BR112012005771B1

BR112012005771B1 - aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica

Info

Publication number: BR112012005771B1
Application number: BR112012005771A
Authority: BR
Inventors: Hirota Yoshiaki
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2020-02-04
Also published as: EP2478989A1; US10307808B2; KR101363761B1; RU2503527C2; CN102548704B; KR20120041798A; JP4943544B2; JPWO2011034119A1; US20120168408A1; EP2478989A4; JP5234154B2; RU2012110053A; WO2011034119A1; IN2012DN02220A; CN102548704A; JP2012016749A; BR112012005771A2

Abstract

aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica a presente invenção refere-se ao aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica, após uma tira de metal que está se deslocando ser entortada em um formato cilíndrico pelos rolos, de modo que as duas extremidades em uma direção da largura da tira de metal estejam uma de frente para a outra, uma porção de fornecimento de energia de um dispositivo de aquecimento de indução ou um dispositivo de aquecimento de energização é fornecido imediatamente próximo da tira de metal, que é entortada no formato cilíndrico, um aquecimento de joule é realizado em relação às duas extremidades por uma potência suprida a partir da porção de suprimento de potência e, por conseguinte, as duas extremidades são soldadas enquanto são pressionadas e entram em contato uma com a outra. o aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica inclui um corpo ferromagnético que é inserido de forma móvel entre as duas extremidades, em uma posição mais a montante do que a porção de suprimento de potência, quando visto ao longo a direção de deslocamento da tira de metal, em que a posição corresponde a uma porção de abertura entre as duas extremidades que estão uma de frente para a outra.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO DE SOLDAGEM DE TUBO SOLDADO POR RESISTÊNCIA ELÉTRICA.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica que entorta uma tira de metal em um formato cilíndrico enquanto desloca a tira de metal, unindo as duas extremidades da tira de metal por energizar corrente através da tira de metal com aquecimento por indução ou energização direta de eletrodos deslizantes, e fabrica um tubo soldado por resistência elétrica. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica capaz de soldar com alta eficiência por eliminar, de maneira efetiva, potência reativa.

[002] A prioridade é reivindicada no Pedido de Patente Japonesa

N° 2009-214885, depositado em 16 de setembro de 2009 e Pedido de Patente Japonesa N° 2009-214887, depositado em 16 de setembro de 2009, cujo conteúdo é incorporado neste documento a título de referência.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA [003] Como métodos para fabricar um tubo de metal, existe um método de fabricar um tubo inteiriço por diretamente fazer um buraco em um lingote de metal, ou um método de fabricar um tubo por expulsar um metal, em adição a um método de fabricar um tubo soldado por resistência elétrica, um tubo espiral, ou similares, em que uma tira de metal é entortada e soldada em um formato de tubo.

[004] Por causa da produtividade particularmente alta e baixo custo, o tubo soldado por resistências elétricas foram produzidos em grandes quantidades. Tais tubos soldados por resistência elétrica são moldados em formato cilíndrico enquanto a tira de metal é deslocada,

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2/47 e finalmente, o fluxo de corrente de alta frequência é aplicado nas duas extremidades da placa de metal a serem unidas, de forma que a temperatura das duas extremidades sejam aumentadas até a temperatura de fundição, e as suas superfícies de extremidade sejam soldadas por pressão por rolos, resultando em um formato de tubo. Nesse momento, como métodos para fornecer corrente às duas extremidades da tira de metal, existe um método em que uma bobina de indução é enrolada de forma a cercar o lado de fora do metal e a corrente de indução é diretamente gerada no metal por formar um fluxo de corrente primária através da bobina de indução. Como outro método, existe um método em que eletrodos metálicos referidos como uma “ponta de contato” são empurrados contra as extremidades da tira de metal e fluxo de corrente diretamente a partir de uma fonte de alimentação para a tira de metal. Nesse momento, em muitos casos, conforme a corrente flui através da bobina de condução ou eletrodos, correntes de alta frequência de 100 to 400 kHz são geralmente usadas e um corpo ferromagnético referido como um “impedidor” é disposto sobre ou acima da superfície interna do tubo. O impedidor é usado para inibir a corrente de seguir ao redor do perímetro interno da tira de metal que é simplesmente entortada em um formato cilíndrico.

LISTA DE CITAÇÃO

Documentos de Patente [Documento de Patente 1] Pedido de Patente Japonesa não examinado, primeira publicação N° S53-44449

Documentos de Não Patente [Documentos de Não Patente 1] “Fundamentals and Applications of High Frequency” (Páginas 79 e 80, Tokyo Denki University Press)

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Problemas a serem resolvidos

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3/47 [005] As figuras 1 e 2 são diagramas esquemáticos que explicam uma soldagem de um tubo soldado por resistência elétrica. Uma tira de metal 1 que é um material a ser soldado, enquanto é conduzida, é processada por rolos de um formato plano e moldada em um formato cilíndrico em que as duas extremidades 2a e 2b da mesma estão voltada uma à outra. Na última etapa, as duas extremidades 2a e 2b são pressionadas juntas por rolos de compressão 7 e avançam em contato um com o outro em uma articulação 6. Para fundir e articular as duas extremidades 2a e 2b que estão voltadas umas às outras, em uma posição a montante dos rolos de compressão 7, uma bobina de indução 3 é proporcionada em um aparelho de aquecimento por indução da figura 1, e os eletrodos 4a e 4b são proporcionados em a aparelho de energização direta da figura 2, como porções de fornecimento de energia. Por criar fluxo de corrente de alta frequência usando a bobina de indução 3, ou os eletrodos 4a e 4b no aparelho de energização direta, as corrente 5a e 5b fluem através das extremidades da tira de metal 2a e 2b, e geram calor de Joule, as superfícies das extremidades da tira de metal 2a e 2b são aquecidas e fundidas, e assim, as superfícies são soldadas na articulação 6. As correntes 5a e 5b que são geradas na superfície da tira de metal 1 e fluem até as extremidades da placa de metal 2a e 2b são de alta frequência. Se a tira de metal 1 não tiver o vão de abertura, a corrente deve fluir em uma direção inversa da corrente primária ao longo da direção circunferencial da tira de metal 1 na posição correspondente à bobina de indução 3 ou os eletrodos 4a e 4b. Contudo, na fabricação do tubo soldado por resistência elétrica, visto que a tira de metal tem uma abertura, a corrente flui através das superfícies das extremidades da tira de metal 2a e 2b devido a um efeito de superfície, e tende a fluir ao longo das extremidades da placa de metal devido a um efeito de proximidade.

[006] Se a extensão circunferencial da superfície circunferencial

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4/47 interna da tira de metal 1 que é entortada em um formato cilíndrico for suficientemente mais longa comparada a uma extensão em que a corrente 5a e 5b vai e volta a partir da bobina de indução 3 ou dos eletrodos 4a e 4b até a articulação 6, visto que a impedância na direção circunferencial da superfície circunferencial interna é maior se comparada à impedância entre a bobina de indução 3 ou os eletrodos 4a e 4b e a articulação 6, a corrente tende a fluir através da articulação ao longo das extremidades da tira de metal como descrito acima. Contudo, em um caso em que o diâmetro interno da tira de metal cilíndrica é menor e a impedância na direção circunferencial da superfície circunferencial interna do corpo cilíndrico não é tão grande, a corrente através da articulação diminui e tende a fluir através da superfície circunferencial interna do tubo. Para inibir essa corrente através da superfície circunferencial interna da corrente, na técnica relacionada, como mostrado na vista de corte transversal esquemática da figura 3, um método foi adotado em que um corpo ferromagnético referido como um “impedidor 8” que é inserido sobre ou acima da superfície interna da tira de metal de formato cilíndrico 1, para aumentar a impedância da superfície circunferencial interna, e dessa forma, o fluxo de corrente ao redor da superfície circunferencial interna é inibido.

[007] No Documento de Patente 1, um método é revelado em que um impedidor é disposto na superfície circunferencial externa em adição ao impedidor da face interna. No método revelado no Documento de Patente 1, o impedidor é disposto aparentemente para inibir a corrente que flui ao redor da circunferência externa do corpo cilíndrico entortado. Contudo, os inventores executaram uma análise de campo eletromagnético com base no método descrito no Documento de Patente 1, e resultado obtido. No resultado, como indicado por vetores de corrente da figura 4, o fluxo de corrente ao longo da direção circunferencial da superfície circunferencial externa do corpo cilíndrico é

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5/47 mostrado como sendo concentrado no perímetro logo abaixo da bobina de indução e na porção a montante da área separada de um extremidade do impedidor interno da tira de metal 1 na direção a montante da bobina de indução. Isso se torna claro quando a corrente ao longo do perímetro externo é extremamente fraca na área da bobina de indução até a extremidade de impedidor. O impedidor de superfície externa tem efeito de cortar uma parte da corrente que flui ao redor do perímetro externo. Contudo, visto que o impedidor sozinho é um corpo ferromagnético, uma função que carrega o fluxo magnético gerado pela bobina de indução até uma distância é gerada, e a corrente sem força é gerada na superfície do metal cilíndrico. Isso se torna aparente quando a eficiência de soldagem diminui por causa dos efeitos previamente mencionados.

[008] A figura 1 mostra um método da fabricação do tubo soldado por resistência elétrica em que uma placa de metal plana é entortada por rolos enquanto é carregada e formada em um formato próximo a um cilindro, e as duas extremidades da tira de metal são aquecidas e fundidas com corrente de indução pela bobina de indução 3, e as extremidades avançam em contato uma com a outra pelos rolos de compressão 7 que são formados em um tubo. Em tal método, nas estruturas dispostas nos arredores da bobina de indução 3, como os rolos de compressão 7, os suportes de rolo contêm um ferro que é um material magnético. Aqui, visto que o ferro tem alta permeabilidade relativa e pode facilmente coletar o fluxo magnético, o ferro é aquecido pelo fluxo magnético gerado pela bobina de indução 3, e a potência extra é consumida, causando um problema em que a eficiência de soldagem diminui. Além disso, os rolos de compressão, a estrutura, e similares consumem potência e temperatura da mesma intensidade, o que requer resfriamento.

[009] Além disso, um par termoelétrico foi montado nas extremi

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6/47 dades da tira de metal e a temperatura foi medida. Como resultado, foi revelado não apenas as extremidades da tira de metal pela articulação 6, mas também a placa de metal das extremidades a montante da bobina de indução 3 é aquecida quando a corrente flui através da bobina de indução 3. Na técnica relacionada, como mostrado no Documento de Não Patente 1, foi explicado que a corrente flui apenas na direção que vem logo abaixo da bobina de indução em direção à porção de soldagem. Contudo, os inventores examinaram a distribuição de corrente e a distribuição de campo magnético por uma análise de campo eletromagnético do tubo soldado por resistência elétrica, e revelaram que a distribuição de corrente não aconteceu como mostrado na figura 1 do Documento de Não Patente 1. Ou seja, foi revelado que a corrente que vem logo abaixo da bobina de indução 3 não fluiu apenas na direção da articulação 6, e uma quantidade significante da corrente foi dividida e flui em direção à porção a montante da bobina de indução 3. Além disso, o fluxo magnético foi também disperso em porções separadas da bobina de indução 3, e a corrente de indução que não contribui para a soldagem foi também gerada nos rolos de compressão 7 ou nas porções de superfície lateral, exceto as extremidades de tira de metal. Ou seja, torna-se claro que existe um problema em que a potência fornecida pela bobina de indução 3 não flui efetivamente através da articulação e é consumida como potência desperdiçada.

[0010] A presente invenção resolve os problemas descritos acima e aprimora a eficiência de aquecimento durante a fabricação do tubo soldado por resistência elétrica, e um objetivo do mesmo é proporcionar um aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica capaz de aumentar efetivamente a eficiência de produção por um aparelho simples.

[0011] Os aspectos da presente invenção são os seguintes:

(1) De acordo com um aspecto da presente invenção, um

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7/47 aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica em que, após a tira de metal que está se movendo ser entortada em um formato cilíndrico por rolos de forma que as duas extremidades em uma direção de largura da tira de metal estejam voltadas umas às outras, uma porção de fornecimento de energia de um dispositivo de aquecimento por indução ou um dispositivo de aquecimento por energização é proporcionado imediatamente perto da tira de metal que é entortada no formato cilíndrico, um aquecimento de Joule é executado em relação às duas extremidades por uma potência fornecida a partir da porção de fornecimento de energia, por conseguinte, as duas extremidades são soldadas enquanto estão sendo pressionadas e avançam em contato uma com a outra, incluindo: um corpo ferromagnético que é inserido de forma móvel entre as duas extremidades em uma posição mais a montante do que porção de fornecimento de energia quando vista ao longo da direção de deslocamento da tira de metal, a posição correspondente a uma porção de abertura entre as duas extremidades que estão voltadas uma à outra.

(2) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (1), a seguinte configuração pode ser adotada. Ou seja, o corpo ferromagnético é inserido de forma móvel em uma porção na porção de abertura entre as duas extremidades, e inclui um formato que cobre uma ou as duas de uma porção de canto superior e uma porção de canto inferior de cada uma das duas extremidades opostas da tira de metal quando vista em um corte transversal perpendicular à direção de deslocamento da tira de metal.

(3) No caso do aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (2), o formato do corpo ferromagnético pode ser qualquer um de um formato de T, um formato de T invertido, e um formato de H quando visto no corte transversal.

(4) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistên

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8/47 cia elétrica descrito em (1), um formato do corpo ferromagn ético é um formato de I quando visto em um corte transversal perpendicular à direção de deslocamento da tira de metal.

(5) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (1), uma superfície do corpo ferromagnético é revestida com um material que é não magnético e não condutivo.

(6) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (1), o aparelho de soldagem pode ainda incluir um mecanismo de movimento que move o corpo ferromagnético de forma a evitar um dano do mesmo na porção de abertura entre as duas extremidades quando o corpo ferromagnético avança em contato com as duas extremidades.

(7) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (6), o mecanismo de movimento pode ser um material de fio que suspende e suporta o corpo ferromagnético.

(8) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (6), a seguinte configuração pode ser adotada. Ou seja, um formato do corpo ferromagnético quando visto em um corte transversal perpendicular à direção de deslocamento da tira de metal é um formato de T ou um formato de H que inclui uma porção horizontal que é disposta em uma porção superior do corpo ferromagnético e uma porção vertical que é verticalmente estendida para baixo a partir da porção horizontal, e o mecanismo de movimento é uma placa de instalação que inclui uma porção de abertura em que a porção vertical é inserida de forma que a porção vertical seja posicionada entre as duas extremidades, e uma porção de posicionamento que é proporcionada em um perímetro da porção de abertura e em que a porção horizontal é instalada.

(9) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (8), a seguinte configuração pode ser adotada.

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Ou seja, o aparelho de soldagem ainda inclui um membro que descarrega a meio de resfriamento na porção superior do corpo ferromagnético, e um espaçador que é interposto entre a porção horizontal e a porção de posicionamento quando a porção horizontal do corpo ferromagnético é instalada na porção de posicionamento da placa de instalação, e um espaço através do qual o meio de resfriamento passa é proporcionado no espaçador de forma que o meio de resfriamento se mova para baixo para a porção vertical do corpo ferromagnético quando o meio de resfriamento é descarregado na porção superior do corpo ferromagnético.

(10) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (8), a seguinte configuração pode ser adotada. Ou seja, o aparelho de soldagem ainda inclui um membro que descarrega um meio de resfriamento na porção superior do corpo ferromagnético, o corpo ferromagnético inclui fendas que passam o meio de resfriamento, e o meio de resfriamento passa através das fendas e se move para baixo para a porção vertical quando o meio de resfriamento é descarregado na porção superior do corpo ferromagnético.

(11) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (1), a seguinte configuração pode ser adotada. Ou seja, a porção de fornecimento de energia é uma bobina de indução no dispositivo de aquecimento por indução, e um corpo ferromagnético em formato de anel disposto em uma circunferência externa da bobina de indução é ainda proporcionado.

(12) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (11), o corpo ferromagnético em formato de anel pode ser dividido em uma pluralidade de seções ao longo de uma direção circunferencial da bobina de indução.

(13) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (12), um canal de resfriamento ao qual o

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10/47 meio de resfriamento flui, é proporcionado entre as seções do corpo ferromagnético em formato de anel que são adjacentes.

(14) No aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (1), a seguinte configuração pode ser adotada. Ou seja, a porção de fornecimento de energia é uma bobina de indução que é incluída no dispositivo de aquecimento por indução, e uma placa de escudo metálico que protege um fluxo magnético gerado pela bobina de indução é também proporcionado em uma porção mais a montante do que o corpo ferromagnético na direção de deslocamento.

[0012] De acordo com o aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica descrito em (1), a eficiência de soldagem do tubo soldado por resistência elétrica, que forma a tira de metal em um formato cilíndrico enquanto entorta a tira de metal em deslocamento e solda a mesma, pode ser efetivamente melhorada por um simples aparelho. Dessa forma, o consumo de potência elétrica pode ser diminuído e a conservação de energia pode ser alcançada.

[0013] Alternativamente, em um caso em que a mesma potência é introduzida, visto que uma velocidade linear pode ser aumentada, o aprimoramento de produtividade pode ser realizado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0014] A figura 1 é uma vista plana esquemática que mostra uma distribuição corrente com base em ideia da técnica relacionada que usa uma bobina de indução.

[0015] A figura 2 é uma vista plana esquemática que mostra uma distribuição corrente com base no conceito da técnica relacionada que usa eletrodos deslizantes.

[0016] A figura 3 é uma vista de corte transversal longitudinal esquemática do aparelho para fabricação do tubo soldado por resistência elétrica mostrado na figura 1.

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11/47 [0017] A figura 4 é uma vista plana esquemática que mostra uma distribuição corrente com base em uma análise de campo eletromagnético.

[0018] A figura 5 é uma vista plana esquemática que explica uma distribuição corrente durante o uso de um aparelho para fabricar um tubo soldado por resistência elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0019] A figura 6 é uma vista de corte transversal longitudinal esquemática que explica o mesmo aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica.

[0020] A figura 7 é uma vista de corte transversal esquemática que explica uma distribuição de corrente que flui em extremidades de tira de metal.

[0021] A figura 8 é uma vista de corte transversal esquemática que mostra um exemplo em que um núcleo em formato de H é disposto entre extremidades de metal no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica.

[0022] A figura 9 é uma vista de corte transversal esquemática que mostra um exemplo em que um corpo ferromagnético curvo em formato de H é disposto entre extremidades de metal no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica.

[0023] A figura 10 é uma vista de corte transversal esquemática que mostra um exemplo em que um corpo ferromagnético em formato de T é disposto entre extremidades de metal no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica.

[0024] A figura 11 é uma vista de corte transversal esquemática que mostra um exemplo em que um corpo ferromagnético em formato de I é disposto entre extremidades de metal no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica.

[0025] A figura 12 é uma vista de corte transversal esquemática

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12/47 que mostra um exemplo em que um corpo ferromagnético em formato de T invertido é disposto entre extremidades de metal no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica.

[0026] A figura 13 é uma vista de corte transversal frontal esquemática que mostra um exemplo em que o corpo ferromagnético em formato de T é suspenso entre extremidades de metal por uma corda de forma que seja livremente móvel no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica.

[0027] A figura 14 é uma vista de corte transversal longitudinal esquemática que mostra um exemplo em que o corpo ferromagnético em formato de T é suspenso entre extremidades de metal por uma corda de forma que seja livremente móvel no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica.

[0028] A figura 15 é uma vista plana esquemática que explica um exemplo de um estojo para um corpo ferromagnético de acordo com uma modalidade da presente invenção, em que um corpo ferromagnético pode ser instalado de forma que seja livremente móvel.

[0029] A figura 16 é uma vista de corte transversal frontal esquemática que explica uma estrutura que pode efetivamente resfriar o corpo ferromagnético quando visto ao longo de um corte transversal AA da figura 15.

[0030] A figura 17 é uma vista de corte transversal longitudinal que explica um exemplo em que um corpo ferromagnético em formato de anel é instalado na superfície externa da bobina de indução do aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção mostrada na figura 6.

[0031] A figura 18 é uma vista de corte transversal frontal quando vista a partir de uma seta A1-A1 da figura 17 como uma vista que mostra o aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica.

[0032] A figura 19 é uma vista de corte transversal esquemática de

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13/47 uma bobina de indução que inclui corpos ferromagnéticos divididos e membro de resfriamento no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0033] A figura 20 é uma vista de corte transversal esquemática que inclui uma bobina de indução que tem um corpo ferromagnético e membro de resfriamento que são parcialmente removidos na direção circunferencial da bobina de indução no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0034] A figura 21 é uma vista de corte transversal frontal esquemática que explica um exemplo em que uma estrutura de resfriamento é proporcionada na porção circunferencial externa do corpo ferromagnético mostrada na figura 18 no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0035] A figura 22 é uma vista de corte transversal longitudinal que mostra um exemplo em que as extremidades do corpo ferromagnético disposto na periférica exterior da bobina de indução que está voltada para a tira de metal no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0036] A figura 23 é uma vista de corte transversal longitudinal que explica um exemplo em que uma placa de proteção é instalada a montante do corpo ferromagnético, que é instalada a montante da bobina de condução, no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0037] A figura 24 é uma vista perspectiva esquemática que mostra um exemplo de um corpo ferromagnético em que as fendas são proporcionadas no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção.

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14/47 [0038] A figura 25 é uma vista perspectiva esquemática que mostra um exemplo de um corpo ferromagnético em que as fendas e uma porção de parede periférica são proporcionadas no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica.

[0039] A figura 26 é uma vista perspectiva esquemática que mostra um exemplo de um corpo ferromagnético em que uma protuberância é proporcionada em adição a fendas e uma porção de parede periférica no aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica. [0040] A figura 27 é uma vista de corte transversal esquemática que mostra um formato de um núcleo de ferrita que é usado como exemplo comparativo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0041] Na formação de tubo do tubo soldado por resistência elétrica, uma tira de metal é rachada de forma a se adaptar à largura para fabricar o tubo, e é carregada, é entortada por rolos e formada em um formato cilíndrico, de forma que as duas extremidades na direção da largura da tira de metal estão voltadas uma à outra. Por conseguinte, a corrente flui através da tira de metal por uma bobina de indução que é uma porção de fornecimento de energia em um dispositivo de aquecimento por indução ou eletrodos de energização deslizantes que são porções de fonte de alimentação em um dispositivo de aquecimento por energização, e as extremidades da tira de metal são aquecidas e fundidas. Por conseguinte, a jusante do processamento, o tubo soldado por resistência elétrica é obtido por pressionar e prender as duas superfícies de extremidade da tira de metal opostas através de rolos de compressão e juntá-las (soldar). Aqui, o termo “a jusante” descrito na presente invenção refere-se a jusante em uma direção de deslocamento da tira de metal. Doravante, “a montante” e “a jusante” indica “a montante” e “a jusante” na direção de deslocamento da tira de metal.

[0042] A figura 1 é uma vista plana esquemática que mostra uma

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15/47 aparência de uma articulação durante o uso de um dispositivo de aquecimento por indução e a figura 2 é uma vista plana esquemática que mostra um aparência de uma articulação durante o uso de um dispositivo de aquecimento por energização, em que um impedidor 8 é instalado na porção interna da tira de metal entortada 1.

[0043] Doravante, para facilitar a explicação, uma modalidade da presente invenção será explicada com referência aos desenhos no caso de uso da bobina de indução.

[0044] A figura 5 é uma vista plana esquemática que mostra um aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica (um aparelho para fabricar o tubo soldado por resistência elétrica) da presente invenção por usar o dispositivo de aquecimento por indução e a figura 6 é uma vista de corte transversal esquemática do mesmo. Na explicação abaixo, um exemplo em que o dispositivo de aquecimento por indução é usado como o dispositivo de aquecimento e uma bobina de indução 3 é usada como a porção de fornecimento de energia do dispositivo de aquecimento por indução, é descrito. A bobina de indução de modo coletivo refere-se a bobinas de indução que rolam ao redor de, por pelo menos um círculo, um material a ser aquecido que usa um tubo, um material de fio, uma placa ou similares de um bom condutor, como cobre, e o formato que cerca o material a ser aquecido pode ser retangular ou circular e particularmente não é limitado. A bobina de indução 3 é proporcionada em uma posição correspondente que está imediatamente perto da tira de metal que é entortada em um formato cilíndrico. Também no caso de uso do dispositivo de aquecimento por energização, como mostrado na figura 2 como o dispositivo de aquecimento, a invenção pode ser aplicada semelhantemente ao caso de uso do dispositivo de aquecimento por indução. Nesse caso, a bobina de indução 3 na explicação abaixo, pode ser substituída por eletrodos 4 que são uma porção de fornecimento de energia do dispoPetição 870190051157, de 31/05/2019, pág. 22/62

16/47 sitivo de aquecimento por energização.

[0045] O aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência a eletrodo da presente modalidade é caracterizado por um corpo ferromagnético 9 que é inserido de forma móvel entre as duas extremidades 2a e 2b e é disposto em uma posição que é a porção a montante da bobina de indução 3 que fornece potência quando vista ao longo da direção de deslocamento da tira de metal 1 e corresponde a um espaço (porção de abertura) entre as duas extremidades opostas 2a e 2b da tira de metal.

[0046] Doravante, as razões pelas quais corpo ferromagnético 9 é disposto entre a extremidade da tira de metal 2a e a extremidade da tira de metal 2b serão explicadas.

[0047] Na técnica relacionada, como descrito no Documento de

Não Patente 1 ou similares e como mostrado na figura 1 ou figura 2, após corrente para tubo soldado por resistência elétrica saírem da bobina de indução ou os eletrodos em direção a uma articulação 6, a corrente retorna em direção à bobina de indução ou os eletrodos. Contudo, os inventores anexaram um par termoelétrico nas extremidades da tira de metal a montante da bobina de indução e mediram a temperatura, com resultado, foi revelado que a área a montante da bobina de indução 3 é também aquecida. Assim, ficou claro que a corrente flui não apenas através da direção da articulação 6 como mostrado na figura 1, mas também na porção a montante da bobina de indução. Os inventores calcularam uma distribuição corrente e uma distribuição de campo magnético por executar uma análise de campo eletromagnético do tubo soldado por resistência elétrica. Como resultado, foi revelado que a corrente de indução gerada na tira de metal 1 pela bobina de indução 3 é dividida na corrente que retorna em direção à bobina de indução 3 após ir em direção à articulação 6 que é soldada e a corrente (na outra extremidade que é oposta a uma extremidade, a corrente

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17/47 retorna de modo oposto) que está na direção a montante da bobina de indução 3, como mostrado na figura 4.

[0048] Dessa forma, para suprimir a corrente de indução de fluir para a porção a montante da bobina de indução 3, é considerado que, inibir a corrente de fluir para a superfície de extremidade da placa de metal é eficaz. Assim, na presente modalidade, o corpo ferromagnético 9 é instalado em uma posição correspondente à porção de abertura entre as duas extremidades opostas 2a e 2b da tira de metal a montante da direção de deslocamento da bobina de indução 3 que é a porção de fornecimento de energia. Dessa forma, durante a soldagem do tubo soldado por resistência elétrica por uso do aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica da presente invenção, como mostrado na figura 8, entre as extremidades da placa de metal 2a e 2b que estão voltadas uma à outra, o corpo ferromagnético 9 é disposto de forma que seja inserido de forma móvel entre as duas extremidades 2a e 2b. A figura 8 é uma vista de corte transversal tomada ao longo de uma linha A-A da figura 5.

[0049] Se a corrente fluir, visto que o corpo ferromagnético 9 opera de forma a inibir a corrente, a impedância aumenta e a corrente que flui através da porção a montante da bobina de indução 3 é inibida. Dessa forma, a corrente forma uma distribuição próxima ao que é mostrado na figura 1 ou figura 2. Assim, a corrente gerada na superfície externa da tira de metal por indução pode, na maioria das vezes, fluir em direção à porção de soldagem, e é possível aumentar a densidade de corrente. Além disso, um fluxo magnético da bobina de indução 3 pode efetivamente fluir através do impedidor 8 pelo corpo ferromagnético 9. Ou seja, o fluxo magnético que é gerado pela bobina de indução 3 que flui intensivamente no corpo ferromagnético 9 que tem uma resistência magnética pequena. Contudo, visto que o corpo ferromagnético 9 é posicionado logo acima do impedidor 8, a corrente

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18/47 pode facilmente fluir através do impedidor 8 já que a distância entre o corpo ferromagnético e o impedidor é menor. Além disso, o fluxo magnético passa através da porção interna do impedidor 8 e obtém descarga do impedidor 8 localizado a jusante da bobina de indução 3 para a porção de abertura da tira de metal. Assim, visto que o campo magnético aumenta, a densidade da corrente que flui através da porção de soldagem é aumentada, e a eficiência de soldagem pode ser ainda aprimorada. Consequentemente, em comparação ao estojo em que o corpo ferromagnético 9 não é instalado, uma fonte de alimentação menor é exigida, a conservação de energia pode ser alcançada, ou a velocidade linear pode ser aumentada mesmo com a mesma potência de entrada. Quando a velocidade linear é aumentada, a taxa de produção pode ser aprimorada.

[0050] A figura 7 é uma vista esquemática do tubo corte transversal na distribuição de corrente que flui em extremidades da placa de metal. Nas extremidades da placa de metal, uma quantidade particularmente grande da corrente flui na porção superior e inferior (porções de canto), e torna-se claro que mais corrente flui na porção de canto superior 23a do que na porção de canto inferior 23b.

[0051] Dessa forma, é mais preferível que o corpo ferromagnético seja instalado de forma que seja inserido de modo móvel nas duas extremidades 2a e 2b na posição correspondente à porção de abertura entre as duas extremidades 2a e 2b da tira de metal oposta, incluindo um formato que cobre uma ou as duas de cada porção de canto superior 23a e cada porção de canto inferior 23b nas duas extremidades opostas da tira de metal quando vistas no corte transversal perpendicular à direção de deslocamento da tira de metal 1.

[0052] Um estojo em que o corpo ferromagnético 9 tem um formato H e o formato H é virado lateralmente conforme mostrado na figura 8 pode obter o maior efeito supressor de corrente. Isto é, visto que a

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19/47 distribuição de corrente é como na figura 7 nas extremidades de placa de metal, a corrente flui tanto nas extremidades quanto nas áreas de superfície superior e inferior e pequena quantidade. Portanto, de modo a evitar o fluxo, é preferível que o formato envolva tanto as superfícies de extremidade de placa de metal quanto as superfícies inferiores e superiores enquanto cobre as bordas da placa de metal, e o corpo ferromagnético pode ser formado por superfícies curvas conforme mostrado na figura 9.

[0053] Além disso, exceto os formatos mostrados na figura 8 ou figura 9, por exemplo, o formado do corpo ferromagnético 9 pode incluir um formato de T mostrado na figura 10, um formato de I mostrado na figura 11, ou um formato de T invertido mostrado na figura 12, e não é necessário ser formado de forma linear.

[0054] Além disso, embora a ilustração detalhada seja omitida, nas figuras 8 a 12, um estojo para proteger o inibidor 8 é fornecido na periferia do inibidor 8 que é formado em um formato de barra redonda. Através disso, por exemplo, embora o corpo ferromagnético tenha qualquer um do formato H mostrado nas figuras 8 e 9, o formato de T mostrado na figura 10, o formato de I mostrado na figura 11, e o formato de T invertido mostrado na figura 12 são usados, a extremidade inferior do corpo ferromagnético 9 encontra-se ao lado do estojo do inibidor e serve como um interruptor.

[0055] Adicionalmente, o exemplo descrito na presente modalidade mostra somente o corpo ferromagnético que é configurado como uma peça única. Entretanto, a invenção não é limitada a isto. Por exemplo, quando o corpo ferromagnético conformado em T 9 mostrado na figura 10 é usado, um membro de recebimento côncavo pode ser disposto aproximadamente a jusante da porção vertical, isto é, no estojo (não mostrado) para proteger o inibidor 8, e a porção vertical do corpo ferromagnético 9 pode ser configurada de modo a ser inserida e

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20/47 suportada em uma porção côncava da porção de recebimento.

[0056] Como o material do corpo ferromagnético 9, um bom corpo magnético que tem baixa condutividade tal como ferrita ou uma lâmina de aço eletromagnética pode ser usada.

[0057] Adicionalmente, embora a posição para instalar o corpo ferromagnético 9 pode ser qualquer porção ainda montante do que bobina de indução, uma posição mais próxima à bobina de indução é mais eficaz de maneira a inibir a origem da corrente tende ao fluxo. Entretanto, se o corpo ferromagnético estiver muito perto da bobina de indução, a densidade do fluxo magnético se torna alto e o corpo ferromagnético é facilmente aquecido. Portanto, é preferível determinar de forma apropriada a posição em qual tal influência não está presente. Adicionalmente, o comprimento e a espessura do corpo ferromagnético 9 diferem de acordo com a condição de uso dos mesmos e não particularmente limitada. Entretanto, quanto ao comprimento, aproximadamente várias dezenas de milímetros são suficientes, e quanto a espessura, um efeito melhor pode ser obtido se o corpo ferromagnético chegar próximo com a porção de abertura enquanto não está em contato com a tira de metal.

[0058] Além disso, no método para instalar o corpo ferromagnético

9, um efeito de supressão do fluxo de corrente na porção a montante da bobina de indução 3 aumenta se o corpo ferromagnético 9 for instalado junto com o inibidor 8 que suprimi a corrente ao redor da superfície circunferencial interna, de modo que a corrente não flua ao redor da superfície circunferencial interna a partir das extremidades de placa de metal para a periferia interna. Isto é, conforme mostrado na figura 6, é preferível que o corpo ferromagnético 9 seja instalado acima do inibidor 8 entre a extremidade a montante de porção do inibidor 8 e a bobina de indução 3.

[0059] Adicionalmente, o efeito de supressão de corrente é au

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21/47 mentado se o vão entre o corpo ferromagnético 9 e as extremidades de placa de metal for tanto estreito quanto possível, e quanto menor o efeito maior o vão é. Portanto, é preferível que o corpo ferromagnético e as extremidades de placa de metal estão tão próximas quanto possível entre si.

[0060] Quando o corpo ferromagnético 9 é instalado, na prática, as extremidades de placa de metal 2a e 2b podem entrar em contato com om corpo ferromagnético 9. No presente contexto, por exemplo, se ferrita for usada para o ferromagnético, o corpo ferromagnético será quebrado facilmente se um impacto for aplicado a isto. Quando o corpo ferromagnético formado de ferrita é quebrado, problemas de equipamento podem facilmente ocorrer no qual, por exemplo, sendo que a quebra é corroída pelos rolos de compressão a jusante ou é pega na bobina de indução. Portanto, na presente invenção, é preferível revestir a superfície externa do corpo ferromagnético 9 em consideração com a segurança e produtividade no aparelho. Isto é, é preferível revestir a superfície externa do corpo ferromagnético 9 com uma fita de vidro similar para evitar a dispersão mesmo quando um impacto for aplicado ao corpo ferromagnético 9 e o corpo ferromagnético for quebrado.

[0061] Como materiais que reveste o corpo ferromagnético 9, qualquer material não magnético ou material não condutor pode ser usado. Adicionalmente para fita de vidro, a moldagem com fita de vinil ou resina que tem uma termo-resistência pode ser usada. Borracha ou similares também podem ser anexadas. Embora revestimento do corpo ferromagnético não seja essencial, o revestimento é mais preferível no ponto de vista de operação segura.

[0062] Além disso, na instalação do corpo ferromagnético 9, por exemplo, quando as posições das extremidades de placa de metal são deformadas e desalojada durante a viagem, se o corpo ferromagnético

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22/47 estiver instalado em uma configuração fixa, existe um risco considerável do corpo ferromagnético entra em contato com as extremidades de placa de metal e quebrar. Portanto, outra modalidade da presente invenção é caracterizada pelo fato de que um mecanismo de movimento é fornecido capaz de mover o corpo ferromagnético 9 de modo a evitar dano do mesmo na porção de abertura entre ambas as extremidades quando o corpo ferromagnético 9 entra em contato com ambas as extremidades na tira de metal que é entortada em um formato cilíndrico durante a viagem.

[0063] Por exemplo, a figura 13 é um exemplo em o corpo ferromagnético 9 é pendurada e suportada para uma placa de fixação 12 por um fio 11 formada de um material de arame tal como fibra de alumina, e figura 14 é uma seção de corte transversal do mesmo quando vista de frente. Nos exemplos mostrados nas figuras 13 e 14, visto que o corpo ferromagnético 9 é pendurado pelo fio 11, o corpo ferromagnético 9 é separado de modo a escapar da extremidade de placa de metal mesmo se as extremidades de placa de metal entrem em contato com o corpo ferromagnético 9. Portanto, o corpo ferromagnético não é facilmente danificado.

[0064] Adicionalmente, quanto ao mecanismo de movimento capaz de se mover, quando o corpo ferromagnético é um formato de T ou um formato H, o mecanismo a seguir é adotado. Duas placas de instalação para o corpo ferromagnético são fornecidas horizontalmente em uma posição entre a porção horizontal superior do corpo ferromagnético e a tira de metal entortada em um formato cilíndrico. As duas placas de instalação são opostas uma á outra que interpõe e separadas da porção vertical do corpo ferromagnético. A porção horizontal superior do corpo ferromagnético é colocada sobre as placas de instalação.

[0065] As figuras 15 e 16 são um exemplo no qual o corpo ferromagnético 9 é instalado através de espaçadores 17 sobre uma placa

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23/47 de fundo (placa de instalação) 16 de uma base de instalação 13, na qual uma porção de abertura 14 é fornecida de modo que o corpo ferromagnético 9 seja movível de forma livre. No presente contexto, a placa de fundo 16 inclui a porção de abertura 14 e uma porção de colocação fornecida sobre a periferia da porção de abertura 14. A porção vertical do corpo ferromagnético 9 é inserida no interior da porção de abertura 14 de modo que a porção vertical seja posicionada entre ambas extremidades 2a e 2b. A porção horizontal é colocada sobre a porção de colocação. Na configuração explicada acima, o corpo ferromagnético 9 pode se mover livremente no espaço da porção de abertura 14. O corpo ferromagnético 9 se move não somente na direção de viagem ou na direção de largura da tira de metal, mas também pode se mover de forma vertical quando este alcança a porção de soldagem que conecta a tira de metal. Em geral, visto que o corpo ferromagnético 9 tem um peso apropriado, o corpo ferromagnético não se move de forma significante a menos que uma grande força seja aplicada. Entretanto, para estabilizar a posição do corpo ferromagnético 9, conforme mostrado na figura 15, por exemplo, o aparelho da presente invenção pode ser configurado com o uso de uma estrutura flexível 19 forma de materiais que tem uma flexibilidade tal como borracha ou esponja de modo a restaurar a posição do corpo ferromagnético 9 na superfície plana. O aparelho também pode ser configurada de modo que superfície traseira do corpo ferromagnético 9 é levemente pressionada pela borracha, resina, ou similares de modo que evitar que o corpo ferromagnético salte para fora do estojo.

[0066] A figura 16 é uma seção de corte transversal ao longo de uma linha A-A da figura 15 e é um exemplo no qual a base de instalação 13 é fornecida sobre pernas fixas 18. Nos exemplo mostrado, os espaçadores 17 são fornecidos entre o corpo ferromagnético 9 e a placa de fundo 16. Entretanto, os espaçadores não são necessaria

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24/47 mente essenciais. Entretanto, conforme descrito acima, porque o corpo ferromagnético 9 é facilmente aquecido sobre um campo magnético forte, é preferível resfriar o corpo ferromagnético. Portanto, adotar a configuração supracitada é eficaz para resfriar o corpo ferromagnético. Isto é, o meio de resfriamento tal como água é asperso sobre o corpo ferromagnético 9 a partir de um bocal de resfriamento (um membro que descarrega o meio de resfriamento) 20 fornecido acima do corpo ferromagnético 9, de modo que a superfície superior do corpo ferromagnético 9 seja resfriada. Adicionalmente, os espaçadores 17 são fornecidos em uma pluralidade de lugares com intervalos, na porção inferior do corpo ferromagnético 9. Através disso, um vão é colocado entre o corpo ferromagnético 9 e a placa de fundo 16, e o meio de resfriamento se move para baixo na direção da superfície inferior e a porção vertical do corpo ferromagnético 9, e os resfria. Portanto, é possível resfriar de forma eficaz o corpo ferromagnético inteiro 9. Neste momento, se a água de resfriamento for abastecida o suficiente em uma região rodeada por um invólucro 15, grandes quantidades de água de resfriamento podem ser abastecidas ao estojo de inibidor (não mostrado) da porção de abertura exceto o corpo ferromagnético 9. Então, é possível evitar que escamas ou similares, que são are trazidas pela placa de metal, se depositem no estojo de inibidor.

[0067] Os espaçadores 17 podem ser fornecidos sobre um quadro de fixação (placa de fundo 16) ou ser montados sobre o corpo ferromagnético 9. Além disso, quanto ao material dos espaçadores 17, é preferível adotar um material que não é sujeito à indução elétrica, por exemplo, resina tal como epóxi ou Bakelite.

[0068] Na explicação da modalidade, o estojo em que a tira de metal 1 é soldada pelo uso da bobina de indução 3 é descrito. Entretanto, conforme mostrado na figura 2, os mesmo princípio também é aplicado ao estojo em que a soldagem é executada pelo uso dos eletrodos 4, e

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25/47 o corpo ferromagnético 9 é eficaz para inibir a corrente de fluir para a porção a montante dos eletrodos. Adicionalmente, em um caso em que o comprimento na direção circunferencial na superfície circunferencial interna da tira de metal que é entortada em um formato cilíndrico é muito maior que a distância que vai e volta entre a bobina de indução 3 e a articulação 6 e a impedância é grande, o inibidor pode não ser usado. Também, no caso em que o inibidor não está presente, a invenção pode obter o efeito que direciona de forma eficaz a corrente na direção da articulação.

[0069] Para melhorar ainda mais a eficiência de soldagem, em outra modalidade da presente invenção, um corpo ferromagnético conformado em anel é disposto próximo à circunferência externa da bobina de indução que é uma porção de fornecimento de energia ao usar o dispositivo de aquecimento por indução. A figura 17 é uma seção de corte transversal esquemática que mostra a configuração, e a figura 18 é uma vista esquemática que mostra uma seção de corte transversal ao longo de uma linha A1-A1 nos arredores da bobina de condução 3 da figura 17. Conforme mostrado nas figuras 17 e 18, na presente modalidade, um corpo ferromagnético conformado em anel 21 é fornecido ao longo da circunferência externa da bobina de indução 3 nos arredores do lado de fora da bobina de indução 3. Quando ao material do corpo ferromagnético 21, ferrita, uma lâmina de aço eletromagnética laminada, liga amorfa, ou similares podem ser usados.

[0070] No caso em que o corpo ferromagnético 21 não é fornecido, o fluxo magnético gerado pelo fluxo de corrente primário na bobina de indução 3 passa através dos rolos ou estruturas dispostas na periferia, e a potência é desperdiçada. Entretanto, quando o corpo ferromagnético conformado em anel 21 é fornecido nos arredores da bobina de indução 3, é possível evitar que o desperdício de potência ocorra. Além disso, na presente invenção, no caso em que o corpo ferromag

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26/47 nético conformado em anel 21 é disposto nos arredores da periferia externa da bobina de indução 3, o corpo ferromagnético 21 é disposto de modo circundar a bobina de indução 3 na periferia externa da bobina de indução 3, com o uso de ferrita formada em um formato de disco e tem uma espessura, um aço eletromagnético fino laminado em um formato paralelepípedo retangular ou um leque, amorfo, ou similar.

[0071] O corpo ferromagnético 21 tem características em que sua permeabilidade é várias vezes maior que aquela da tira de metal 1, rolos, ou estrutura dos mesmos. Por causa dessas características, o corpo ferromagnético 21 evita difusão do fluxo magnético da bobina de indução 3, introduz o fluxo magnético gerado pela bobina de indução 3 ao corpo ferromagnético 21 que tem pequena resistência magnética, e concentra o fluxo magnético nos arredores da bobina de indução 3. Portanto, se o fluxo magnético for concentrado nos arredores da bobina de indução 3, através disso, a corrente gerada na tira de metal 1 aumenta, a densidade da corrente que flui na extremidade de placa de metal aumenta, e o a eficiência de aquecimento é aprimorada.

[0072] Particularmente, no caso em que o corpo ferromagnético 9 é dispostos a montante da bobina de indução 3, o fluxo magnético é inclinado para a jusante da bobina de indução 3. Portanto, controlar o fluxo magnético na direção dos rolos de compressão ou similar é importante para aprimorar a eficiência de soldagem.

[0073] Se o fluxo magnético gerado pela bobina de indução for concentrado logo abaixo da bobina de indução, o fluxo magnético que passa através do espaço interno do corpo cilíndrico formado pela tira de metal 1 aumenta, e a corrente de indução gerada na tira de metal 1 aumenta. Portanto, a corrente na direção da articulação 6 a ser soldada pode ser aumentada. Na presente modalidade, o corpo ferromagnético 21 que tem uma grande permeabilidade relativa e uma pequena resistência magnética é disposto ao longo da circunferência externa na

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27/47 periferia externa da bobina de indução 3. Visto que o fluxo magnético gerado pela bobina de indução 3 passa de forma seletiva dentro do corpo ferromagnético 21, a difusão do fluxo magnético é evitada, e o fluxo magnético pode ser concentrado logo abaixo da bobina de indução 3. Através disso, é possível evitar que o fluxo magnético gerado pela bobina de indução 3 flua para metais tais como os rolos de compressão ou a armação.

[0074] Isto é, comparado aos rolos de compressão ou a armação formada de ferro que tem permeabilidade relativa de aproximadamente várias centenas, o corpo ferromagnético 21 formado de um material ferromagnético tal como um núcleo de ferrita, aço eletromagnético, ou amorfo que tem várias vezes maior permeabilidade relativa. O corpo ferromagnético 21 é disposto ao longo da circunferência externa da bobina de indução e os arredores da bobina de indução 3, de modo que o fluxo magnético gerado na bobina de indução 3 passe de forma seletiva dentro do corpo ferromagnético 21. Através disso, a difusão do fluxo magnético é evitada, e o fluxo magnético pode ser concentrado logo abaixo da bobina de indução 3. Se o fluxo magnético for concentrado logo abaixo da bobina de indução 3, a corrente que flui ao redor da tira de metal logo abaixo da bobina de indução 3 aumenta, a densidade da corrente que flui ao redor da superfície das extremidades de tira de metal e que se move na direção da articulação aumenta, e a soldagem que tem eficiência aprimorada pode ser executada. Neste momento, é preferível que um condutor da bobina de indução na direção de uma fonte de alimentação seja levado à porção a montante na direção de viagem do corpo cilíndrico.

[0075] Adicionalmente, se a presente modalidade adotar uma configuração na qual o corpo ferromagnético é disposto de modo a ser dividido em uma pluralidade de seções na direção circunferencial da bobina de indução, por exemplo, quando um núcleo de material mag

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28/47 nético (corpo ferromagnético 21) na qual folhas metálicas tal como um aço eletromagnético ou amorfo são laminadas é fabricado, conforme mostrado em uma vista em seção de corte transversal da figura 19, se os corpos eletromagnéticos não são laminados de modo a ser aproximadamente perpendicular à bobina de indução, o fluxo magnético penetra a superfície do núcleo de material magnético e aquece isto. Portanto, não somente aquela perda de potência ocorre, mas também existe um problema em que a função como o núcleo de material magnético é perdida. Através disso, conforme mostrado na figura 19, é necessário que a direção de laminação do material que configura o núcleo de material magnético seja aproximadamente perpendicular à bobina de indução. Entretanto, é difícil laminar de forma contínua o material que configura que configura o núcleo de material magnético na direção circunferencial visto que uma diferença entre a circunferência interna e a circunferência externa é gerada ao laminar.

[0076] Portanto, é mais fácil usar um núcleo de material magnético normal laminado em um formato de seção de corte transversal retangular e dividir este na direção circunferencial para ser descartado.

[0077] Adicionalmente, quando o núcleo de material magnético é dividido na direção circunferencial e descartado, a função pode ser mantida sobre um período estendido visto que o núcleo de material magnético aquecido é facilmente resfriado. Além disso, visto que o fluxo magnético que vazou para o lado de fora do núcleo de material magnético pode ser substancialmente evitado quando a placa de resfriamento for fabricada de cobre ou similar, vantagens tal como evitar o aquecimento do equipamento periférico ou similares podem ser obtidas.

[0078] O corpo ferromagnético 21 é facilmente aquecido visto que o corpo ferromagnético é descartado próximo à bobina de indução 3 e submetido a um campo magnético forte. Portanto, na presente modali

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29/47 dade, é mais preferível que o corpo ferromagnético 21 descartado ao redor da bobina de indução 3 seja descartado se modo a ser dividido nos arredores da bobina de indução 3, e um membro para resfriar o corpo ferromagnético 3 sejam fornecidos. A figura 19 é uma seção de corte transversal que mostra um exemplo do mesmo, e a estrutura a seguir pode ser fornecida. Isto é, placas de resfriamento 21b formada de uma placa de cobre ou similar são fornecidas entre corpos ferromagnéticos 21 os quais são divididos em uma pluralidade de seções ao longo da direção circunferencial e adjacente entre si, e canais de resfriamento 21a através dos quais o meio de resfriamento flui são fornecidos ao fazer furos nas placas de resfriamento 21b. Neste momento, é preferível que as placas de resfriamento 21b estejam aderidas aos corpos ferromagnéticos 21 por adesivos que têm uma boa termocondutividade e uma propriedade de isolamento, ou similares. Deste modo, se as placas de resfriamento 21b forem fornecidas de modo a serem aderidas aos corpos ferromagnéticos 21, o calor, o qual é gerado quando os corpos ferromagnéticos 21 são aquecidos pelo fluxo magnético gerado através de corrente de alta frequência, pode ser removido de forma eficaz pelo meio de resfriamento que passa através dos canais de resfriamento 21a, as características magnéticas dos corpos ferromagnéticos não é danificada, e os corpos ferromagnéticos podem ser usadas de forma estável sem problemas tal como uma exaustão.

[0079] Adicionalmente, é preferível que os corpos ferromagnéticos sejam dispostos ao redor deste de modo a cobrir a bobina de indução inteira 3. Entretanto, quando obstáculos tal como uma porção principal na direção da fonte de alimentação ou uma armação estão próximos aos corpos ferromagnéticos, ou similares, para evitar a interferência, conforme mostrado na figura 20, os corpos ferromagnéticos podem ser dispostos de modo a serem desbastados (parcialmente re

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30/47 movidos) no meio da circunferência. Na estrutura dividida mostrada na figura 20, o núcleo de material magnético (corpos ferromagnéticos 21) é disposto na periferia externa da porção de abertura ao invés de na porção de abertura da tira de metal. Neste caso, o fluxo magnético gerado pela bobina de indução não entra direta e intensivamente no inibidor 8 logo abaixo da porção de abertura da tira de metal 1. Consequentemente, a exaustão do inibidor 8 pode ser evitada. Isto é, o fluxo magnético gerado pela bobina de indução 3 disposta sobre a porção de abertura da tira de metal 1, flui na direção dos corpos ferromagnéticos 21 pela disposição dos corpos ferromagnéticos 21 que tem uma pequena resistência magnética sobre o lado de for de ambas extremidades da porção de abertura da tira de metal 1. Portanto, a razão do fluxo magnético que flui diretamente ao inibidor 8 pode ser diminuída, e a exaustão do inibidor 8 pode ser evitada.

[0080] Além disso, quando os corpos ferromagnéticos 21 são dispostos de forma intensiva somente na periferia da porção de abertura através de ambas as extremidades da porção de abertura da tira de metal 1 (por exemplo, quando corpos ferromagnéticos 21 são dispostos somente na meia porção superior da bobina de indução 3 na direção vertical enquanto que tem um comprimento igual a ou menos um semicírculo), visto que o fluxo magnético gerado pela bobina de indução passa através dos corpos ferromagnéticos 21 e flui de forma intensa no inibidor 8, a exaustão do inibidor 8 é facilmente gerada. Através disso, é preferível que os corpos ferromagnéticos 21 sejam dispostos sobre a metade inferior da bobina de indução 3 na direção vertical. [0081] A figura 21 é uma modalidade que mostra outra estrutura de resfriamento, e a estrutura a seguir pode ser fornecida. Isto é, uma placa de resfriamento 21b que tem uma baixa resistência e uma alta termo-condutividade, tal como uma placa de cobre, pode ser enrolada e aderida ao corpo ferromagnético conformado em anel 21 da configu

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31/47 ração da figura 18. Os tubos de resfriamento 21c tal como um tubo de cobre através do qual o meio de resfriamento passa pode ser montado sobre as placas de resfriamento 21b por uma brasagem ou similar.

[0082] Uma largura na direção longitudinal do corpo ferromagnético 21 pode ser mais estreita que uma largura da bobina de indução 3. Entretanto, conforme mostrado na figura 17, é preferível que a largura do corpo ferromagnético seja levemente mais projetada na direção a montante e na direção a jusante do que a largura da bobina de indução 3 (cerca de 10 a 20 mm). Se a largura na direção longitudinal do corpo ferromagnético 21 for muito maior que a da bobina de indução 3, as desvantagens ocorrem tal como uma forma em que o fluxo magnético é abastecido para outros dispositivos tal como os rolos de compressão 6, e similares. Portanto, conforme mostrado na figura 22, as superfícies de extremidade em uma porção pequena do corpo ferromagnético 21 pode ser configurada de modo voltar na direção da tira de metal 1. Entretanto, cautela deve ser adotada, em que as superfícies do corpo ferromagnético 21 estão muito próximas à tira de metal 1, visto que a influência do fluxo magnético que penetra a direção de espessura da tira de metal 1 é muito grande, um circuito fechado é formado logo abaixo do corpo ferromagnético 21, e a corrente que passa através da articulação 6 pode diminuir. Além disso, contanto que a espessura do corpo ferromagnético 21 esteja estabelecida de modo que o corpo ferromagnético não alcance a saturação de fluxo magnético. A espessura pode ser projetada de forma apropriada, de acordo com um densidade de fluxo magnético de saturação do material usado, a frequência, potência, ou similares.

[0083] Ademais, a distância entre a bobina de indução e o corpo ferromagnético não está particularmente definida. Entretanto, já que não é necessário interpor um isolador entre a bobina de indução e o corpo ferromagnético, não é necessário que um vão de aproximada

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32/47 mente vários milímetros exista. Entretanto, se a distância entre a bobina de indução e o corpo ferromagnético for grande demais, já que o efeito de concentração do fluxo magnético está enfraquecido, é preferível que a bobina de indução e o corpo ferromagnético sejam dispostos em uma faixa de 20 a 30 mm ou menos.

[0084] Além disso, a fim de impedir que a corrente flua a montante da bobina de indução 3, como ainda outra modalidade de acordo com a presente invenção, é eficaz instalar uma placa de escudo 22 mais a montante do corpo ferromagnético 9 conforme mostrado na figura 23. Ou seja, quando a corrente que não foi parada pelo corpo ferromagnético 9 flui mais para cima do corpo ferromagnético 9, o fluxo magnético também reaches mais longe. Portanto, o fluxo magnético pode ser cortado instalando-se a placa de escudo 22, é possível impedir que a corrente flua mais a montante da placa de escudo 22. Portanto, é possível impedir que os rolos ou similares sejam danificados.

[0085] Conforme a placa de escudo 20, os materiais que têm um efeito de escudo como os metais que têm uma baixa resistência como uma placa de cobre ou uma placa de alumínio podem ser usados. Para o formato da placa de escudo, é preferível fornecer uma porção de abertura não grande demais, enquanto tem um vão como uma extensão que não contata a tira de metal 1. Adicionalmente, o formato externo da placa de escudo 20 não está particularmente definido e pode ser um círculo ou um quadrilátero. Entretanto, é preferível fornecer o formato externo que tenha pelo menos uma área maior do que um diâmetro externo da bobina de indução 3 e seja maior do que aquele do rolo ou da cobertura a ser protegida.

[0086] Na descrição acima, o caso onde a bobina de indução é usada é explicado como exemplo. Entretanto, o efeito da instalação da placa de escudo 20 é eficaz mesmo na configuração que é diretamente energizada a partir dos eletrodos. Ou seja, mesmo no caso da ener

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33/47 gização direta, na corrente que flui em direção a montante a partir dos eletrodos, já que a impedância se torna menor quando a corrente flui nas duas superfícies da tira de metal em direções reversas mútuas, a corrente flui intensamente nas duas superfícies da tira de metal. Portanto, conforme descrito acima, fornecendo-se o corpo ferromagnético entre as duas superfícies da tira de metal, a corrente pode ser impedida de fluir à porção mais a montante dos eletrodos, e o fluxo de corrente em direção à porção de soldagem pode ser aumentado de modo eficaz.

[0087] Em seguida, ainda outra modalidade da presente invenção será explicada abaixo com referência às figuras 24 a 26.

[0088] Primeiro, a figura 24 mostra um exemplo em que os vãos

91a são fornecidos sobre a porção superior da porção vertical do corpo ferromagnético em formato de T 91. Conforme mostrado na figura 1, a razão pela qual os vãos são fornecidos sobre a porção superior da porção vertical do corpo ferromagnético é que a corrente é impedida de modo estável por um longo tempo de fluir na porção a montante da bobina de indução impedindo-se o aquecimento do núcleo de material magnético disposto sobre a porção de abertura da tira de metal. Ou seja, já que o corpo ferromagnético da presente invenção é inserido de forma móvel entre as extremidades da tira de metal, a corrente que tem uma direção reversa à corrente de alta frequência que flui nas extremidades da tira de metal que fluem na porção interna do corpo ferromagnético a fim de inibir a corrente de alta frequência de fluir nas extremidades da tira de metal. Como resultado, o corpo ferromagnético é aquecido. Desse modo, se o corpo ferromagnético é aquecido e tem uma temperatura alta, o magnetismo é gradualmente perdido, e o corpo ferromagnético se torna incapaz de inibir a corrente de fluir na porção a montante da bobina de indução. Desse modo, no exemplo mostrado na figura 24, as fendas 91a são fornecidas a fim de resfriar de

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34/47 modo eficaz o corpo ferromagnético 91 que é aquecido, o corpo ferromagnético 91 é resfriado através de uma maneira de célula direta, passando-se o meio de resfriamento através das fendas 91a. Como o meio de resfriamento que é usado nesse momento, por exemplo, água de resfriamento, água com óleo suspenso, gás como ar, vapor, ou similares podem ser apropriadamente adotados. Nesse caso, por exemplo, quando o meio de resfriamento descrito acima é descarregado à porção superior do corpo ferromagnético 91 a partir do membro que descarrega o meio de resfriamento fornecido sobre a porção superior do corpo ferromagnético 91, o meio de resfriamento passa através das fendas 91a e se move para baixo até a porção vertical.

[0089] O corpo ferromagnético 92 exemplificado na figura 25 é uma configuração em que uma porção de parede periférica 92b é, ainda, fornecida sobre o material magnético da porção horizontal (a porção superior em formato de T). Já que o corpo ferromagnético 92 exemplificado na figura 25 temporariamente armazena o meio de resfriamento suprido a partir da porção superior em um espaço interno circundado pela porção de parede periférica, também é possível resfriar de modo eficaz a porção horizontal.

[0090] Ademais, as figuras 24 e 25 mostram o exemplo do assim chamado formato de T em que a porção vertical do corpo ferromagnético é disposta na porção inferior da porção horizontal. Entretanto, como um corpo ferromagnético 93 exemplificado na figura 26, uma configuração que inclui uma protuberância 93c em que a porção vertical protubera acima a partir da porção horizontal, ou seja, uma configuração como o formato em que o formato de T e o formato de T invertido são combinados um com o outro pode ser adotada.

[0091] Conforme descrito acima, no aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica, de acordo com a presente invenção, em comparação com a técnica relacionada, já que o consumo de po

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35/47 tência pode ser diminuído, a conservação de energia é possível. Adicionalmente, uma produção é possível em que a velocidade linear pode ser aumentada com a mesma potência. O aumento da velocidade linear aprimora não apenas a produtividade, mas também estabiliza a qualidade da soldagem.

[0092] Ademais, o dano aos rolos devido à corrente que flui através da porção a montante da bobina de indução ou dos eletrodos pode ser impedido. Adicionalmente, o aquecimento para as estruturas dispostas na periferia da bobina de indução devido ao fluxo magnético vazado também pode ser impedido. E, portanto, o aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica aprimorado, incluindo características capazes de realizar a operação segura do equipamento ou similares, é fornecido.

[0093] Doravante, a invenção será explicada com base nos Experimentos. Entretanto, a invenção não se limita apenas aos exemplos a seguir.

(Experimentos) (Experimento 1) [0094] A fim de confirmar os efeitos da presente invenção, testes de confirmação foram realizados conforme descrito abaixo.

[0095] No Experimento 1, uma porção de abertura paralela, que tem uma largura de 10 mm, foi formada em um tubo de aço para um tubo de gás que tem o diâmetro externo de 38 mm e a espessura de 3 mm. Por conseguinte, uma porção inclinada até a articulação 6 é processada a laser para ter um ângulo de 3°, de modo que a articulação 6 imite a porção de soldagem. Com uma instalação mostrada na figura 5, confirmou-se como a taxa de aquecimento das extremidades do tubo de aço muda de acordo com se o corpo ferromagnético estava presente ou não e o formato do corpo ferromagnético.

[0096] Nos testes do Experimento 1, como o corpo ferromagnético

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36/47 mostrado na figura 8, Experimento 1, de acordo com a presente invenção, em que o formato do núcleo de ferrita foi formado até o formato onde o formato de H é virado lateralmente e o núcleo de ferrita foi fornecido, o Exemplo 2 da Invenção em que o núcleo de ferrita que tem o formato de T, conforme mostrado na figura 10, foi usado, e o Exemplo 3 da Invenção em que o núcleo de ferrita que tem o formato de I, conforme mostrado na figura 11, foi usado, foram usados respectivamente. Ademais, nos testes, como os exemplos comparativos, o Exemplo Comparativo 1, em que o núcleo de ferrita não foi fornecido e o Exemplo Comparativo 2, em que apenas a porção horizontal no corpo ferromagnético (o núcleo de ferrita) mostrado na figura 8 ou na figura 10 foi usada e o núcleo de ferrita do formato conforme mostrado na figura 27 foi usado, foram usados, e as taxas de aquecimento médio na articulação 6 da temperatura ambiente a 1.000°C foram medidas em relação ao Exemplo Comparativo 1 e ao Exemplo Comparativo 2, respectivamente.

[0097] A ferrita usada nos testes era comum nos Exemplos da Invenção e nos Exemplos Comparativos, a porção horizontal tinha a largura de 48 mm, a altura de 16 mm, e o comprimento de 60 mm na direção longitudinal, e a ferrita que entra entre as extremidades de metal abertas tinha a largura de 8 mm, a altura de 16 mm, o comprimento de 60 mm. O núcleo da porção horizontal inferior mostrado na figura 8 tinha a largura de 16 mm, a altura de 8 mm, e o comprimento de 60 mm.

[0098] Como a bobina de indução, um tubo de cobre resfriado a água de 10 mm enrolado por duas voltas foi disposto a fim de ser separado por 150 mm a partir da articulação com um vão de 5 mm a partir do tubo de aço. Adicionalmente, a potência de 15 kW foi inserida com uma fonte de alimentação de 200 kHz em um estado de repouso, e momentos até que a temperatura mais alta fosse 1.000°C foram me

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37/47 didas. As temperaturas nesse momento foram medidas por soldagem de um termopar K de 50 pm para as extremidades do tubo de aço. Adicionalmente, um núcleo feito de ferrita que tem o diâmetro de 16 mm e o comprimento de 300 mm foi usado como o impedidor, em que um orifício de 6 mm é formado no centro.

[0099] Os resultados são mostrados na Tabela 1.

[Tabela 1]

		Porcentagem de Aprimoramento de Taxa de Aquecimento	Aquecimento a montante da bobina de indução
Exemplos da Invenção	Exemplo 1 da Invenção	21	2
Exemplo 2 da Invenção	17	7
Exemplo 3 da Invenção	9	65
Exemplos Comparativos	Exemplo Comparativo 1	0	350
Exemplo Comparativo 2	2	346

[00100] Uma porcentagem de aprimoramento da taxa de aquecimento mostrada na Tabela 1 é a razão em porcentagem do valor obtido subtraindo-se a taxa de aquecimento no Exemplo Comparativo 1 da taxa de aquecimento em cada Exemplo da Invenção e, então, dividindo-se o valor subtraído pela taxa de aquecimento no Exemplo Comparativo 1. Observou-se que o Exemplo da Invenção 1, em que o corpo ferromagnético tem um formato que circunda as extremidades do tubo de aço, tinha a taxa de aquecimento mais alta, com um aprimoramento de 21% na taxa em comparação com o Exemplo Comparativo 1. Ademais, no Exemplo da Invenção 2, em que o corpo ferromagnético foi formado a fim de circundar apenas acima das extremidades do tubo de aço, o aprimoramento da taxa foi de 17%, que é ligeiramente inferior àquela do Exemplo da Invenção 1. No Exemplo da Invenção 3 em que o núcleo (o corpo ferromagnético) foi inserido entre as extremidades do tubo de aço, o aprimoramento da taxa de aquecimento foi de 9%.

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Por outro lado, no Exemplo Comparativo 2, em que o núcleo foi disposto sobre a porção superior das superfícies de extremidade do tubo de aço, nenhum efeito de aprimoramento da taxa de aquecimento foi observado. Ademais, quando se comparam as temperaturas do termopar que foi instalado em uma posição que é 30 mm a montante a partir da bobina de indução, um aquecimento de cerca de 350°C foi observado nos Exemplos Comparativos. Entretanto, observou-se que o aquecimento poderia ser suprimido de modo eficaz na invenção.

(Experimento 2) [00101] A fim de confirmar o efeito quando o corpo ferromagnético foi disposto na periferia da bobina de indução, como o corpo ferromagnético 21, um núcleo de ferrita que tem a espessura de 20 mm foi disposto na periferia externa da bobina de indução, com um vão de 5 mm até a bobina de indução, e os mesmos testes de aquecimento como no Experimento 1, descrito acima, foram realizados. Como resultado, o efeito de aprimoramento da taxa de aquecimento de 7 a 9% foi observado nos Exemplos 1 a 3 da Invenção, em comparação com Experimento 1. Adicionalmente, mesmo no caso do Exemplo Comparativo 1 em que o núcleo de ferrita não foi fornecido como o corpo ferromagnético entre as superfícies de extremidade do tubo de aço da porção a montante da bobina de indução, observou-se que o efeito de aprimoramento da taxa de aquecimento foi de 11%.

(Experimento 3) [00102] No caso do Exemplo 3 da Invenção do Experimento 1 em que o aquecimento a montante da bobina de indução foi de 65°C, o aquecimento na posição que é 50 mm mais a montante da extremidade a montante do núcleo de ferrita (corpo ferromagnético 9) foi de 36°C. No Experimento 3, adicionalmente, uma placa de escudo 22 feita da placa de cobre que tem uma espessura de 5 mm e um orifício de 50 mm no diâmetro, de modo que o tubo de aço passe através, foi ins

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39/47 talado em uma posição que é separada por 30 mm da extremidade a montante do corpo ferromagnético 9, e os mesmos testes de aquecimento do Experimento 1 foram realizados. Como resultado, o aquecimento na posição que é 50 mm mais a montante a partir da extremidade a montante do corpo ferromagnético 9 foi de 0°C, e observou-se que a corrente em direção a montante poderia ser completamente bloqueada.

(Experimento 4) [00103] Na linha de fabricação atual, um termopar K foi fixado ao núcleo de ferrita usado no Exemplo da Invenção 2 do Experimento1 como o corpo ferromagnético 9 e enrolado por uma fita de vidro, e o corpo ferromagnético 9 foi instalado no estojo do corpo ferromagnético que tem a estrutura mostrada na figura 16. Adicionalmente, durante a fabricação do tubo de aço que tem um diâmetro de 49 mm, o corpo ferromagnético 9 foi instalado no estado onde água foi cortada a partir do bocal de resfriamento 20, a temperatura do núcleo de ferrita do corpo ferromagnético 9 aumenta para 62°C durante 30 minutos, observou-se que a taxa de economia de potência diminuiu em 4%. Ademais, verificou-se que uma grande quantidade de escamas foi fixada sobre a periferia externa em um lado do núcleo de ferrita que se volta para as superfícies de extremidade do tubo de aço, de modo que as escamas entrem em contato com as superfícies de extremidade do tubo de aço. Entretanto, o dano à ferrita em si não foi observado. Em seguida, a água de resfriamento foi descarregada para o corpo ferromagnético 9 com uma taxa de fluxo de 10 l/min, a partir do bocal de resfriamento 20 fornecido acima do núcleo de ferrita, e a operação semelhante foi realizada. Como resultado, a temperatura do núcleo de ferrita não aumentou nada, e uma diminuição da taxa de economia de potência não foi observada. Adicionalmente, as escamas fixadas quando a água de resfriamento não foi descarregada não foram substancialmente obserPetição 870190051157, de 31/05/2019, pág. 46/62

40/47 vadas, e danos como rachaduras não ocorreram.

(Experimento 5) [00104] No Experimento 5, uma porção de abertura paralela que tem a largura de 10 mm, conforme mostrado na figura 1, foi formada em um tubo de aço para um tubo de gás, que tem o diâmetro externo de 38 mm e a espessura de 3 mm. Por conseguinte, uma porção inclinada até a articulação 6 é processada a laser para ter um ângulo de 3°, de modo que a articulação 6 imita a porção de soldagem. E testes foram realizados com a disposição da bobina de indução 3, o corpo ferromagnético 21, e a articulação 6, conforme mostrado na figura 17. Adicionalmente, os presentes testes foram realizados no estado onde o corpo ferromagnético 9, mostrado na figura 17, não foi fornecido. Ademais, nos testes, a bobina de indução 3 que tem o diâmetro externo de 78 mm foi usada, e um núcleo em formato de anel feito da ferrita em que a circunferência inteira foi continuada, o diâmetro externo foi de 100 mm, e o diâmetro interno foi de 90 mm, conforme mostrado nas figuras 19 e 21, foi usado como o corpo ferromagnético 21.

[00105] No Exemplo 4 da Invenção, o aparelho, conforme mostrado na figura 21, foi usado, e a estrutura foi como a seguir. Um núcleo em formato de anel feito da ferrita que tem o diâmetro externo de 100 mm e o diâmetro interno de 90 mm foi usado, uma placa de cobre que tem a espessura de 3 mm à qual um tubo de cobre resfriado a água que tem um diâmetro de 10 mm foi soldado à circunferência externa, foi enrolado e aderido por adesivos isolantes. Adicionalmente, água de resfriamento foi passada através do tubo de cobre.

[00106] No Exemplo 5 da Invenção e no Exemplo 6 da Invenção, o aparelho conforme mostrado na figura 19 foi usado. A constituição foi como explicada a seguir. Um tubo de epóxi que tem a espessura de 3 mm foi revestido na bobina de indução 3, núcleos de ferrita divididos que são 16 em número e têm a largura de 10 mm, a altura de 25 mm,

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41/47 e o comprimento de 70 mm foram dispostos na circunferência externa, tubos de cobre resfriados a água que tem um diâmetro de 10 mm foram dispostos entre os núcleos de ferrita adjacentes, e os tubos de cobre foram aderidos aos núcleos de ferrita por adesivos isolantes. Aqui, o Exemplo 5 da Invenção é um caso sem água de resfriamento no tubo de cobre, e o Exemplo 6 da Invenção é um caso com a água de resfriamento no tubo de cobre.

[00107] Ademais, em todos os aparelhos usados em qualquer um dos Exemplos 4 a 6 da Invenção, o núcleo foi contínuo na direção circunferencial toda, e uma porção do mesmo foi parcialmente entalhada por 30 mm, para seguir através da porção principal até a fonte de alimentação da bobina de indução.

[00108] Ademais, um caso onde o corpo ferromagnético mostrado na figura 3 não foi disposto na circunferência externa da bobina de indução foi ajustado para o Exemplo Comparativo 3.

[00109] Uma análise de campo eletromagnético foi realizada em relação a cada um dos Exemplos 4 a 6 da Invenção e ao Exemplo Comparativo 3, e observou-se que o fluxo magnético logo abaixo da bobina de indução 3 aumentou e a corrente de indução gerada na superfície da tira de metal logo abaixo da bobina de indução aumentou nos Exemplos 4 a 6 da Invenção em comparação com o Exemplo Comparativo 3. Acompanhada com o aumento da corrente de indução, a corrente em direção à articulação 6 a ser soldada também aumentou.

[00110] Nos presentes testes, a taxa de aquecimento da temperatura ambiente a 800°C na articulação 6 e o aquecimento no termopar fixado à extremidade (porção B na figura 17 e porção C nas figuras 19 e 21) do núcleo de ferrita foram medidas.

[00111] Como a estrutura detalhada na proximidade da bobina de indução, uma bobina de indução foi usada, em que um tubo de cobre

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42/47 resfriado a água que tem um diâmetro de 10 mm foi separado por 10 mm a partir do tubo de aço e que foi enrolado por duas voltas e tinha o diâmetro externo de 78 mm, e a largura na direção longitudinal de 50 mm. A bobina de indução foi disposta a fim de ser separada 150 mm a montante a partir da articulação. Ademais, a potência de 30 kW foi inserida em um estado de repouso com o uso de uma fonte de alimentação de 200 kHz. O tempo até que a temperatura da articulação 6 fosse aquecida da temperatura ambiente a 1.000°C foi medido, e taxas de aquecimento médias foram obtidas. Aqui, as temperaturas foram medidas por soldagem de um termopar K de 50 pm às bordas das extremidades do tubo de cobre. Ademais, o impedidor 8 foi disposto na porção interna do tubo de aço. Um núcleo feito da ferrita que tem um diâmetro de 16 mm e um comprimento de 300 mm foi usado como o impedidor 8, em que um orifício de 6 mm são formados no centro.

[00112] Os resultados são mostrados na Tabela 2.

[Tabela 2]

		Porcentagem de Aprimoramento de Taxa de Aquecimento	Aquecimento no núcleo de ferrita
A presente invenção	Exemplo 4 da Invenção	1,15	2
Exemplo 5 da Invenção	1,08	5
Exemplo 6 da Invenção	1,08	0
Exemplo Comparativo	Exemplo Comparativo 3	1,00	-

[00113] Na Tabela 2, o aprimoramento de Taxa de Aquecimento na articulação 6 são mostrados em porcentagem com a taxa de aquecimento no Exemplo Comparativo 3 como 1. O Exemplo da Invenção 4, que tem o formato em que a bobina de indução inteira foi circundada pelo corpo ferromagnético 21 formado do núcleo de ferrita do material ferromagnético, tinha a taxa de aquecimento mais alta. Observou-se

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43/47 que o Exemplo da Invenção 4 tinha uma taxa de aprimoramento de 15% em comparação com o Exemplo Comparativo 3. Adicionalmente, as taxas de aquecimento dos Exemplos 5 e 6 da Invenção, em que o núcleo de ferritas de um material ferromagnético dividido em 16 seções foi usado como o corpo ferromagnético 21, também foram ligeiramente baixas em comparação com o Exemplo 4 da Invenção. Entretanto, os Exemplos 5 e 6 da Invenção mostraram aprimoramento da taxa de aquecimento de 8% em comparação com o Exemplo Comparativo 3. Por outro lado, no que diz respeito ao aquecimento do núcleo de ferrita, a temperatura na proximidade dos cantos do núcleo facilmente aumentou. Um aquecimento de 2°C foi observado no Exemplo 4 da Invenção, e um aquecimento de 5°C foi observado no Exemplo 5 da Invenção. Entretanto, o aquecimento não foi observado no Exemplo 6 da Invenção ao qual resfriamento a água foi aplicado.

[00114] Nos Experimentos descritos acima, os efeitos de aprimoramento na taxa de aquecimento, quando o tubo soldado por resistência elétrica é aquecido, na presente invenção, introduzindo-se a mesma potência, foram confirmados. A partir dos resultados acima, tornou-se claro que a eficácia de soldagem da soldagem de tubo soldado por resistência elétrica foi aumentada de modo eficaz por um aparelho simples. Ademais, quando a solda foi realizada pela mesma taxa de aquecimento dos Exemplos Comparativos, também se tornou claro que o consumo de potência pode ser menor. Adicionalmente, em comparação com os Exemplos Comparativos da técnica relacionada, quando a mesma potência foi inserida, também se tornou claro que a velocidade linear poderia ser aumentada.

(Experimento 6) [00115] O Experimento 5 foi o teste de aquecimento no estado de repouso para economizar potência. Entretanto, a fim de confirmar as influências do aquecimento em mais detalhes, um teste de aquecimen

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44/47 to contínuo em que a solda foi realizada com alta saída, enquanto a placa de aço foi realizada, e o efeito foi confirmado. Nos presentes testes, um caso onde água fluiu para o núcleo de ferrita usado no Exemplo da Invenção 4 do Experimento5 e testes foram ajustados para o Exemplo da Invenção 7, de acordo com a presente invenção; um caso onde a água não fluiu foi ajustado o Exemplo da Invenção 8; um caso que usou o núcleo de ferrita de resfriamento da estrutura, em que a porção inferior da ferrita é conectada na estrutura mostrada na figura 20, devido ao fato de que a ferrita e a estrutura resfriada a água disposta na posição correspondente à porção superior da porção de abertura da placa de aço foram removidas a partir da ferrita, incluindo a estrutura de resfriamento conforme usada no Exemplo 5 da Invenção, e o Exemplo 6 da Invenção foi ajustado para o Exemplo da Invenção 9; um caso onde a bobina de indução foi independentemente usada foi ajustado para o Exemplo Comparativo 4. Adicionalmente, nos presentes testes, o aumento de temperatura do núcleo de ferrita após o aquecimento foi realizado por 30 minutos, se anormalidades da ferrita estavam presentes ou não, as condições de esgotamento do impedidor, e similares foram comparados.

[00116] Nos presentes testes, a placa de aço que tem a espessura de 3 mm foi moldada a fim de ter o formato externo de 38,1 mm e, então, soldada. Para o impedidor, um corpo laminado de folha de lâmina de aço eletromagnético que tem o corte transversal de 100 mm2, uma bobina feita de um tubo de cobre resfriado a água que foi enrolado por duas voltas e tinha o diâmetro interno de 60 mm, o diâmetro externo de 90 mm, e a largura de 50 mm foi soldado criando-se uma corrente de alta frequência de 180 kHz na bobina. A potência no momento da solda foi constante como 450 kW. Ademais, a temperatura de a ferrita foi medida por um contato de tipo Termopar K após os testes.

[00117] Os resultados são mostrados na Tabela 3.

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45/47 [Tabela 3]

		Temperatura da Ferrita Após Teste °C	Condição de dano do Impedidor	Comentário
Exemplos da Invenção	Exemplo 7 da Invenção	27	Ligeiramente Deformado
Exemplo 8 da Invenção	Ocorrência de rachadura na Ferrita		Ocorrência de rachadura em pouco tempo Após a Energização
Exemplo 9 da Invenção	10	Anormalidade não está presente
Exemplo Comparativo	Exemplo Com- parativo 4	-	Ligeiramente Deformado

[00118] Conforme mostrado na Tabela 3, embora a temperatura tenha aumentado ligeiramente no Exemplo 7 da Invenção e no Exemplo 9 da Invenção, aquelas poderiam ainda ser usadas de modo estável. Entretanto, no Exemplo da Invenção 8 que é a mesma estrutura do Exemplo da Invenção 7, as rachaduras da ferrita começaram pouco tempo após o início da energização, e os testes foram parados. Desse modo, confirmou-se que mediante uma condição de emissão de alta potência, o aparelho poderia ser usado de modo estável, fornecendose a estrutura resfriada a água. Ademais, o formato do impedidor foi examinado após os testes. No Exemplo Comparativo 4 e no Exemplo da Invenção 7, uma pequena quantidade de ablação ocorreu entre as camadas das porções laminadas no impedidor logo abaixo da bobina de indução, e também foi confirmado que o impedidor foi deformado. Entretanto, no Exemplo da Invenção 8, absolutamente nenhuma anormalidade foi verificada no impedidor, e observou-se que o impedidor estava perfeito. Portanto, confirmou-se que o fluxo magnético que flui a partir da porção de abertura da placa de aço para o impedidor

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46/47 diminuiu.

Aplicabilidade Industrial [00119] De acordo com o aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica da presente invenção, a eficácia de soldagem do tubo soldado por resistência elétrica, que transforma a tira de metal em um formato cilíndrico enquanto entorta a tira de metal que se desloca e solda a mesma, pode ser melhorada de modo eficaz por meio de um aparelho simples. Desse modo, o consumo de potência elétrica pode ser diminuído, a conservação de energia pode ser alcançada. Por outro lado, no caso onde a mesma potência é inserida, já que a velocidade linear pode ser aumentada, o aprimoramento da produtividade pode ser realizado e, portanto, os efeitos industriais são significativos.

Lista de Símbolos de Referência

1: tira de metal

2a, 2b: extremidades de placa de metal

3: bobina de indução

4a e 4b: eletrodo

5a e 5b: corrente

6: articulação

7: rolo

8: impedidor

9, 91, 92, e 93: corpo ferromagnético

91a, 92a, e 93a: fenda

92b e 93b: porção de parede periférica

93c: protuberância

10: distribuição de corrente

11: fio

12: placa de fixação

13: base de instalação

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14: porção de abertura

15: invólucro

16: placa de fundo

17: espaçador

18: perna

19: estrutura flexível

20: cabeça resfriada a água (bocal de resfriamento)

21: corpo ferromagnético

21a: canal de resfriamento

21b: placa de resfriamento

21c: tubo de resfriamento

22: placa de escudo

23: porção de canto

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de soldagem de tubo soldado por resistência elétrica, em que após uma tira de metal (1) que está se deslocando ser entortada em um formato cilíndrico pelos rolos de um modo que as duas extremidades (2a, 2b) em uma direção da largura da tira de metal estejam uma de frente para a outra, uma porção de fornecimento de energia de um dispositivo de aquecimento por indução (3) ou um dispositivo de aquecimento de energização é fornecido imediatamente próximo da tira de metal que é curvada para o formato cilíndrico, um aquecimento de Joule é realizado em relação às duas extremidades por uma potência suprida a partir da porção de suprimento de potência e, portanto, as duas extremidades são soldadas enquanto são pressionadas e entram em contato uma com a outra, o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende:

um corpo ferromagnético (9) que é inserido de forma móvel entre as duas extremidades em uma posição mais a montante do que a porção de suprimento de potência (3), quando visto ao longo da direção de deslocamento da tira de metal, em que a posição corresponde a uma porção de abertura entre as duas extremidades que estão uma de frente para a outra.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo ferromagnético (9) é inserido de forma móvel em uma porção na porção de abertura entre as duas extremidades, e inclui um formato que cobre uma ou as duas dentre uma porção de canto superior (23a, 23b) e uma porção de canto inferior de cada uma das duas extremidades (2a, 2b) opostas da tira de metal (1), quando visto em um corte transversal perpendicular à direção de deslocamento da tira de metal.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o formato do corpo ferromagnético (9) é qualquer um

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2/4 dentre um formato de T, um formato de T invertido e um formato de H quando visto no corte transversal.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um formato do corpo ferromagnético (9) é um formato de I quando visto em um corte transversal perpendicular à direção de deslocamento da tira de metal.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma superfície do corpo ferromagnético (9) é revestida com um material que é não magnético e não condutor.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um mecanismo móvel (11, 16) que move o corpo ferromagnético (9) a fim de evitar um dano no mesmo na porção de abertura entre as duas extremidades (2a, 2b) quando o corpo ferromagnético (9) entra em contato com as duas extremidades.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o mecanismo móvel é um material de arame (11) que suspende e sustenta o corpo ferromagnético.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um formato do corpo ferromagnético (9), quando visto em um corte transversal perpendicular à direção de deslocamento da tira de metal, é um formato de T ou um formato de H que inclui uma porção horizontal que é disposta em uma porção superior do corpo ferromagnético e uma porção vertical que é estendida verticalmente para baixo a partir da porção horizontal, e o mecanismo móvel é uma placa de instalação (16) que inclui uma porção de abertura (14) em que a porção vertical é inserida de modo que a porção vertical é posicionada entre as duas extremidades (2a, 2b), e uma porção de posicionamento que é fornecida em uma periferia da porção de abertura, e em que a porção horizontal é

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3/4 colocada.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um membro (20) que descarrega um meio de resfriamento sobre a porção superior do corpo ferromagnético (9), e um espaçador (17) que é interposto entre a porção horizontal e a porção de posicionamento quando a porção horizontal do corpo ferromagnético (9) é colocada sobre a porção de posicionamento da placa de instalação (16), em que um espaço através do qual o meio de resfriamento passa é fornecido no espaçador de modo que o meio de resfriamento se mova para baixo até a porção vertical do corpo ferromagnético quando o meio de resfriamento é descarregado para a porção superior do corpo ferromagnético (9).
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um membro (20) que descarrega um meio de resfriamento para a porção superior do corpo ferromagnético, em que corpo ferromagnético inclui fendas (91a, 92a, 93a) que passam o meio de resfriamento, e o meio de resfriamento passa através das fendas e se move para baixo até a porção vertical quando o meio de resfriamento é descarregado para a porção superior do corpo ferromagnético (9).
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção de suprimento de potência é uma bobina de indução (3) no dispositivo de aquecimento por indução, e um corpo ferromagnético (21) em forma de anel disposto em uma circunferência externa da bobina de indução também é fornecido.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracteri-

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4/4 zado pelo fato de que o corpo ferromagnético (21) em forma de anel é dividido em uma pluralidade de seções ao longo de uma direção circunferencial da bobina de indução.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que um canal de resfriamento (21a) para o qual o meio de resfriamento flui é fornecido entre as seções do corpo ferromagnético em formato de anel que são adjacentes.
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção de suprimento de potência é uma bobina de indução (3) que é incluída no dispositivo de aquecimento por indução, e uma placa de escudo metálico (22) que protege um fluxo magnético gerado pela bobina de indução é, também, fornecida mais em uma porção a montante do que o corpo ferromagnético (9) na direção de deslocamento.