METHOD FOR THE WELDING OF INTERNALLY CLAD CYLINDRICAL WORK PIECES

Abstract: 1. Method of welding internally clad cylindrical workpieces, in particular components of main coolant pipelines of nuclear power stations, by means of narrow-gap welding with fusible or non-fusible electrodes, characterised in that a narrow-est possible asymmetric double-U seam with fusible land is geometrically so arranged that from the poorly accessible interior of the workpieces, only an amount of welding materials, reduced to a minimum, is applied by means of superimposed individual beads, and the remaining cross section of the base material is welded from the outer, easily accessible side of the workpiece, independent of the internal welding.

Description: Verfahren zum Verbinden innen plattierter zylindrischer werkstücke Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden innen plattierter zylindrischer Uerkstücke, insbesondere von Teilen aer Hauptkühlmittelleitungen von Rernkraftwerken, durch Engspaltschweissen mit abschmelzender oder nichtabschmelzender Elektrode. Zr ist bereits be3cannt, plattierte bleche so zu verschweissen, dass eine V-förmige Aussennaht vorbereitet wurde, die den grössten Teil des Grundmaterials der beiden zusammenzufügenden zylindrischen Werkstücke oder Rohre durchdurang und bei einem Schweissen ausschliesslich von aussen erstreckte sich diese V-förmige Nut auch noch in den Bereich des Plattierungsmaterials. Bei Verhältnissen, die ein Verschweissen auch von innen erlaubten, wurde dabei die Pla,tierunssschicht breitflächig im Nutbereich abgetragen und mit dem Plattierungsmaterial nach Einfügung einer Zwischenschicht durch schweissen wieder aufgefüllt. Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren, welches bisher praktisch vorwiegend zur Vertindung von plattierten Werkstücken beim Bau der Primär-Kreisläufe von Kernkraftwerken verwendet wurde, ist der hohe Materialaufwand für die Ausfüllung der Fugen zwischen den Werkstücken sowie die dadurch bedingte lange 3earbeitungszeit. Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist es ausserdem, dass - die Nechanisierung des Schweissens wegen der variablen Raupenzahl pro Lage erschwert ist, - der Grobkornanteil in der Wärmeeinflusszone wegen der Flankenneigung verhältnismässig gross ist, - bei Montagenähten an ruhenden Bauteilen zunächst von aussen und danach erst von innen geschweisst werden muss. Die Ausbildung der breiten Nuten sowohl im Plattierungs bereichXals auch im Bereich des Grundmaterials ist ebenfalls weiterhin aufwendig und zeitraubend. Zu berücksichtigen ist dabei, dass z.B. bei der Möglichkeit einer Verschweissung auch von innen die Breite der Nut im Bereich des Plattierung sca terial s ca. 40 mm beträgt und eine ähnliche Breite am Aussenran:der Nut im Grundmaterial vorliegt. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Schweissverf & ren von insbesondere Komponenten für die Primär-Kreisläufe von Kernkraftwerken zu finden, bei welchem die vorgenannten Nachteile nicht mehr vorliegen und welches insbesondere eine einfache und sichere Mechanisierung des Schweissvorganges erreichbar macht und damit die Durchführung von fehlerfreien, qualitativ überlegenen Schweissnähten ermöglicht. Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine engstmögliche asymmetrische Doppel-U-Naht mit durchschweissbarem Steg geometrisch so angeordnet wird, dass von der schwer zugänglichen Innenseite der Werkstücke nur eine durch übereinander gelegte Einzelraupen erzielbare auf ein Minimum reduzierte Schweissgutmenge einzubringen ist, und der restliche Querschnitt des Grundwerkstoffes von der äusseren leicht zugänglichen Seite der Werkstücke, unab hängig vom lnnenschweissen, verschweist wird, Für Montagenähte an ruhenden Werkstucken, das heisst für Nähte auf der Baustelle kann vorteilhaft weiterhin das WlG-Engspaltschweissen eingesetzt werden, wobei die SchwelS- anlage in das bereits montierte noch offene Werkstück eingebaut und schweissbereit zentriert wird, so dass nach Anmontieren des Anschluss stückes das Schweissen von innen vorgenommen werden kann, ohne dass Eingriffe im Werkstück inneren notwendig wären. Bei Werkstattnähten an rotierenden Werkstücken mit ruhenden Schweissköpfen, das heisst innerhalb der fertigenden Betriebe kann das erfindungsgemässe Schweissverfahren vorteilhaft alternativ derart ausgeführt werden, dass das UP-Dünndraht-Engspaltschweissen eingesetzt wird, wobei die Lage des durchschweiss- baren Steges so gewählt wird, dass zunächst der gesamte Grundwerkstoffbereich von aussen und erst danach der Plattierungsbereich von innen geschweisst wird. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 schematisch im Schnitt die vorbereitete Fuge zwischen zwei zu verbindenden Werkstücken oder Rohren vor Beginn des Schweissvorganges, figur 2 Sie Darstellung nach Figur 1 nach erfolgter Schweissun Figur 3 schematisch im Schnitt die vorbereitete Fuge gemäss dem Stand der Technik für Werkstatnähte, Figur 4 die Darstellung gemäss Figur 3 nach erfolgter Schweiung, Figur 5 schematisch im Schnitt die vorbereitet Fuge gemäss dem Stand der Technik für Montagenähte und Figur 6 die Darstellung gemäss Figur 5 nach erfolgter Schweiung. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere zur Verbindung von Rohren und anderen Werkstücken mit Innen pattierung, die zB. beim Bau von Primär-Kreisläufen und Druckbehältern von Kernkraftwerken Verwendung finden. Die Anwendung beschränkt sich aber nicht nur au= die Verbindung von Behälterschüssen miteinander, auf die Verbindung von Rohrstutzen mit Rohren oder von Rohren untereinander, sondern das erfindungsgemässe Verfahren kann bei allen Verschweissungen Anwendung finden, bei denen innen plattierte WerkstÜcke miteinander verbunden werden. Die Verwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dabei nicht nur auf die erstellung von Werkstattnähten, d.h. das Verschweissen innerhalb von Werkstätten beschränkt, sondern es innen auch Nontagenähte angebracht werden, d.h. das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich auch zum VerschweiBEn von Werkstücken auf Baustellen. Gemass den Figuren wird das eine Werkstück mit 1 und das andere, damit zu verschweissende mit 2 bezeichnet. er Grundwerkstoff, in der Regel ein ferritischer Stahl ist dabei mit 3 bezeichnet und die Plattierung, in der Regel ein austenitischer Stahl ist mit 4 bezeichnet. Diese Y.aterialien liegen für den Fachmann selbstverständlich bei beiden miteinander zu verbindenden Werkstücken in gleicher Einordnung und Schichtdicke vor. Die Flanken des Schweissspaltes bzw. die Fuge werden entgegen der herkömmlichen V-förmisen Ausbildung derart bearbeitet, dass sie sowohl im inneren, plattierten als auch im inneren Bereich annähernd parallel verlaufen. Die Flanke der Fuge des Werkstücks 1 ist dabei mit 5 und die des .erkstücks 2 mit 6 bezeichnet. Zwischen den Fugenflanken ist ein A- standssteg 7 anoeordnet, der zur Positionierung der iserk- stücke vor den Verschweissen und zur einstellung der Uebergangs zone der inneren und der äusseren Schweissung dient. Der Ab- standssteg 7 ist im Fall von Montagenähten entgegen der herkömmlichen Ausbildung im Abstand von der Plattierung 4 angeordnet, so dass die innere Fuge zuerst mit Grundmaterial durch Schweissen aufgefüllt werden muss, wobei das innere Nahtvolumen mindestens so gross gewählt wird, dass ein Anreissen oder Durchbrechen dieses zuerst eingebrachten Schweiss- volumens unter dem Eigengewicht oder anderer Montagebe- lastungen nicht eintreten kann. Die Ausbildung der Flanken 5 und 6 ist in der Regel im Stegbereich derart, dass sie in einem Viertelkreis zu den aneinander anliegenden Stegflanken verlaufen. Zusammen bilden also die sich gegenüberliegenden Flanken zur Ausbildung des Steges 7 einen Halbkreis. Die vorstehend beschriebenen Schweissverfahren sind vom Prinzip her unter dem Namen WIG-Engspaltshweissen sowie UPDünndrahtEngSpalt5chweissen bekannt. Bei Nontagenähten an ruhenden Werkstücken wird dabei das WIG-Engspaltschweissen eingesetzt und die Schweissanlage in das bereits montierte, noch offene Werkstück eingebaut. Nach dem Zentrieren der beiden zu verbindenden Werkstücken für das Schweissen wird das Anschlussstück anmontiert und das Schweissen kann von innen vorgenommen werden, ohne dass Eingriffe im Werkstückinneren notwendig wären. Beim Herstellen von Werkstattnähten an rotierenden Werkstücken mit ruhenden Schweissköpfen wird vorwiegend das UP-Dünndraht Engpaltschweissen derart eingesetzt, dass die Lage des durchschweissbaren, vorstehend genannten Steges so gewählt wird, daS zunächst der gesamte Grundwerkstoffbereich von aussen und erst danach der Plattierungsbereich von innen geschweisst wird. Da das erfindungsgemässe Verfahren besonders qualitativ hochwertige Schweinhte schafft, einfach ist und einen geringen SchweiBmaterialverDrauch bedingt, kann von einer idealen Lösung der anstehenden Probleme gesprochen werden.

Claims: P-a t e n t a n s p r u c h e 1. Verfahren zum Verbinden innen plattierter Zylindrischer Werkstücke, insbesondere von Teilen der Bauptkühlmittel- leitungen von Kernkraftwerken, durch Engspaltschweissen mit abschmelzender oder nichtabschmelzender Elektrode, dadurch gekennzeichnet, dass eine engstmögliche asymmetrische Doppel-U-Naht mit durchschweissbarem Steg geometrisch so angeordnet wird, dass von der schwer zugänglichen innen seite der Werkstücke nur eine durch übereinander gelegte winzelraupen erzielbare auf ein Minimum reduzierte Schweiss- gutmenge einzubringen ist, und der restliche Querschnitt - des Grundwerkstoffes von der äusseren leicht zugänglichen Seite der Werkstücke, unabhängig vom Innenschweissen, ver schweisst wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1 für montagenähte an ruhenden Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass das WIG-tngspalt- schweissen eingesetzt wird und die Schweissanlage in das bereits montierte noch offene Werkstück eingebaut und schweissbereit zentriert wird, so dass nach Anmontieren des Anschluss stückes das Schweissen von innen vorgenommen wercen kann, ohne dass Eingriffe im 'erkstückinneren notwendig wären 3. Verfahren nacli Anspruch 1 für Werkstattnähte an rotierenden Werkstücken mit ruhenden Schweissköpfen, dadurch aekenn- zeichnet, dass das UP-Dünnaraht-EngspaltschweiBen einge setzt wird, wobei die Lage des durchschweissbaren Steges so gewählt wird, dass zunächst der gesamte Grundstoffbereich von aussen und erst danach der Plattlerungsbereich von innen geschweisst wird.

Inventors: MILLION, KARL, DR.-ING., ZIMMERMANN, HORST
Applicants: M.A.N. MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NURNBERG AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: B23K33
IPC codes: B23K33