Verfahren, insbesondere zum Sehweissen-und Löten mit Strahlungswärme. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfah ren zur Verwendung von Strahlungswärme zum lokalen Erhitzen, wie es zum Beispiel das Schweissen und Löten von Nähten an aus Blechen hergestellten Körpern erfordert.
Die Figuren der Zeichnung stellen Aus führungsbeispiele von Vorrichtungen zur Aus übung des Verfahrens dar.
In Fig. 1 ist E ein aus wärmebeständigem Material bestehender als Strahler wirkender Leiter, welcher Rohrforen hat, aber durch zwei oder drei achsial verlaufende Längs schlitze geteilt ist, so dass er an die drei Phasen eines Drehstromnetzes bei Dreiteilung oder an zwei Leiter bei Einphasenstrom oder Gleichstrom angeschlossen werden kann. B ist ein gut leitendes Verbindungsstück. Der Querschnitt und Widerstand des Strahlers E ist so bemessen, dass er bei der gegebenen Strombelastung auf Glut kommt und wärme strahlend wirkt.
Für den Strahler E können metallische Leiter, wie zum Beispiel Wolfram, orier -,lieh Leiter zweiter Klasse, zum Beispiel Magnesiumoxyd Verwendung finden. Bei Ver wendung von Leitern zweiter Klasse kann durch eine eingebaute Heizspirale die zum Angehen erforderliche Vorwärmung erzielt werden. Die radiale Strahlung der zylindri schen Mantelfläche des Strahlers wird durch einen umgebenden glockenförmigen Spie gel S' so abgelenkt, dass sich sämtliche Strahlen praktisch im Brennpunkt F verei nigen.
Dieser glockenförmige Spiegel ist beispielsweise aus Kupferblech ausgeführt, doppelwandig, so dass der Hohlraum H von Kühlwasser durchströmt werden kann, und die Innenfläche ist versilbert. Silber besitzt auch für die langwelligen Strahlen, selbst von der Wellenlänge l0/iooo Millimeter, noch ein Reflektionsvermögen, welches zwischen 97 und 100% liegt.
Es ist möglich, im Brennpunkt .I' eine Temperatur zu erhalten, welche nahezu den Betrag der Oberflächentemperatur des Strah lers erreicht. Es erhält also der Punkt F die Eigenschaften einer starken Wärme quelle, ähnlich beispielsweise dem Flammen kegel eines Azetylenbrenners.
Wird nun ein Leiter zweiter Klasse ver wendet, so lässt sich die Temperatur des Strah lers E bis über 2000 C bringen, so dass im Brennpunkt F auch eine zum Schweissen von Eisen erforderliche Temperatur erzielt werden kann.
Bei Verwendung von Wolfram für den Strahler und Füllung des Glockenhohlraumes mit Schutzgas sind noch höhere Temperatu ren erreichbar. Hierbei kann der Diffusions verlust des Schutzgases entweder auf Null gebracht oder sehr klein gehalten werden, wenn wie Fig. 4 zeigt, der Hohlraum durch eine für den Hauptteil der Strahlung oder für alle erzeugten Strahlen durchlässige Ver- schlussplatte G abgeschlossen wird.
Hierfür eignen sich zum Beispiel Flintglas, unter be sonderen Verhältnissen auch Sylvin. Es kann auch nach Fig. 2 der Strahler in Drähte E aufgelöst werden, welche einen Zylinderman tel bilden, und bei welchem jeder Draht in einer Hülle aus möglichst durchlässigem Hüll stoff, zum Beispiel aus den oben genannten Materialien, eingeschlossen ist. In diesem Falle kann ein innerer Zylinder s, in seinem äussern Umfange spiegelnd, auch die nach innen gehende Strahlung auffangen und durch die Zwischenräume zwischen den Drähten auf den Sammelspiegel ,SY werfen.
Natürlich kann der zylinderförmige Strah ler auch noch anders ausgebildet sein, beispiels weise nach Fig. 3, in welcher ein Heizdraht einen Träger K in Schraubenwindungen um gibt, welche natürlich eng gelegt sind, nicht weit, wie es der Darstellung halber in Fig. 3 gezeigt ist. Ebenso könnte der Strahler auch selbst hohlspiegelartig eine Strahlungsfläche bilden, wobei allerdings der Raumbedarf in der Durchmesserrichtung grösser wird, so dass diese Form sich nur für kleinere Energiemen gen eignet, während der einen Zylindermantel bildende Strahler grosse Wärmemengen im Punkt F vereinigen lässt.
Fig. 5 zeigt eine andere Form des Strah lers. Hier bilden Lichtbogen L, welche zwi schen Elektroden E überspringen, die strah- lende Fläche. Durch einen radial seine Kraft linien ausstrahlenden Magneten .M können diese Lichtbogen zum greisen gebracht wer den, wodurch die Zylinderfläche geschlossen erscheint und ausserdem durch das Wandern der Lichtbogen auf den Strocnübergangsflächen der Elektroden eine gleichmässigere Abnützung derselben bewirkt wird.
In Fig. 6 bilden die Lichtbogen eine plane Ringfläche, deren Strahlung durch die Linse G aus wärmedurchlässigem Stoff in Punkt 1? gesammelt wird. Auch hier werden die Licht bogen durch die Wirkung des Magneten X zum Kreisen gebracht.
Mit diesem Strahlapparat ist also rein elektrisch ein Arbeitsverfahren möglich, wie es bisher nur mit Flammenkegeln erreichbar war. Eine Nahtschweissung kann zum Bei spiel erzielt werden, indem entweder das Werkstück mit seiner Schweissnaht durch den Brennpunkt F wandert, oder der Punkt F kann durch entsprechende Bewegung des Strahlapparates die Naht entlang wandern. Ebenso ist die Wärme des Punktes F zum Löten und auch zum punktförmigen Erwär men zu andern Zwecken, verwendbar.
Infolge der grossen Wärmemenge, die sieh in F auf einem Punkt sammeln lässt, kann die nötige Arbeitstemperatur in F trotz der durch die Ableitung entstehenden Ver luste erreicht werden. Denn die Strahlungs fläche des Strahlers E lässt sich immer so gross machen, dass der nötige Überschuss in .F vorhanden ist.
Da am Strahler E Tempe raturen zwischen 2000' und 300011 C, bei Anwendung von Lichtbogen sogar noch höhere Temperaturen erreicht werden können, so ent steht unter geeigneten Umständen auch im Punkt F eine nahezu ebenso hohe Tempera tur, welche nur infolge der Wärmeabsorptions- verluste im durchstrahlten Gasraum und der eventuellen Absorptionsverluste in der Linse G oder der Hülle um den Strahler E in Fig. 2 beeinträchtigt ist, und diese Verluste können sehr klein gehalten werden. Dazu kommen noch die sehr geringen Spiegelungsverluste an S.
Der Strahler für Anschluss an Nieder spannung wird zweckmässigerweise nach der Ausführungsart der Fig. 1 gebaut und liegt dann zum Beispiel im Sekundärkreis eines yVechselstromtransformators, oder er kann auch direkt an normale Netzspannung gelegt werden, wenn entweder in E Leiter zweiter Klasse mit hohem Widerstand verwendet werden oder nach Fig. 2 parallel geschaltete (xruppen von Elementen des Strahlers E in Reihe geschaltet sind. Auch die Ausführung nach den Fig. 3, 5 und 6 gestattet die Ver wendung normaler Netzspannungen.
Process, in particular for welding and soldering with radiant heat. The invention relates to a method for using radiant heat for local heating, as required, for example, the welding and soldering of seams on bodies made of sheet metal.
The figures of the drawing represent exemplary embodiments of devices for performing the method.
In Fig. 1, E is made of a heat-resistant material acting as a radiator conductor, which has tubular forums, but is divided by two or three axially extending longitudinal slots, so that it is divided into three phases of a three-phase network or on two conductors with single-phase or Direct current can be connected. B is a good conductive connector. The cross-section and resistance of the radiator E is dimensioned in such a way that, with the given current load, it comes into contact with embers and emits heat.
For the radiator E, metallic conductors, such as tungsten, orier, borrowed second-class conductors, for example magnesium oxide, can be used. When using ladders of the second class, the preheating required for starting can be achieved by means of a built-in heating coil. The radial radiation of the cylindrical surface of the radiator is deflected by a surrounding bell-shaped mirror S 'in such a way that all the rays practically merge at the focal point F.
This bell-shaped mirror is made, for example, of sheet copper, is double-walled so that cooling water can flow through the cavity H, and the inner surface is silver-plated. Silver also has a reflectivity for long-wave rays, even with a wavelength of 10/1000 millimeters, which is between 97 and 100%.
It is possible to obtain a temperature at the focal point .I 'which is almost as high as the surface temperature of the radiator. So it receives the point F the properties of a strong heat source, similar for example to the flame cone of an acetylene burner.
If a second class conductor is now used, the temperature of the radiator E can be brought up to over 2000 C, so that the temperature required for welding iron can also be achieved at the focal point F.
When using tungsten for the radiator and filling the bell cavity with protective gas, even higher temperatures can be achieved. In this case, the diffusion loss of the protective gas can either be brought to zero or kept very small if, as FIG. 4 shows, the cavity is closed by a closure plate G which is permeable to the main part of the radiation or to all radiation generated.
Flint glass, for example, and sylvin in special circumstances, are suitable for this. It can also be resolved according to Fig. 2 of the radiator in wires E, which form a cylinder jacket, and in which each wire is enclosed in a sheath made of the most permeable sheath material possible, for example from the materials mentioned above. In this case an inner cylinder s, mirroring in its outer circumference, can also collect the radiation going inwards and throw it through the spaces between the wires onto the collecting mirror, SY.
Of course, the cylindrical radiator can also be designed differently, for example according to FIG. 3, in which a heating wire is a carrier K in screw turns, which are of course closely placed, not far, as shown in Fig. 3 for the sake of illustration is. The radiator itself could also form a radiating surface like a concave mirror, although the space requirement is greater in the diameter direction, so that this form is only suitable for smaller amounts of energy, while the radiator, which forms a cylinder jacket, allows large amounts of heat to be combined at point F.
Fig. 5 shows another form of the Strah lers. Here arcs L, which jump between electrodes E, form the radiating surface. By means of a magnet .M radiating its lines of force radially, these arcs can be brought to life, whereby the cylinder surface appears closed and, in addition, the wandering of the arcs on the Strocnübergangflächen the electrodes causes a more even wear of the same.
In Fig. 6, the arcs form a flat ring surface, the radiation of which through the lens G made of heat-permeable material in point 1? is collected. Here, too, the arcs are made to circle by the action of the magnet X.
With this jet device, a purely electrical working process is possible that was previously only possible with flame cones. Seam welding can be achieved, for example, in that either the workpiece moves with its weld seam through the focal point F, or the point F can move along the seam by moving the blasting device accordingly. Likewise, the heat at point F can be used for soldering and also for punctiform heating for other purposes.
As a result of the large amount of heat that can be collected at one point in F, the necessary working temperature in F can be achieved despite the losses caused by the dissipation. Because the radiation area of the radiator E can always be made so large that the necessary excess in .F is available.
Since temperatures between 2000 and 300011 C can be reached at the radiator E, and even higher temperatures can be achieved when an electric arc is used, under suitable circumstances an almost equally high temperature arises at point F, which is only due to the heat absorption losses in the irradiated gas space and the possible absorption losses in the lens G or the envelope around the radiator E in Fig. 2 is impaired, and these losses can be kept very small. Then there are the very low reflection losses on S.
The radiator for connection to low voltage is expediently built according to the embodiment of Fig. 1 and is then, for example, in the secondary circuit of an alternating current transformer, or it can also be connected directly to normal mains voltage if either second-class conductors with high resistance are used in E or groups of elements of the radiator E connected in parallel according to FIG. 2 are connected in series. The embodiment according to FIGS. 3, 5 and 6 also allows the use of normal mains voltages.