CH304452A - Induktionsheizgerät zum Nahtschweissen von Rohren. - Google Patents

Description

  Induktionsheizgerät zum Nahtschweissen von Rohren.    Die Erfindung betrifft ein     Induktionsheiz-          erät    zum Nahtschweissen von Rohren mit  gerät zum Nahtschweissen von Rohren mit  einer zur     Umschliessung    des     Werkstückes    be  stimmten     Induktionsspule,    welche mit einer  haarnadelförmigen Ausbuchtung versehen ist,  die sich parallel zur Mittelachse der Spule  erstreckt.

   Eine solche Anordnung wird so ge  braucht, dass die: induzierten Ströme an den  zu schweissenden Kanten entlang fliessen     und     diese zunehmend auf erhöhte Temperaturen  bringen, bis schliesslich am Ende der     Haar-          nadclbuchtung    mit der Höchsttemperatur die       Schweisstemperatur    erreicht ist. Die induzier  ten Stromfäden schliessen sich über die  Schweissstelle, wo infolge des erhöhten Über  gangswiderstandes eine zusätzliche Tempera  tursteigerung hervorgerufen wird.  



  Einrichtungen dieser Art haben sich be  währt. Indes ergeben sich Schwierigkeiten in  sofern, als in gewissen Fällen an der Schweiss  stelle die erforderliche Schweisstemperatur  nicht erreicht wird, so dass die Längsnaht des  Rohres entweder überhaupt nicht. oder nur  mangelhaft verschweisst wird.  



  Die     Erfindung    beruht auf der Erkenntnis,  dass ein bestimmtes Verhältnis zwischen dein  Abstand der Schweissstelle von der Ebene der  Induktorspule, die das Werkstück umschliesst,  und dem Innendurchmesser der     Spule    einge  halten werden soll. Die Länge der haarnadel  förmigen Ausbuchtung soll gemäss der     Erfin-          clung    etwa<B>75</B> 0/o des Innendurchmessers der    Spule betragen und ihn nicht, mehr als 150/o  unter- oder überschreiten.  



  Es kann     dann    so geschweisst werden, dass  der Umkehrpunkt dieser Ausbuchtung senk  recht über der eigentlichen Schweissstelle  liegt. Es kann jedoch in manchen Fällen  zweckmässig sein, diesen Umkehrpunkt bezüg  lich der     Induktionsspule    auf der entgegenge  setzten Seite gegenüber der eigentlichen  Schweissstelle anzuordnen, um die magnetische  Spannung im Bereich des     Schweisspunktes     und damit die Induktion zu vergrössern und  anderseite die Abkühlverhältnisse der Schweiss  naht     dadurch    steuern zu können.

   Die Länge  der     Ausbuchtung    wäre in diesem     Falle    so zu       wählen,    dass sie etwas grösser     ist    als der Ab  stand der     Schweissstelle    vom umfassenden In  duktorteil.  



  In der Zeichnung sind zwei     Ausführungs-          beispiele    der Erfinddung rein schematisch dar  gestellt.  



  Abb. 1 zeigt in Aufsicht den das Werk  stück umschliessenden Induktor mit haarnadel  förmiger Ausbuchtung und  Abb. 2 den gleichen Induktor mit zwei vor  geschalteten Heizleiterschleifen.  



  Das Schlitzrohr 1 soll durch eine Längs  schweissnaht 2 geschlossen werden. Zu diesem       Zweck-wird    ein Induktor vorgesehen, der mit  seinem     spulenförmigen    Teil 3 das Werkstück  1 umschliesst. Im Bereiche     der    Naht 2 ist die  Spule 3 mit einer     haarnadelförmigen    Aus-      buchtung 4 versehen, deren Umkehrpunkt. 5  dort liegt, wo die Verschweissung 6 jeweils  stattfindet, oder jenseits dieser Stelle, zum       ,Zwecke,    die magnetische Spannung im Be  reich der Schweissstelle zu vergrössern. Somit.  wird der Beginn der Erwärmung vorverlegt;  die Schweissstelle ist. dadurch länger dem wär  inenden Einfluss ausgesetzt und der Abküh  lungsvorgang wird dadurch verzögert.  



  Gemäss der der Erfindung zu Grunde lie  genden Erkenntnis kommt     es    darauf an, dass  die Länge 7 in einem bestimmten Verhältnis zum  Durchmesser der Spule 3 steht., wenn vermie  den werden soll, dass der das Werkstück um  schliessende Abschnitt 3 des Induktors den       Rohrumfang    etwa in den Bereichen 8 auf  wesentlich erhöhte Temperaturen     bring-.,    wäh  rend die eigentliche Schweissstelle 6 kalt bleibt  oder ungenügend erwärmt. wird und somit  eine Verschweissung überhaupt nicht oder un  vollkommen eintritt.  



  Die Länge 7 der Ausbuchtung muss etwa       751/o    des     Innendurchmessers    der Induktions  spule entsprechen und     diesen    Durchmesser um  nicht mehr     als    15 0/o über- oder unterschreiten.  Wie auch in den Abbildungen gezeigt, ist es  vorteilhaft, den     Umkehrpunkt    der Ausbuch  tung um einen gewissen Betrag jenseits der  eigentlichen Schweissstelle zu legen, weil da  durch eine     günstige    Stromverteilung an dieser  Stelle des Werkstückes erreicht. wird, die  nicht. nur das Sehweissen an sich, sondern  auch das Abkühlen der Schweissnaht günstig       beeinflusst.     



       Werden    diese     Bedingungen    eingehalten,  so tritt ein Erwärmungsbild auf, welches da  durch gekennzeichnet ist, dass die zu ver  schweissenden Kanten 9 sich in     zunehmendem     Masse in Richtung     auf    den Schweisspunkt 6       erwärmen,    bis schliesslich in diesem Punkt die  Schweisstemperatur erreicht ist.. Die Erwär  mung der Kanten 9     ist    so stark, dass mit be  trächtlichen     Schweissgeschwindigkeiten    gear  beitet werden     kann,        ohne    die Güte der  Schweissnaht zu gefährden.

   Soll die Schweiss  geschwindigkeit weiter erhöht werden, so kön  nen gemäss Abb. 2 ausser dem Induktor 3, 4  zwei Heizleiterschleifen 10 und 10' so vorge-    ordnet werden, dass je ein Ast 11 bzw. 11'  längs der zu verschweissenden Kanten 9 ver  läuft.. Die Stromrichtung im Ast<B>11</B> soll zweck  mässigerweise jeweils dem Stromfluss im Ast  11'     entgegengesetzt    gerichtet sein, wie dies in  der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist.  Auf diese Weise wird erreicht, dass in den  Kanten starke induzierte Ströme fliessen, die  infolge des Nachbarschaftseffektes in der  Nähe der Kantenoberfläche konzentriert wer  den. Durch Aufsetzen von Magnet@ochen 12  12  und 12' von lamellierten Eisenpaketen kann  die     Heizwirkung    noch gesteigert werden.  



  Wie ersichtlich, laufen die zu verschwei  ssenden Kanten infolge dieser Anordnung, be  reits auf hohe Temperatur     gebracht.,    in den  Induktor 3, 4 ein, wo erneut die     induzierten     Ströme gezwungen werden, konzentriert an den  Kanten entlang zu fliessen. Es ist ersichtlich,  dass auf diese Weise wo erforderlich äusserst  hohe Schweisstemperaturen erzielt werden kön  nen oder bei Werkstoffen, die derart. hohe  Schweisstemperaturen nicht. erfordern, hohe  Schweissgeschwindigkeiten angewendet werden  können.  



  Die     Reizleiterschleifen    10 und 10' können  entweder in Reihe oder parallel geschaltet  sein, und es     ist    ferner durchaus möglich, sie  gemeinsam an den Bleiehen Erzeuger anzu  schliessen wie den Induktor 3; 4. Es hat sieh  jedoch als zweckmässig erwiesen, die in Reihe  oder parallel liegenden     Heizleiterschleifen    10  und 10' von einem besonderen Erzeuger aus  zu speisen, und zwar insbesondere dann, wenn  mit.

   Frequenzen von 5000 Herz und mehr ge  arbeitet     wird.    Es ergeben sieh auf diese Weise  vereinfachte Schaltungen, und es sind nur zwei  Erzeuger verhältnismässig geringer     Leistung     erforderlich, die in einem     gewissen    Umfang  als gegenseitige Reserve anzusprechen sind;  denn wenn aus Gründen des elektrischen Be  triebes ein Erzeuger ausfällt, so kann unter     i     gewissen     Voraussetzungen    mit dem oder den  Induktoren, die an den andern Erzeuger an  geschlossen sind, weiter     geschweisst    werden,  wenn auch mit einer Schweissgeschwindigkeit,  die weniger als die Hälfte beträgt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Induktionsheizgerät zum Nahtschweissen von Rohren mit einer zur Umschliessung des Werkstükes bestimmten Induktionsspule, wel che eine sich parallel zu deren Mittelachse erstreckende haarnadelförmige Ausbuchtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der haarnadelförmigen Ausbuchtung 75 15 % des Innendurchmessers der In duktionsspule beträgt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Induktionsheizgerät nach Patentan spruch, gekennzeichnet durch zwei der Induk tionsspule vorgeordnete längliche Heizleiter- schleifen, deren Längsseiten parallel zur Achse der Induktionsspule verlaufen. 2. Induktionsheizgerät nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die beiden zusätzlichen Heizleiterschleifen zueinander in Reihe ge schaltet sind. 3.

   Induktionsheizgerät nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass in diesen beiden Fleizschleifen die Ströme entgegengesetzt ge richtet sind. 4. Induktionsheizgerät nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die In- duktionsspule einerseits und die beiden Heiz leiterschleifen anderseits mit getrennten Er zeugern verbunden sind.