DE294329C - - Google Patents

Description

VKAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Λ! 294329'-KLASSE 21 h. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Juni 1915 ab.

Die Anwendung von Mehrphasenstrom in der elektrischen Widerstandsschweißung geschah bisher nur in sehr beschränktem Maße als Drehstrom, indem versucht wurde, die Erwärmung durch die drei Phasen an einer Stelle, der Schweißstelle, zu vereinigen; praktisch bekannt geworden sind solche Ausführungen nicht.

Es ist durch nachstehend beschriebene An-Ordnung gelungen, den Mehrphasenstrom, insbesondere den Drehstrom, zur Anwendung in der elektrischen Schweißung weiter heranzuziehen und damit der Einführung der elektrischen Schweißung Vorschub zu leisten.

!2 Wenn es sich um Schweißmaschinen mit größerer Stromaufnahme handelt, entstehen fast immer Schwierigkeiten, da die einseitige Belastung der Phase, in welcher die Schweißmaschine sitzt, Unzuträglichkeiten hervorruft.

Da andererseits die Umwandlung von Drehstrom in Einphasenstrom auf dem allein möglichen Weg des rotierenden Umformers hohe Kosten erfordert, ist die Aufstellung von Schweißmaschinen in vielen Fällen fast unmöglich.

Um dem zu begegnen, wird gemäß der Erfindung nachstehend beschriebene Anordnung getroffen: Fig. ι zeigt schematisch die drei primären Phasen I ft, II -ft, III ft des Dreh-Stroms in Sternschaltern. I s, II s, III s sind die entsprechenden sekundären Phasen, ebenfalls in Sternschaltung, i, 2, 3 sind die sekundären Pole. A-B stellt eine Längsnaht dar.

Werden die Pole 1 und 3 rechts und links der Naht angesetzt, wogegen 2s auf der Naht selbst sitzt, so entstehen Ströme zwischen 1-3 sowie 1-2 und 2-3.

Die Stromstärken können durch primäre Wicklungszu- oder -abschaltung, aber auch durch Wahl der Entfernung der einzelnen Pole voneinander und von der Naht so reguliert werden, daß zwischen 1-3 nur eine Vorwärmung auf beliebige Temperatur stattfindet, während die eigentliche Schweißung und das hierfür nötige Verdrücken oder Verquetschen unter dem Pol 2 geschieht. Unter letzterem wird auch die größte Hitze — die Schweißhitze — entstehen, weil unter ihm zwei Phasen 2-1, 2-3 zur Wirkung kommen, während die Vorwärmung zwischen 1-3 nur eine Phase so betrifft.

Durch Wahl größerer Längen 1-2, 3-2 und tunlichster Kürzung der Entfernung 1-3 ist es auch möglich, die Haupthitze zwischen 1-3 und die Vorwärmetemperatur zwischen 1-2, 3-2 zu erzeugen und einen neutralen Stempel oder eine Rolle zwischen 1-3 auf der Naht selbst anzuordnen, welche das Verdrücken oder Verquetschen derselben zum Zwecke der Verbindung besorgt. Hierdurch wird das außerordentlich lästige Anpratzen des Metalles an den Kontakten vermieden, dem sonst kaum abzuhelfen ist, da es bedingt ist durch den Übergangswiderstand von Kontakt auf Metall, wodurch ersterer trotz aller Kühlversuche an der Auflage eine solche Temperatur annimmt,

daß er mit dem Metall zusammenklebt, so daß bei Abhub oder Drehung das Anpratzen, d. h. das Herausreißen von angeklebtem Metall aus der Schweißstelle unvermeidlich ist. Der Wegfall des Übergangswiderstandes zwischen Kontakt und Metall ergibt auch den Wegfall des Anpratzens. Besonders wichtig ist die Vermeidung des Anpratzens bei der Schweißung von Aluminium, Messing und ähnlichen Metallen ohne eigentliche Schweißtemperatur.

Bei der Schweißung mittels Mehrphasen-, insbesondere Drehstroms in Anwendung auf Rohre oder Hohlkörper ergibt sich ein weiterer großer Vorteil: Es können alle Pole auf einer Seite, also außen angesetzt werden, während innen nur eine neutrale Gegenstütze oder ein Dorn den Druck auffängt. Dadurch wird die bei der Einführung von Polen in das Innere von Hohlkörpern unvermeidliche Induktion und bei längeren Hohlkörpern lange schwere Kupferarme für die innere Stromzuführung vermieden werden, ebenso wie jene öfters angewendeten Dorne, die den Zweck haben, als Stromzwischenleiter zu dienen.

Es kann diese außenseitige Anordnung der Kontakte bei Rohren u. dgl. so getroffen werden, daß die Kontakte nicht nur die Vorwärmung der Schweißnaht selbst, sondern auch die Erwärmung einer der Schweißnaht gegenüberliegenden und parallel mit ihr verlaufenden schmalen Linie herbeiführen. Es hat dies den Zweck, die Spannung oder Federung aufzuheben, welche bei einseitiger Erhitzung des Rohres beim Schweißen entsteht und die häufig ein Wiederaufreißen der Naht schon gleich nach erfolgter Schweißung herbeiführt.

Eine Hauptschwieiigkeit bei der elektrischen

Schweißung bildet das dem Metall anhaftende Oxyd, beim Eisen der Zunder, dessen Vorhandensein das Einbrennen von Löchern an der Schweißstelle zur Folge hat, daher es nötig ist, diesen Zunder vorher zu entfernen. Es erklärt sich dieses Verhalten daraus, daß der Zunder in der Schmelzwärme in seine Bestandteile, Eisen und Sauerstoff, zerfällt und die Anwesenheit des letzteren das Verbrennen des, glühenden Eisens oder Stahles nach sich zieht. Die Schmelzwärme des Zunders ist niedriger als jene des Metalles, was aus der erfahrungsgemäßen Tatsache hervorgeht, daß beim elektrischen Schweißen der Zunder schon schmilzt, wenn z. B. der Eisenkern erst richtige Schweißhitze erhält; das Schmelzen des Zunders ist in der Schweißpraxis sogar das Zeichen für den Schweißer, daß jetzt die richtige Schweißhitze eingetreten ist.

Im Hinblick auf Fig. 1 ist es erkennbar, daß die Temperatur zwischen 1-3 durch Nähern der Pole oder primäre Regulierung derart gesteigert werden kann, daß der Zunder zum Schmelzen kommt. Pol 2, unter dem die Schweißung vollends vollzogen wird, muß möglichst nahe an 1, 3 aufgerückt werden, daß die Naht nicht gut Zeit hat, bis sie unter 2 gelangt, durch Sinken der Temperatur wieder Zunder anzusetzen. Solange der Sauerstoff entweichen kann, übt er keinen Einfluß auf das darunter liegende Metall aus, nur wenn er unter einem Pol wie unter 2 entsteht und infolge des Druckes der Polauflage nicht heraus kann. Es kommt somit auf die Art der bis zur Zunderschmelzung erhöhten Vorwärmung die Schwierigkeit der Schweißung zunderigen Metalles in Wegfall.

Es wäre noch auf Fig. 2 hinzuweisen, wo aus der Anordnung der Pole zu ersehen ist, daß auch bei der sogenannten Punktschweißung die Anwendung von Mehrphasen-, insbesondere Drehstrom sehr gut angängig ist. Es wird bei Punktschweißung geringer Materialstärken natürlich nicht nötig sein, zu dieser Anordnung zu greifen, da solche geringe Materialstärken ohnehin wenig Strom für einen Schweißpunkt erfordern und daher wohl am besten direkt an eine Phase geschaltet werden können, ohne daß Störungen im Netz zu befürchten sind, aber für Punktschweißungen stärkerer Querschnitte, beispielsweise Blech von 6 bis 10 mm, gleich 10 bis 20 mm Gesamtstärke, was 20 bis 40 K. W. Strom erfordert, ist die Verteilung in die einzelnen Phasen und Anwendung der Vorwärmung ebenfalls sehr vorteilhaft.

Die Schweißung vollzieht sich hier zwischen den Phasen 1 und 2, während die übereinanderliegenden Bleche oder ähnliches zwischen 1-3 und 2-3 vorgewärmt werden. Die größte Vorwärmung wird des Übergangswiderstandes wegen unter 3, 3 erfolgen, und es ist daher praktisch, die Entfernung der Polpaare so zu wählen, daß 3, 3 an die Stelle des nächsten Schweißpunktes angesetzt werden, so daß die Entfernung 1, 2-3, 3 den Punktabständen entspricht.

Claims (3)

105 Patent-Ansprüche:

1. Elektrische Schweißung mittels Mehrphasen-, insbesondere Drehstroms, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Pole, daß die überzähligen, zur Schweißung nicht verwendeten Phasen zur Vorwärmung des Werkstückes herangezogen ■ werden.

2. Elektrische Schweißung mittels Mehrphasen-, insbesondere Drehstroms, nach Anspruch 1, bei Anwendung auf Rohre oder Hohlkörper in der Weise, daß eine Erwärmung bis zur Glühhitze auf der der Schweißnaht gegenüberliegenden Seite her-

vorgerufen wird, wodurch die der Haltbarkeit der Schweißnaht schädlichen Spannungen ausgeglichen werden.

3. Elektrische Schweißung mittels Mehrphasen-, insbesondere Drehstroms, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die überzähligen Phasen dazu benutzt werden, das Material auf eine solche Temperatur zu bringen, daß das an der Oberfläche gebildete Oxyd schon zum Schmelzen kommt, ehe es unter die eigentliche Schweißstelle kommt, um das der Schweißung nachteilige Verhalten des Oxydes oder Zunders zu beseitigen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.