungsrisse entstehen,
die zunächst vielfach nur als interkristalline Risse (sogenannte Mikrorisse) bei
starker Vergrößerung erkennbar sind, die jedoch bei stärkeren Verformungen der Schweißverbindung
bzw. größeren Temperaturunterschieden, insbesondere hohen Kältegraden, zu einem
Bruch an der Schweißstelle führen können. Daher läßt sich nicht vermeiden, daß sich
bei dem beim elektrischen Stumpfschweißen bislang allgemein üblichen Entgraten außerhalb
der Stumpfschweißmaschine die Schweißwulst bereits weitgehend abgekühlt hat, bevor
überhaupt mit ihrer Entfernung begonnen werden kann. Die Folge hiervon ist zunächst,
daß für die Entfernung des Schweißgrates verhältnismäßig große Kräfte erforderlich
sind und ein relativ starker Werkzeugverschleiß eintritt. Besonders nachteilig ist
jedoch, daß bei einem mechanischen Abgraten der bereits weitgehend erkalteten Schweißwulst
an der Bearbeitungsstelle zwangläufig in größerem Umfang Risse, Riefen und Kerben
entstehen, die bei einer nachfolgenden Verformung der in dieser Weise bearbeiteten
Schweißstelle leicht durch Kerbwirkung zu einer Bruchverformung führen. Außerdem
führt die mechanische Entfernung einer bereits stark erkalteten Schweißwulst zwangläufig
zu einer erheblichen Versprödung und Kaltverfestigung an der Bearbeitungsstelle.
Hierdurch sowie auch durch die Schweißurig kommt es zu erheblichen Festigkeitsunterschieden
zwischen dem Bereich der Schweißnaht
einerseits und den anschließenden
Bandeisenabschnitten andererseits, während das Schweißen außerdem bekanntlich nicht
unbeträchtliche Schrumpfspannungen im Nahtbereich zur Folge hat.
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Bei der Herstellung von geschlossenen oder offenen Profilen aus derart
im Stumpfschweißverfahren aneinandergeschweißten Bandeisenabschnitten werden die
geschweißten und entgrateten Quernähte erheblichen Beanspruchungen unterworfen,
die häufig zu Brüchen führen und daher einen hohen Ausschußanteil zur Folge haben,
ganz abgesehen von den hierdurch verursachten Betriebsstörungen.
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Es ist an sich bekannt, die Gefügeeigenschaften von im Stumpfschweißverfahren
hergestellten Schweißnähten durch eine nachträgliche Glühbehandlung zu verbessern.
Man hat ferner auch bereits vorgeschlagen, elektrisch stumpfgeschweißte Quernähte
von Metall- bzw. Eisenbändern nach dem Schweißen und Stauchen einer elektrischen
Wärmebehandlung zu unterziehen, welche in einer von der Stumpfschweißmaschine getrennten,
besonderen Vorrichtung durchgeführt wird und in die das Metallband nach Verlassen
der Schweißmaschine gesondert eingespannt werden muß. Dabei handelt es sich jedoch
nicht um ein Normalglühen, sondern um ein Spannungsfreiglühen bei verhältnismäßig
niedriger Temperatur, bei welcher keine Umkristallisation des Schweißgefüges eintritt.
Infolgedessen läßt sich auf diese Weise weder eine Gefügeverbesserung im Bereich
der Schweißstelle noch eine Beseitigung der dort vorhandenen Schrumpfspannungen
bzw. der erheblichen Festigkeitsunterschiede zwischen dem Schweißnahtbereich und
den anschließenden Bandeisenabschnitten erreichen, ganz abgesehen davon, daß durch
eine solche Nachbehandlung an der Nahtoberfläche entstandene Risse, Riefen oder
Kerben naturgemäß nicht beseitigt werden können. Außerdem ist diese bekannte Verfahrensweise
außerordentlich umständlich, da das Metallband nach dem Schweißen und Stauchen zur
Durchführung der Wärmebehandlung in eine besondere Vorrichtung umgespannt werden
muß, was sich beim Aneinanderschweißen von Bandabschnitten zur Herstellung von sehr
langen Bändern, die für die fortlaufende Herstellung von Profilen Verwendung finden
sollen, aus wirtschaftlichen Gründen nicht durchführen läßt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die eingangs beschriebenen
nachteiligen Eigenschaften von elektrisch stumpfgeschweißten und anschließend entgrateten
Quernähten von aneinandergeschweißten Bandeisenabschnitten zu beseitigen, die sich
vor allem dann als äußerst störend erweisen, wenn aus derart aneinandergeschweißten
Bandeisenstücken anschließend in einem kontinuierlichen Verfahren geschlossene oder
offene Profile hergestellt werden. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung
von einer Verfahrensweise aus, bei welcher die Schweißwulst nach dem Schweißen und
Stauchen mechanisch, z. B. durch Hobeln, abgearbeitet und der Quernahtbereich sodann
auf mechanischem Wege einer weiteren Verformung unterzogen wird, und kennzeichnet
sich dadurch, daß die Schweißwulst im Bereich der Stumpfschweißvorrichtung zunächst
nur auf einem Teil ihrer Höhe bis zur Bildung einer gegenüber der Bandoberfläche
nur um ein geringes Maß gleichmäßig überstehenden Rippe (von z. B. einem Fünftel
bis einem Zehntel der Bandstärke) abgearbeitet wird, worauf der Bereich der Schweißnaht
einer nochmaligen Erhitzung, und zwar auf Normalglüh- bzw. Anlaßtemperatur, unterworfen
und in dieser Hitze die über die Bandoberfläche vorstehende Rippe mechanisch, insbesondere
durch eine Walzvorrichtung, in die Bandebene hineingepreßt wird. Hierbei können
im Gegensatz zu der vorstehend behandelten bekannten Arbeitsweise ohne weiteres
sämtliche Verfahrensstufen der Nachbehandlung oder aber zumindest ein Teil derselben
innerhalb der Stumpfschweißmaschine durchgeführt werden. Hierdurch ergibt sich eine
erhebliche Vereinfachung und Beschleunigung des Arbeitsablaufs, die vor allem dann
von Bedeutung ist, wenn aus den erfindungsgemäß aneinandergeschweißten und nachbehandelten
Bandeisenabschnitten in einem kontinuierlichen Verfahren endlose Bänder hergestellt
und aus diesen geschlossene oder offene Profile geformt werden.
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Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird im Gegensatz
zu allen bekannten Entgratungsverfahren lediglich der obere, im wesentlichen aus
verbranntem und versprödetem Material bestehende Teil der Schweißwulst mechanisch
abgearbeitet, während eine Rippe von geringer Höhe stehenbleibt, die ausschließlich
aus gesundem Material besteht. Da die mechanische Entfernung des oberen Teiles der
Schweißwulst ebenfalls im Gegensatz zu den bekannten Arbeitsweisen noch im Bereich
der Stumpfschweißvorrichtung erfolgt, kann mit dem Entgraten begonnen werden, bevor
eine stärkere Abkühlung der Schweißwulst zumindest in dem Bereich, in dem die Abgratwerkzeuge
angreifen, erfolgt ist. Dieses unter weitgehender Ausnutzung der Schweißwärme erfolgende
Abgraten läßt sich zunächst mit wesentlich einfacheren Werkzeugen und Vorrichtungen
vornehmen, als dies bei einer völligen oder weitgehenden Abkühlung des Schweißgrates
möglich ist. Außerdem kommt man mit einem überraschend geringen Kraftaufwand und
Werkzeugverschleiß aus. Schließlich hat die Entfernung des äußeren Bereiches der
Schweißwulst innerhalb der Stumpfschweißvorrichtung, d. h. unter Ausnutzung der
Schweißwärme, den Vorteil, daß die Gefahr einer Materialversprödung bzw. Kaltverfestigung
durch das Abgraten bzw. einer Entstehung von Kerben, Rissen oder Riefen an der Bearbeitungsstelle
wesentlich geringer ist als bei dem Entfernen einer Schweißwulst, die bereits weitgehend
erkaltet ist.
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Obwohl bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren die mechanische
Entfernung des oberen Teiles der Schweißwulst unter Ausnutzung der Schweißhitze,
d. h. bei relativ hoher Temperatur, erfolgt, läßt sich trotzdem eine gewisse, wenn
auch nur geringe Kaltverfestigung im Bereich der Bearbeitungsstelle nicht vermeiden.
Diese Kaltverfestigung bzw. die damit verbundenen nachteiligen Gefügeveränderungen
werden jedoch bei dem Verfahren nach der Erfindung durch das abschließende Erhitzen
der Schweißnaht auf Normalglüh- bzw. Anlaßtemperatur wieder rückgängig gemacht,
wobei gleichzeitig die durch die Schweißung hervorgerufenen Festigkeitsunterschiede
und Spannungen im Bereich der Schweißnaht beseitigt werden.
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Es hat sich gezeigt, daß bei einer mechanischen Entfernung des äußeren
Bereiches der Schweißwulst sämtliche aus versprödetem und verbranntem Material bestehenden
Teile der Schweißwulst entfernt werden und daß für das anschließende Hineinpressen
in
die Schweißnaht lediglich solche Teile der Schweißwulst stehenbleiben, die sich
hinsichtlich ihrer Werkstoffeigenschaften und ihrer Gefügestruktur von dem Kern
der Schweißnaht praktisch nicht unterscheiden. Es besteht somit nicht die geringste
Gefahr, daß das Gefüge im Bereich der Schweißstelle durch Hineinpressen von verbranntem
und versprödetem Werkstoff verschlechtert wird.
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Der besondere Vorteil des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens
besteht jedoch darin, daß durch das in der Normalisierungs- bzw. Anlaßhitze erfolgende
Hineinpressen der kleinen, ausschließlich aus gesundem Werkstoff bestehenden Restwulst,
d. h. einer geringen noch von der Glühbehandlung heißen Werkstoffmenge, in die gleichfalls
noch heiße Schweißnaht sich eine bislang kaum für möglich gehaltene Verbesserung
des Gefüges und der Festigkeitseigenschaften im Nahtbereich erreichen läßt. Insbesondere
wird hierdurch eine weitgehende Angleichung der Werkstoffeigenschaften, insbesondere
der Zugfestigkeit, sowie der Gefügestruktur im Bereich der Schweißnaht an die entsprechenden
Eigenschaften der anschließenden Bandabschnitte erreicht. Untersuchungen haben gezeigt,
daß es mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens ohne weiteres möglich
ist, die Zugfestigkeitsdifferenzen zwischen der Schweißnaht und den angrenzenden
Bandeisenabschnitten auf etwa 5 bis 10 % der Festigkeitswerte des Bandeisens zu
begrenzen, während sich ohne weiteres eine solche Angleichung des Schweißnahtgefüges
an das Bandeisengefüge erreichen läßt, daß bei dreihundertfacher Vergrößerung unter
dem Mikroskop der Übergang zwischen Schweißnaht und Bandeisen nicht mehr erkennbar
ist.
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Es hat sich erwiesen, daß stumpfgeschweißte Quernähte von Bandeisen,
die in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Weise behandelt sind, den erheblichen
Beanspruchungen, wie sie bei der fortlaufenden Herstellung geschlossener oder offener
Profile aus derart aneinandergeschweißten Bandeisenstücken auftreten, vollauf gewachsen
sind, so daß die bislang nicht zu vermeidenden häufigen Bruchverformungen im Bereich
dieser Schweißnähte mit Sicherheit vermieden werden.
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Es ist bekannt, Metallplatten stirnseitig mittels einer Rollennahtschweißmaschine
aneinanderzuschweißen und diese anschließend auf elektrischem Wege auf Walztemperatur
zu erhitzen, bevor sie in einem Walzwerk auf die gewünschten Endabmessungen heruntergewalzt
werden. Bei einer Rollennahtschweißung liegen jedoch hinsichtlich der gesamten Arbeitsweise
sowie auch hinsichtlich der Ausbildung und Eigenschaften der Schweißnaht völlig
andere Verhältnisse vor als bei einer Stumpfschweißung. Während es bei einer Rollennahtschweißung
in der Regel ohne weiteres möglich ist, die Entstehung einer Schweißwulst ganz zu
unterbinden bzw. deren Größe so gering zu halten, daß eine nachträgliche Entfernung
derselben nicht erforderlich ist, entstehen beim Stumpfschweißen durch das zum Schweißvorgang
folgende Stauchen Wülste von erheblichen Abmessungen, die in ihrem äußeren Bereich
praktisch ausschließlich aus verbranntem und versprödetem Material bestehen und
deren nachträgliche Entfernung unumgänglich notwendig ist. Sofern es bei einer Rollennahtschweißung
überhaupt zu einer Bildung eines kleinen Schweißgrates kommt, besteht dieser - im
Gegensatz zu der Wulst einer Stumpfschweißung - aus gesundem Material, so daß bei
der vorerwähnten bekannten Anlaßweise naturgemäß keine Bedenken dagegen zu bestehen
brauchen, bei dem abschließenden Herunterwalzen der durch Rollennahtschweißung aneinandergeschweißten
Metallplatten die sich möglicherweise ausbildende kleine Schweißwulst in die Schweißnaht
mit hineinzuwalzen. Derartige Rollennahtschweißungen sind jedoch, abgesehen davon,
daß sie im Gegensatz zu einer elektrischen Stumpfschweißung eine sehr sorgfältige
Bearbeitung und Vorbeliandlung der Schweißflächen erfordern, auch bei sehr sorgfältiger
Ausführung gegen nachfolgende Verformungen recht empfindlich. Infolgedessen läßt
sich eine Rollennahtschweißung für das Aneinanderschweißen von Bandeisenabschnitten,
aus denen in einem anschließenden Arbeitsgang geschlossene oder offene Profile hergestellt
werden, nicht verwenden.
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Es ist ferner bei einer Rollennahtschweißung von längsgeschweißten
Rohren bekannt, die nur wenig über die Rohrinnen- und -außenfläche vorstehende und
aus gesundem Material bestehende Wulst in ihrer Gesamtheit in die Schweißnaht hineinzuwalzen.
Dieses Hineinpressen der Schweißwulst soll allerdings bei verhältnisrläßig niedrigen
Temperaturen erfolgen, so daß zwangläufig eine erhebliche Kaltverfestigung bzw.
Versprödung im Bereich der Bearbeitungsstelle eintritt. Infolgedessen sowie infolge
der durch die Schweißung bedingten Festigkeits- und Gefügeveränderungen weist daher
der Schweißnahtbereich gegenüber den anschließenden Rohrabschnitten eine sehr unterschiedliche
Gefügestruktur und stark abweichende Festigkeitseigenschaften auf. Ein derartiges
Schweiß- und Nachbehandlungsverfahren ist daher für die Quernähte von Bandeisenabschnitten,
die anschließend fortlaufend zu offenen oder geschlossenen Profilen weiter verformt
werden sollen, völlig ungeeignet, da in erheblichem Umfang mit der Entstehung von
Rissen oder Brüchen im Bereich der Schweißstellen gerechnet werden müßte.
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Ein vollständiges Hineinpressen der Schweißwulst bei verhältnismäßi-
niedrigen Temperaturen, wie es bei der Rollennahtschweißung von Metallplatten und
längsgeschweißten Rohren zum Stande der Technik gehört, wäre bei elektrisch stumpfgeschweißten
Quernähten von Bandeisenabschnitten schon allein wegen des hierzu erforderlichen
sehr großen Kraftbedarfes praktisch kaum zu verwirklichen. .Außerdem würde ein solches
Hineinpressen der ganzen Schweißwulst bei elektrisch stumpfgeschweißten Nähten zwangläufig
zu einem Hineinpressen von verbranntem und versprödetem Material in die Schweißnaht
und damit zu einer untragbaren Gefügeverschlechterung und Schwächung der Schweißverbindung
führen.
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Schließlich ist es beim autogenen Schweißen bekannt, den entstehenden
Schweißgrat nach dem Schweißen beispielsweise durch Hämmern in die Schweißnaht hineinzupressen
und im Anschluß hieran die Schweißnaht e_ner Glühbehandlung zu unterziehen, durch
die die durch die Schweißung sowie das Hineinpressen der Schweißwulst bewirkten
nachteiligen Gefügeveränderungen im Bereich der Schweißnaht wieder rückgängig gemacht
werden sollen. Beim autogenen Schweißen ist es jedoch zum Gegensatz zum elektrischen
Stumpfschweißen beispielsweise Verwendung geeigneter Flußmittel
oder
einer reduzierenden Flamme ohne weiteres möglich, die Schweißstelle in ausreichendem
Maße gegen Oxydation zu schützen, so daß die außerdem in aller Regel nicht sehr
große Schweißwulst unbedenklich in ihrer Gesamtheit in die Schweißnaht hineingepreßt
werden kann. Ein solches vollständiges Hineinpressen oder Einwalzen der Schweißwulst
wäre jedoch bei einer elektrisch stumpfgeschweißten Naht - wie vorstehend ausgeführt
- mit schwerwiegenden und eine praktische Verwirklichung dieses Gedankens ausschließenden
Nachteilen verbunden, die sich auch durch eine anschließende Glühbehandlung nicht
beseitigen lassen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Verfahrens erfolgt die Erhitzung des Bereiches der Schweißnaht auf Normalglüh- bzw.
Anlaßtemperatur mittels der Schweißelektroden. Auf diese Weise ergibt sich nicht
nur eine besonders einfache Ausbildung der kombinierten Stumpfschweiß- und Nachbehandlungseinrichtung,
sondern auch eine besonders zweckmäßige Arbeitsweise, die vor allem für ein mit
hoher Durchsatzleistung sowie kontinuierlich arbeitendes Herstellungsverfahren von
Vorteil ist. In diesem Falle würde nämlich nicht nur das Schweißen und Stauchen
der Schweißnaht sowie das anschließende mechanische Abgraten des äußeren Bereiches
der Schweißwulst innerhalb der Stumpfschweißvorrichtung erfolgen, sondern auch das
hierauf folgende Erhitzen des Nahtbereiches auf Normalglüh- bzw. Anlaßtemperatur
und das in dieser Hitze vorgenommene Hineinpressen der stehengebliebenen Restwulst
in die Bandebene.
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Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht
darin, daß die Stumpfschweißmaschine mit einer Hobelvorrichtung sowie einer Glättvorrichtung
ausgerüstet ist, welche zwischen den etwa parallel zur Schweißnaht angeordneten
Elektrodenbacken der Stumpfschweißmaschine quer zur Bandlängsrichtung verschieblich
geführt ist. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, die verschiedenen Stufen
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens in zwei hintereinandergeschalteten
Vorrichtungen durchzuführen. In diesem Falle wird die Stumpfschweißmaschine zweckmäßig
mit einer zwischen ihren Elektrodenbacken quer zur Bandlängsrichtung verschieblich
geführten Hobelvorrichtung ausgerüstet, welcher in Bandlängsrichtung eine mit einer
gesonderten Erwärmungsvorrichtung versehene, quer zur Bandlängsrichtung verschieblich
geführte Glättvorrichtung nachgeschaltet ist. Der Glättvorrichtung können hierbei
gesonderte, als Elektroden für die Glühbehandlung der Schweißnaht dienende Spannbacken
zugeordnet sein. Ferner ist es möglich, die Glättvorrichtung an ihrem Kopfende mit
Heizelektroden auszurüsten, welche mit der Glättvorrichtung quer zur Längsrichtung
des Bandes bewegbar sind und welchen in stetig gleichbleibendem Abstand die nachgeschalteten
Glättwalzen folgen. Eine solche Unterteilung der einzelnen Stufen des erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Verfahrens auf zwei hintereinandergeschaltete Vorrichtungen erfordert
allerdings eine gut eingearbeitete Bedienungsmannschaft.
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Die Erhitzung der Schweißnaht auf Anlaß- bzw. Normalglühtemperatur
kann auf widerstandselektrischem oder induktivem Wege vorgenommen werden. Die jeweils
zweckmäßigste, von der Art des verwendeten Bandwerkstoffes abhängige Glühtemperatur
läßt sich hierbei mit Hilfe bekannter Mittel in einfacher Weise einstellen.
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Wenngleich das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung mit
besonderem Vorteil bei der kontinuierlichen Rohr- oder Profilherstellung anwendbar
sind, so läßt sich der Erfindungsgedanke aber auch für die Nachbehandlung der Schweißnähte
von solchen Bandeisenabschnitten oder Platten anwenden, die für andere Zwecke bestimmt
sind.
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In den Zeichnungen ist die Durchführung des Verfahrens sowie der Aufbau
geeigneter Vorrichtungen schematisch veranschaulicht.
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F i g. 1 zeigt die Anordnung einer Schweiß- und Glättvorrichtung zwischen
einer kleinen und einer großen Haspel; F i g. 2 zeigt im Schema eine Vorrichtung
zur Herstellung von Rohren aus Bandeisen unter Einbeziehung der Stumpfschweiß- und
Glättmaschine; F i g. 3 zeigt eine Stumpfschweißmaschine, welcher eine Hobel- und
eine Glättvorrichtung zugeordnet sind; F i g. 4 zeigt die Hintereinanderschaltung
von Hobelvorrichtung und Glättvorrichtung unter Ausnutzung der Stumpfschweißvorrichtung
zur Wiedererwärmung der Schweißnaht; F i g. 5 ist eine Seitenansicht einer Glättvorrichtung,
die quer zur Bewegungsrichtung des Bandes verschieblich ist; F i g. 6 zeigt eine
weitere Anordnung, gemäß welcher eine Stumpfschweißmaschine und eine Glättvorrichtung
auf verschiedenen Grundrahmen hintereinander angeordnet sind; F i g. 7 zeigt im
senkrechten Längsschnitt einen Teil eines stumpfgeschweißten Bandes im Bereich der
Glättvorrichtung; F i g. 8 zeigt sinngemäß F i g. 6 eine Anordnung von Stumpfschweißmaschine
und Glättvorrichtung, wobei allerdings dem verschieblichen Teil der Glättvorrichtung
die Heizvorrichtung unmittelbar zugeordnet ist; F i g. 9 zeigt eine Seitenansicht
der Glättvorrichtung gemäß F i g. 8; F i g. 10 zeigt die Lage des zur Banderwärmung
verwendeten Transformators nach F i g. 9, und zwar von der Kopfseite gesehen; F
i g. 11 und 12 zeigen in Draufsicht und Seitenansicht die Lage von Erwärmungselektroden
an den Bandlängsseiten.
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F i g. 1 veranschaulicht eine Vorrichtung, welche ausschließlich dazu
dient, kleine Bandrollen 1 aneinanderzuschweißen, damit in späteren, beispielsweise
in F i g. 2 dargestellten Vorrichtungen bereits ein Band größerer Länge zur Verarbeitung
gebracht werden kann. So ist die in F i g. 1 dargestellte große Bandrolle 2 auf
dem Bock 3 gemäß F i g. 2 veranschaulicht. In der Vorrichtung gemäß F i g. 2 wird
das Bandeisen 4 nach dem Passieren der Entzunderungsvorrichtung 5 in einer Formmaschine
6 zu einem Schlitzrohr gebogen, das in der Schweißmaschine 7 geschlossen wird. Dieses
Rohr wird anschließend durch die Kalibriervorrichtung 8 hindurchbewegt und auf der
nachgeschalteten Vorrichtung 9 mittels einer Säge in Abschnitte unterteilt.
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Sowohl bei der Vorrichtung nach F i g. 1 als auch bei der Rohrform-
und Schweißmaschine nach F i g. 2 ist eine Stumpfschweißmaschine 10 mit nachgeschalteter
Glättvorrichtung 11 vorgesehen. In der Stumpfschweißmaschine
werden
die einzelnen angelieferten kleinen oder gegebenenfalls großen Bandrollen aneinandergefügt,
während mittels der Glättvorrichtung die Naht nachbehandelt wird.
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Der Aufbau der Stumpfschweiß- und Glättvorrichtung ist in den nachfolgenden
F i g. 3 bis 12 an verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten veranschaulicht. Bei dem
Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 werden die beiden zu verschweißenden Bandenden
in die Spannbacken 12 eingespannt, die gleichzeitig als Kontaktkörper für die Stromzuführung
ausgebildet sind. In Verlängerung der Schweißnaht 13 ist auf der einen Bandseite
eine Hobelvorrichtung 14 vorgesehen, die über die Naht hinwegbewegt wird
und dabei eine glatte Oberfläche, d. h. eine in einer Ebene liegende Oberfläche,
herstellt. Dieses Abhobeln wird so weit durchgeführt, daß noch eine Restwulst oder
Rippe stehenbleibt, die bezüglich der senkrecht zur Bandoberfläche gemessenen Stärke
beispielsweise ein Fünftel bis ein Zehntel der Bandstärke beträgt. Es sind allerdings
auch andere Bemessungen möglich. Wesentlich ist nur, daß eine genügende Materialmenge
zur Verfügung bleibt, die bei dem späteren Glättvorgang bis zur normalen Bandoberfläche
niedergedrückt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite der Hobelvorrichtung 14 ist
die Glättvorrichtung 15 vorgesehen, die in Richtung der Quernaht hin- und herbewegbar
ist. Die Glättvorrichtung besteht aus Walzenpaaren, die gemäß Fi g. 5 angeordnet
sein können. Die Verwendung von Glättwalzen ist wegen der gleichmäßigen Niederdrückung
der Wulst von Vorteil, jedoch besteht auch die Möglichkeit, eine Einrichtung zu
verwenden, die beispielsweise hammerartige Bewegungen ausführt und dadurch die Restwulst
in die Bandebene hineinhämmert.
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Der Vorrichtung nach F i g. 3 ist eine nicht dargestellte Schaltung
zugeordnet, mit welcher nach dem Hobelvorgang die Backen 12 nochmals an das Stromnetz
angeschlossen werden, derart, daß eine Erwärmung der Naht 13 eintritt, die für den
anschließenden Glättvorgang ausreicht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 sind in einem Grundrahmen
die Stumpfschweißmaschine und die Glättvorrichtung hintereinandergeschaltet. Die
Hobelvorrichtung 14 und die Glättvorrichtung 15 können auf derselben Seite des Bandes
angeordnet sein. Die der Stumpfschweißmaschine zugeordneten Haltebacken 12 können
auch hier wieder zur vorbereitenden Erwärmung für die Glättvorrichtung ausgenutzt
werden. Zweckmäßiger ist aber die Verwendung besonderer Haltebacken 16, die nur
mit einer Schaltvorrichtung verbunden sind, die eine überhitzung der Naht für die
Zwecke des nachfolgenden Glättens ausschließt.
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F i g. 6 entspricht der Grundanordnung nach F i g. 4. Es - sind nur
die beiden Vorrichtungen getrennt voneinander angeordnet. F i g. 7 zeigt an einem
senkrechten Längsschnitt die Lage der Glättrollen an der Ober- und Unterseite der
Bandeisenenden. Es ist eine etwas verstärkte Schweißwulst veranschaulicht, die durch
die Ober- und Unterwalzen der Glättvorrichtung 15 bis in die normale Bandstärke
niedergewalzt wird. Die zu beiden Seiten der Quernaht 13 vorgesehenen Spannbacken
16 bestehen aus einem Oberteil, welcher aus Stahl gebildet ist, und aus Unterteilen
aus Kupfer. Die Unterteile sind mit den Polen eines Transformators verbunden. Nach
Einschalten des Stromes fließt dieser in Richtung der gestrichelten Linie durch
das Blech und die Naht, wobei dieser zwischen den Backen liegende Bereich in der
gewünschten Weise erhitzt wird.
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F i g. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher am Kopfende der Glättvorrichtung
ein Ringkern-Transformator 17 befestigt ist. Dieser Transformator wälzt sich mit
seinen beiden Elektroden beiderseits der Naht quer über das Band; durch Regelung
der Bewegungsgeschwindigkeit der Glättvorrichtung kann die gewünschte Temperatur
bestimmt werden. Ferner folgt der Erwärmung in stets gleichbleibendem Abstand das
die Glättung bewirkende Werkzeug.
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F i g. 11 und 12 zeigen eine weitere Ausführungsform für die Erwärmung
der Naht. Es sind in diesem Falle die Klemmbacken an den Enden der Quernaht vorgesehen,
so daß der Strom in Längsrichtung der Naht fließt.