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DE3837911A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbinden des endes eines rohrfoermigen werkstueckes mit einem formteil gleicher geometrischer beschaffenheit - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verbinden des endes eines rohrfoermigen werkstueckes mit einem formteil gleicher geometrischer beschaffenheit

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DE3837911A1
DE3837911A1 DE19883837911 DE3837911A DE3837911A1 DE 3837911 A1 DE3837911 A1 DE 3837911A1 DE 19883837911 DE19883837911 DE 19883837911 DE 3837911 A DE3837911 A DE 3837911A DE 3837911 A1 DE3837911 A1 DE 3837911A1
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welding
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clamping head
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Friedel Paul Kalberg
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zun Verbinden des Endes eines rohrförmigen Werkstückes, insbesondere zylindrischen Rohres von im Verhältnis zum Durchmesser großer Länge, mit einem Formteil gleicher geometrischer Beschaffenheit im Stumpfstoß mittels Umfangsschweißen, wobei das Werkstück und das Formteil von innen mittels eines Spannkopfes gemeinsam gespannt werden und eine Relativbewegung zwischen Schweißkopf und Werkstück/Form­ teil erfolgt, sowie eine Vorrichtung mit einem von innen gegen die zu verbindenden Teile (Werkstück/Formteil) anliegenden und diese lösbar vereinigenden Spannkopf sowie einer vorzugsweise höhenverstellbaren Schweißkopf­ einrichtung.
Beim Herstellen von Verbindungen zwischen Rohren mit Formteilen, bei denen es sich um Flansche, Bordscheiben, Rohrbogen (Krümmer) od.dgl., aber auch um Rohrstücke handeln kann, sind heute in der Praxis im wesentlichen zwei Verfahren im Einsatz, bei denen jeweils der Schweiß­ kopf bewegt wird und die zu verbindenden Stücke festge­ halten werden.
Bei einem dieser Verfahren handelt es sich um das her­ kömmliche Handschweißen, bei dem die zu verbindenden Werkstücke eingespannt werden und der Schweißkopf/Bren­ ner um die Verbindungsstelle herumgeführt und die Schweißnaht erzeugt wird. Die Qualität der Verbindung ist hierbei weitestgehend von der Fertigkeit des Schwei­ ßers abhängig.
Im Zuge der Mechanisierung ist als zweites wesentliches Verfahren das Orbitalschweißen bekannt geworden, bei dem der Schweißkopf bzw. das Schweißwerkzeug maschinell um das Werkstück herumgeführt wird (DE-GM 85 02 277). Der dabei zu treibende maschinelle Aufwand ist beträchtlich, denn die erforderliche Vorrichtung umfaßt eine an dem Werkstück anzuordnende Orbitalzange, die den Schweißkopf hält, eine Steuerung für die Bewegung dieser Zange und eine Spezial-Stromquelle für die Schweißstromversorgung.
Erfolgt dieses Orbitalschweißen im WIG-Verfahren (Wol­ fran-Inert-Gas-Schweißen), so muß im Bereich der Verbin­ dungsstelle Inertgas zugeführt werden, und es sind Strom­ stärken von 80 bis 120 A erforderlich. Die Zuführung dieses Inert- bzw. Schutzgases erfolgt von außen her über im Bereich des Schweiß- oder Brennerkopfes angeord­ nete Düsen, und gleichzeitig wird vom Inneren der zu verbindenden Werkstücke her Schutzgas zugeführt, wobei der Innenraum mit Schutzgas gefüllt wird. Der Verbrauch an verhältnismäßig teuerem Schutzgas ist beträchtlich. Das Orbitalschweißen erfordert für die Nahtvorbereitung einen erheblichen Zeitaufwand, weil keine größeren Luft­ spalte vorhanden sein dürfen, die die Qualität der Naht beeinträchtigen würden. Diese Nahtvorbereitung wiederum bedingt relativ teuere Schneidvorrichtungen wie Sägen oder entsprechende teuere Vorbereitungsverfahren wie Plandrehen, Schleifen etc. Ein Einsatz auf Baustellen ist bei diesem wie bei dem erstgenannten bekannten Ver­ fahren äußerst kompliziert und aufwendig und damit weit­ gehend nicht praktikabel.
Um höhere Genauigkeiten beim Ausrichten der Verbindungs­ stelle zum Schweißkopf zu erzielen und außerdem den Schutzgasverbrauch beim WIG-Schweißen zu reduzieren, ist ein Spannkopf entwickelt worden (DE-GM 86 17 402), der mit Hilfe von druckbeaufschlagbaren Backen von innen die Werkstücke in bezug auf die Verbindungsstelle zentriert, spannt und außerdem die Zufuhr des Schutzgases (Formier­ gases) an die Wurzel der Verbindungsstelle übernimmt. Diese Spannvorrichtung hält die zu verbindenden Werk­ stücke fest eingespannt und ist mit den erforderlichen Versorgungsquellen für Schutzgas und Spannfluid verbun­ den.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen unter Be­ seitigung der Nachteile der bekannten Stumpfstoß-Verbin­ dungsmöglichkeiten in technisch-konstruktiv einfacher Weise und damit preiswert qualitativ hochwertige Schweiß­ stellen, wie sie insbesondere für Edelstahlrohre zum Zwecke der Korrosionsbeständigkeit in zahlreichen Indu­ striezweigen erforderlich sind, hergestellt werden kön­ nen, und zwar unter Gewährleistung einer möglichst uni­ versellen Einsetzbarkeit, insbesondere auch auf Baustel­ len.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, daß der Schweißkopf in vorbestimmbarer Position zum Umfang von Werkstück und Formteil einge­ stellt und fixiert wird und daß Werkstück und Formteil beim Schweißvorgang über ihre Einspannung mit Hilfe des Spannkopfes gegenüber dem Schweißkopf gedreht werden, wobei der Spannkopf fliegend gelagert angetrieben wird und zwischen Lagerung und Spannkopf eine Stützung der Spannkopfhalterung und/oder des Werkstücks erfolgt. Bei der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spannkopf fliegend drehbar am Ende eines langgestreckten angetriebenen Trägers, vorzugsweise Hohlträgers, gela­ gert ist, der Versorgungsleitungen für ein Spannfluid und beim Schweißen erforderliche Fluide aufnimmt, wobei dieser Träger mit einer ortsfesten Versorgungsquelle dichtend in Wirkverbindung steht, und daß entlang der Längserstreckung des Trägers mindestens ein Stützelement zur frei drehbaren Stützung/Lagerung des Trägers und/ oder eines der zu verbindenden Werkstücke angeordnet ist.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbe­ sondere darin, daß man neben kurzen Werkstücken in ein und derselben Vorrichtung auch solche von Standardlängen (heute üblicherweise sechs Meter) im Stumpfstoß mit anderen, entsprechenden Teilen verbinden kann, ohne daß eine zusätzliche Aufnahme der Werkstücke in fester Ein­ spannung außerhalb des Spannkopfes erforderlich wäre. Damit wird es also möglich, neben Werkstücken bis zu wenigen Zentimetern Länge auch die genannten großen Längen in einer Vorrichtung ohne Veränderung des Schweiß­ kopfes aufzunehnen und zu bearbeiten, wobei gleichzeitig in vorteilhafter Weise das Werkstück auf dem Spannkopf gespannt und auf Länge zugeschnitten, die Verspannung ge­ löst, das Werkstück über den Spannkopf in die Schweiß­ position verschoben sowie das Formteil gegen die Trenn­ flächen in Anlage gebracht werden kann, worauf beide Teile gemeinsam verspannt werden können und die Schweiß­ verbindung erzeugt werden kann. Die Vorbereitung der Verbindungsstelle und das Verbinden/Schweißen können also in einem kontinuierlichen Arbeitsgang hintereinan­ der geschaltet in einer Vorrichtung vorgenommen werden. Somit läßt sich in einem Zuge eine Verbindung zwischen rohrförmigen Gegenständen kleinster bis größter heute verarbeitbarer Längen in einer Anordnung unter Verwen­ dung von Inertgas-Schweißverfahren erzeugen, bei denen durch die konzentrierte Zufuhr des Schutzgases zu der Verbindungsstelle ein Schweißen mit niedrigen Strömen möglich ist. Während nämlich bei herkömmlichen WIG- Schweißverfahren das Rohr mit dem Schutzgas gefüllt wer­ den mußte, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung mög­ lich, bei rotierender Anordnung des Werkstückes die Zufuhr des Formier- oder Schutzgases ganz auf die Wurzel der Verbindungsstelle zu konzentrieren und dadurch die üblichen Schweißstromstärken von größenordnungsmäßig 80 bis 120 A bei Rohren von 2 bis 2,5 mm Wandstärke auf weniger als die Hälfte, d.h. unter 40 A zu reduzieren. Dadurch wird in hohem Maße der Korrosionsgefahr entgegen­ gewirkt, indem für eine schnelle und konzentrierte Wärme­ abfuhr gesorgt ist und somit eine Beeinflussung des Materialgefüges des Rohrmantels sehr gering gehalten werden kann.
Um in einfacher Weise Werkstücke unterschiedlicher Durch­ messer und zugleich den Träger, der gegenüber den Werk­ stücken in aller Regel einen geringeren Durchmesser haben wird, lagern zu können, werden das oder die Stütz­ elemente vorzugsweise stufenlos höhenverstellbar ausge­ bildet, wobei sie zweckmäßigerweise als Scheren- oder Kreuzböcke ausgebildet sein können. Vorteilhaft sind die Stützelemente mittels Schneckentrieb höhenverstellbar, wodurch sich eine konstruktiv einfache und genaue Mög­ lichkeit für die Höhenverstellbarkeit ergibt. Um die Lagerung und Höhenverstellung für unterschiedliche Durch­ messer besonders reibungslos durchzuführen, können das oder die Stützelemente Stütz- oder Lagerflächen für Werk­ stück und Träger aufweisen, die an ihre Oberfläche mit einer Mehrzahl von frei drehbaren Kugel-Rollenelementen ausgebildet sind. Mit anderen Worten werden die Stützele­ mente bzw. Scherenbücke an ihren Lager- oder Stützflä­ chen für die Werkstücke als Kugellager ausgebildet, und zwar bevorzugt mit einer Vielzahl einzelner Kugel-Rollen­ elemente, so daß eine stufenlose Verstellung und Anpas­ sung an unterschiedliche Werkstückdurchmesser möglich ist. Dabei sind zweckmäßigerweise in regelmäßigen Ab­ ständen in Bohrungen in den Trägerflächen vorgefertigte Kugel-Rollenelemente angeordnet, so daß das Werkstück in jeder gewünschten Höhenposition zentrierend und gleich­ zeitig frei drehbar aufgenommen werden kann. Damit ist ein Schweißen praktisch aller heute in Betracht kommen­ den Werkstück-Durchmesser möglich. Besonders vorteilhaft ist diese Anordnung natürlich gerade auch hinsichtlich der Längsverschieblichkeit des Werkstückes, das in allen erforderlichen Freiheitsgraden bewegt werden kann. Dies ist beispielsweise von erheblichem Vorteil gegenüber heute im Einsatz befindlichen Rollenböcken, die ledig­ lich eine Zwei-Linien-Anlage durch Laufrollenpaare er­ möglichen, so daß in axialer Richtung eine Verschiebung nur durch Rutschen entlang der Rollenoberflächen, d.h. der Anlagelinien möglich ist.
Um mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung Werk­ stücke beispielsweise bei Einsatz der Vorrichtung auf einer Baustelle auf gewünschte Längen zurechtschneiden zu können, kann in der Nähe des Spannkopfes auf dessen seiner Lagerung am Träger ablegenen Seite eine Schneid­ einrichtung angeordnet sein, die vorzugsweise eine höhenverstellbare Trennscheibe oder Säge umfaßt. Mit einer solchen Schneideinrichtung lassen sich absolut saubere, rechtwinklige Schnitte vollziehen, die jegliche Nachbearbeitung überflüssig machen und die beste Voraus­ setzung für eine einwandfreie Schweißverbindung bilden. Damit können in einer Vorrichtung zwei Arbeitsverfahren, nämlich Trennen und Schweißen ausgeführt werden.
Zum Zwecke einer Herstellung besonders gleichmäßiger Nähte und in Erkenntnis der Tatsache, daß zylindrische Werkstücke stets mehr oder weniger stark von der exakten Zylindrizität abweichen, ist die Schweißkopfeinrichtung vorteilhaft mit einem selbsttätig höhenverstellbaren Tragkopf für den Schweißkopf ausgebildet. Mit anderen Worten erfolgt eine automatische Nachführung des Schweiß­ kopfes durch eine sich selbständig in der Höhe anpassen­ de Tragvorrichtung, in die der Schweißbrenner eingehängt oder eingespannt werden kann. Dabei kann der Tragkopf bevorzugt gegen die Kraft einer Feder ausweichlich über mindestens eine frei drehbare Laufrolle oder Führungs­ scheibe unter Eigengewicht bzw. Schwerkraft gegen die Oberfläche des Werkstücks anliegen und sich so über diese Führungsmöglichkeit am Werkstückumfang abstützen und dessen Unregelmäßigkeiten nachvollziehen. Damit ist es in einfacher Weise möglich, daß der im gewünschten, optimalen Abstand zur Naht- bzw. Verbindungsstelle ein­ gestellte Brennerkopf diesen Abstand stets konstant bei­ behält und jede Unebenheit im Außenumfang nachvollzieht.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglichkei­ ten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele hervor. Es zeigt
Fig. 1 eine Gesamt-Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 ein einzelnes Stützelement in Seitenansicht in Lagerposition für den Träger,
Fig. 3 im Querschnitt der Vorrichtung ein einzelnes Stützelement, jedoch mit eingelegtem Werk­ stück, und
Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine Schweißkopfein­ richtung zur Verwendung bei der Vorrichtung nach der Erfindung.
In Fig. 1 erkennt man eine auf einer Konsole 1 gelagerte Vorrichtung nach der Erfindung, wobei diese Konsole in Konsolenteile 10 unterteilt ist, die ihrerseits eines oder mehrere der von der Gesamtvorrichtung umfaßten, im folgenden näher zu erörternden Elemente tragen.
So ist im linken Teil eine Antriebseinrichtung 2 vorge­ sehen, die über einen Motor 20 getrieben wird und einen Versorgungsanschluß 21 aufweist. Dieser Versorgungsan­ schluß ist starr und trägt hier nicht näher bezeichnete Öffnungen zur Verbindung mit Versorgungsleitungen für im Zuge des Arbeitens mit der erfindungsgemäßen Schweißvor­ richtung benötigte Fluide wie Schutzgas, vorzugsweise W2-Gas (Argon mit 2% Wasserstoff) und Spannfluid. Am gegenüberliegenden Ende der Vorrichtung ist eine Schweiß­ kopfeinrichtung 3 angeordnet, die über einen Halter 31 einen Schweißkopf 32 höhenverstellbar trägt. Dieser Schweißkopf 32 wird über eine Zuleitung 33 mit elektri­ scher Energie und Schutzgas versorgt und sitzt an einer Tragstange 31 a des Halters. Entlang der Längserstreckung der Konsole 1 sind auf deren Konsolenteilen 10 mehrere Stützelemente 4 angeordnet, die als Scherenböcke 41 (s. Fig. 3) ausgebildet sind. Über diese Stützelemente 4 wird ein Spannkopf 5 zentrierend und fliegend gelagert, der am freien Ende eines von den Stützelementen 4 ge­ tragenen und in der Antriebseinrichtung 2 fest einge­ spannten und von dieser getriebenen Trägers 6 sitzt. Der Spannkopf 5 ist mit zwei durch einen Ringraum 52 vonein­ ander getrennten Spannbackenbereichen 51 ausgebildet, die dem Spannen eines Werkstücks 8 und eines mit diesem zu verbindenden, hier nicht näher dargestellten Form­ teils dienen. Der Spannkopf 5 ist in seinem Grundaufbau aus dem DE-GM 86 17 402 bekannt und braucht deshalb an dieser Stelle nicht näher erläutert zu werden. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß die im Stumpfstoß mit­ einander zu verbindenden Enden des Werkstücks 8 und des Formteils im Bereich des Ringraums 52 angeordnet werden und der Schweißkopf 32 darauf ausgerichtet wird, worauf die Spannbacken mittels Spannfluid von innen an dem Werk­ stück und dem Formteil angreifen und diese spannen, so daß die Verbindungsstelle absolut fest liegt. Über in dem als Hohlwelle ausgebildeten Träger 6 angeordnete und hier nur angedeutete Versorgungsleitungen 61 werden das Druckfluid für die Spannbacken 51 und Formiergas, das im Ringraum 52 an die Wurzel der herzustellenden Verbin­ dungs-, d.h. Schweißstelle gelangt, zugeführt, woraufhin der Schweißvorgang beginnen kann, sobald der Träger 6 über die Antriebseinrichtung 2 mit der gewünschten Ge­ schwindigkeit, die sich nach den Schweißparametern rich­ tet, in Drehung versetzt ist. Der Spannkopf ist mit Hilfe eines Anschlusses 53 auf dem Träger 6 festgesetzt. Die Leitungen 61 werden von dem Versorgungsanschluß 21 her versorgt, wobei für eine dichtende Wirkverbindung innerhalb der Antriebseinrichtung 2 mittels geeigneter Überleitungseinrichtungen, z.B. nach Art eines Drehkol­ benanschlusses, gesorgt ist.
Auf der der Antriebseinrichtung 2 ablegenen Seite der Schweißkopfeinrichtung 3 ist eine Schneideinrichtung 7, ebenfalls auf der Konsole 1 angeordnet, vorgesehen, die eine höhenverstellbare Trennscheibe 71 aufweist.
Die als Scherenböcke 41 ausgebildeten Stützelemente 4 sind im oberen, sich öffnenden Bereich ihrer Arme 42 mit Lager- oder Stützflächen 43 für die Aufnahme von Träger 6 oder Werkstück 8 in variablen Höhenlagen entsprechend der Relation zwischen Öffnungswinkel und Durchmesser des zu lagernden Teils ausgebildet. Wie man besonders gut aus der Nebeneinander-Anordnung der Fig. 2 und 3 er­ kennt, sind die Arme 42 bei einem auf den Spannbacken 51 gespannten Werkstück 8, sofern dieses bis in den Bereich eines oder mehrere der Stützelemente vorzuschieben ist, stärker gespreizt als dann, wenn die Stützelemente ledig­ lich den Träger 6, wie in Fig. 2 gezeigt, zu zentrieren und zu lagern haben. Der Spannkopf 5 wird mithin je nach der Aufschublänge des Werkstücks 8 entweder bei Spannung desselben über dieses oder über den Träger 6 mittels der Stützelemente 4 fliegend gelagert und zentriert. Um eine besonders leichte Höhenverstellbarkeit und Anpassungs­ fähigkeit an unterschiedliche Werkstückdurchmesser sowie ein leichtes axiales Verschieben des Werkstücks 8 zu ge­ währleisten, sind die Lagerflächen 43 mit Kugel-Rollen­ elementen 44, die hier lediglich angedeutet sind, ver­ sehen. Diese Kugel-Rollenelemente 44 sind in regelmäßi­ gen oder unregelmäßigen Abständen, die entsprechend dem Verwendungszweck und ihrer Größe zu wählen sind, in die Oberfläche der Arme 42 eingelassen und in geeigneter Weise, ggf. leicht austauschbar, befestigt. In der Zeich­ nung sind diese Elemente 44 nur von der Rückseite her durch ihre Befestigungspunkte angedeutet. Die Höhenein­ stellung bzw. die Einstellung der Öffnungswinkel der Lagerarme 42 erfolgt über einen hier nur angedeuteten Scheckentrieb 45 in geeigneter Weise.
In Fig. 4 erkennt man im Detail die Lagerung des Schweiß­ kopfes 32 an der Tragstange 31 a des Halters 31 (Fig. 1), wobei zur Längenverstellbarkeit diese Tragstange 31 a nach Teleskopart zweiteilig verstellbar mittels nicht näher bezeichneter Schraube ausgebildet ist. Der Schweiß­ kopf 32, bei dem es sich um einen üblichen WIG-Brenner­ kopf handeln kann, wird in einen Tragkopf 34 eingesetzt/ eingespannt. Dieser Tragkopf 34 befindet sich am unteren Ende einer Tragkopfstange 35, die in einem nicht näher bezeichneten Lager am Ende der Tragstange 31 frei beweg­ lich geführt ist und an ihrem oberen Ende von einer rela­ tiv weichen Feder 36, die in einer Hülse 37 auf dem Lager angeordnet ist, beaufschlagt wird. Der Tragkopf 34 bzw. der Schweißkopf 32 werden auf einen bestimmten ge­ wünschten Abstand zur Oberfläche des Werkstücks 8 einge­ stellt und in dieser Lage über Laufrollen oder Führungs­ scheiben 38 arretiert, die frei beweglich auf der Ober­ fläche des Werkstücks laufen können, so daß sie jegliche Unebenheit im Werkstück 8 nachvollziehen und damit den Tragkopf 34 gegen die Kraft der Feder und unter Schwer­ kraft stets im richtigen Abstand des Schweißkopfes 32 entlang des Werkstückes führen.
Der Arbeitsgang auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung läuft wie folgt ab:
Ein auf der Vorrichtung zu verarbeitendes Rohr kann bis zu einer Standardlänge von sechs Metern von rechts (in Fig. 1) her über den Spannkopf 5 aufgeschoben werden, nachdem zuvor die Scherenböcke in entsprechender Weise geöffnet sind. Um dieses Rohr in der gewünschten Länge abzulängen, wird es an der entsprechenden Trennstelle mit der Trennscheibe 71 ausgerichtet, durch beide Spann­ backenbereiche 51 gespannt und genau durch die je nach der Länge in Betracht kommenden Stützelemente 4 zen­ triert. Über einen ggf. angeordneten Fußschalter wird der Antrieb 2 in Gang gesetzt, so daß der Träger 6 seine Drehung beginnt und ein sauberer, rechtwinkliger Trenn­ schnitt von der Trennscheibe 71 im Bereich des Mantels vollzogen wird. Daraufhin wird die Einspannung, eben­ falls ggf. mittels Fußschalter von der Antriebseinrich­ tung 2 her, gelöst. Das Schnittende wird mit dem ganzen Rohr nach links verschoben, bis es in Höhe des Ringraums 52 des Spannkopfes 5 zu liegen kommt und der rechte der beiden Spannbackenbereiche 51 frei ist. Auf diesen wird das zu verbindende Gegenstück in Form eines Flansches, Rohrbogens oder sonstigen Formteils aufgeschoben, wobei aber ebenso gut von rechts her ein weiteres Rohr aufge­ schoben werden kann, das dann nötigenfalls durch wei­ tere, hier nicht dargestellte Stützböcke rechts von der Schweißkopfeinrichtung 3 gestützt werden muß. Bei saube­ rem Stumpfstoß der Stirnflächen erfolgt das erneute Spannen des Spannkopfes 5, und es kann nunmehr die Zu­ führung des erforderlichen Schutzgases an die Wurzel der herzustellenden Verbindung über die Versorgungsleitungen 61 zum Ringraum 52 ausgelöst werden. Zuvor ist der Schweißkopf 32 noch in der gewünschten Position ausge­ richtet worden. Der Drehvorgang des Trägers 6 und damit des Spannkopfes 5 sowie des Werkstückes 8 wird nunmehr erneut ausgelöst, und der Schweißvorgang kann beginnen.
Die mit der Erfindung insgesamt erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß Unabhängigkeit von der Handfertigkeit eines Handschweißers besteht, mit wesent­ lich verringerten Stromstärken gearbeitet werden kann, die Nahtvorbereitung vereinfacht und verbessert wird, sowie auf einer einzigen Vorrichtung durchgeführt werden kann, mindestens die Qualitäten von Orbitalnähten er­ reicht werden und vorhandene, herkömmliche Schweißgeräte verwendet werden können.

Claims (12)

1. Verfahren zum Verbinden des Endes eines rohrförmigen Werkstückes, insbesondere eines zylindrischen Rohres von im Verhältnis zum Durchmesser großer Länge, mit einem Formteil gleicher geometrischer Beschaffenheit im Stumpfstoß durch Umfangsschweißen mittels eines Schweißkopfes, wobei das Werkstück und das Formteil von innen mittels eines Spannkopfes gemeinsam ge­ spannt werden und eine Relativbewegung zwischen Schweißkopf und Werkstück/Formteil erfolgt, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schweißkopf in vorbestimmbarer Position zum Umfang von Werkstück und Formteil eingestellt und fixiert wird und daß Werkstück und Formteil beim Schweiß­ vorgang über ihre Einspannung mit Hilfe des Spannkop­ fes gegenüber dem Schweißkopf gedreht werden, wobei der Spannkopf fliegend gelagert angetrieben wird und zwischen Lagerung und Spannkopf eine Stützung der Spannkopfhalterung und/oder des Werkstücks erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Werkstück auf den Spannkopf gespannt und auf Länge zugeschnitten, diese Verspannung gelöst, das Werkstück über den Spannkopf in die Schweißposition verschoben sowie das Formteil gegen die Trennfläche in Anlage ge­ bracht wird, worauf beide Teile gemeinsam verspannt werden und die Schweißverbindung erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißen im für sich bekannten WIG-Verfahren bei Stromstärken unter 40 A durchgeführt wird.
4. Vorrichtung zum Verbinden von Enden eines rohrförmi­ gen Werkstückes, insbesondere eines zylindrischen Rohres von im Verhältnis zum Durchmesser großer Länge, mit einem Formteil gleicher geometrischer Beschaffenheit im Stumpfstoß mittels Umfangsschwei­ ßen, mit einem von innen gegen die zu verbindenden Stücke anliegenden und diese lösbar vereinigenden Spannkopf sowie einer vorzugsweise höhenverstellba­ ren Schweißkopfeinrichtung, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spannkopf (5) fliegend drehbar am Ende eines langgestreckten ange­ triebenen Trägers (6), vorzugsweise Hohlträgers, ge­ lagert ist, der Versorgungsleitungen (61) für ein Spannfluid und beim Schweißen erforderliche Fluide aufnimmt, wobei dieser Träger (6) mit einer ortsfe­ sten Versorgungsquelle (21) dichtend in Wirkverbin­ dung steht, und daß entlang der Längserstreckung des Trägers mindestens ein Stützelement (4) zur frei drehbaren Stützung/Lagerung des Trägers und/oder eines der zu verbindenden Werkstücke (8) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stützelement (4) stufenlos höhenverstellbar ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stützelement (4) als Scheren- oder Kreuzbock (41) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Stützelement (4) mittels Schneckentrieb (45) höhen­ verstellbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Stützelement (4) mit Stütz- oder Lagerflächen (43) für Werkstück (8) und Träger (6) aufweist, die an ihrer Oberfläche mit einer Mehrzahl von frei drehba­ ren Kugelelementen (44) ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Spannkopfes (5) auf dessen seiner Lage­ rung am Träger (6) ablegenen Seite eine Schneidein­ richtung (7) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schneideinrich­ tung (7) eine höhenverstellbare Trennscheibe (71) oder Säge umfaßt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißkopfeinrichtung (3) mit einem selbststä­ tig höhenverstellbaren Tragkopf (34) für den Schweiß­ kopf (32) ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Tragkopf (34) gegen die Kraft einer Feder (36) ausweichlich über mindestens eine frei drehbare Laufrolle oder Füh­ rungsscheibe (38) unter Eigengewicht bzw. Schwer­ kraft gegen die Oberfläche des Werkstücks (8) an­ liegt.
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