Induktionsheizgerät zum Nahtschweissen von Rohren. Die Erfindung betrifft ein Induktionsheiz- erät zum Nahtschweissen von Rohren mit gerät zum Nahtschweissen von Rohren mit einer zur Umschliessung des Werkstückes be stimmten Induktionsspule, welche mit einer haarnadelförmigen Ausbuchtung versehen ist, die sich parallel zur Mittelachse der Spule erstreckt.
Eine solche Anordnung wird so ge braucht, dass die: induzierten Ströme an den zu schweissenden Kanten entlang fliessen und diese zunehmend auf erhöhte Temperaturen bringen, bis schliesslich am Ende der Haar- nadclbuchtung mit der Höchsttemperatur die Schweisstemperatur erreicht ist. Die induzier ten Stromfäden schliessen sich über die Schweissstelle, wo infolge des erhöhten Über gangswiderstandes eine zusätzliche Tempera tursteigerung hervorgerufen wird.
Einrichtungen dieser Art haben sich be währt. Indes ergeben sich Schwierigkeiten in sofern, als in gewissen Fällen an der Schweiss stelle die erforderliche Schweisstemperatur nicht erreicht wird, so dass die Längsnaht des Rohres entweder überhaupt nicht. oder nur mangelhaft verschweisst wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein bestimmtes Verhältnis zwischen dein Abstand der Schweissstelle von der Ebene der Induktorspule, die das Werkstück umschliesst, und dem Innendurchmesser der Spule einge halten werden soll. Die Länge der haarnadel förmigen Ausbuchtung soll gemäss der Erfin- clung etwa<B>75</B> 0/o des Innendurchmessers der Spule betragen und ihn nicht, mehr als 150/o unter- oder überschreiten.
Es kann dann so geschweisst werden, dass der Umkehrpunkt dieser Ausbuchtung senk recht über der eigentlichen Schweissstelle liegt. Es kann jedoch in manchen Fällen zweckmässig sein, diesen Umkehrpunkt bezüg lich der Induktionsspule auf der entgegenge setzten Seite gegenüber der eigentlichen Schweissstelle anzuordnen, um die magnetische Spannung im Bereich des Schweisspunktes und damit die Induktion zu vergrössern und anderseite die Abkühlverhältnisse der Schweiss naht dadurch steuern zu können.
Die Länge der Ausbuchtung wäre in diesem Falle so zu wählen, dass sie etwas grösser ist als der Ab stand der Schweissstelle vom umfassenden In duktorteil.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs- beispiele der Erfinddung rein schematisch dar gestellt.
Abb. 1 zeigt in Aufsicht den das Werk stück umschliessenden Induktor mit haarnadel förmiger Ausbuchtung und Abb. 2 den gleichen Induktor mit zwei vor geschalteten Heizleiterschleifen.
Das Schlitzrohr 1 soll durch eine Längs schweissnaht 2 geschlossen werden. Zu diesem Zweck-wird ein Induktor vorgesehen, der mit seinem spulenförmigen Teil 3 das Werkstück 1 umschliesst. Im Bereiche der Naht 2 ist die Spule 3 mit einer haarnadelförmigen Aus- buchtung 4 versehen, deren Umkehrpunkt. 5 dort liegt, wo die Verschweissung 6 jeweils stattfindet, oder jenseits dieser Stelle, zum ,Zwecke, die magnetische Spannung im Be reich der Schweissstelle zu vergrössern. Somit. wird der Beginn der Erwärmung vorverlegt; die Schweissstelle ist. dadurch länger dem wär inenden Einfluss ausgesetzt und der Abküh lungsvorgang wird dadurch verzögert.
Gemäss der der Erfindung zu Grunde lie genden Erkenntnis kommt es darauf an, dass die Länge 7 in einem bestimmten Verhältnis zum Durchmesser der Spule 3 steht., wenn vermie den werden soll, dass der das Werkstück um schliessende Abschnitt 3 des Induktors den Rohrumfang etwa in den Bereichen 8 auf wesentlich erhöhte Temperaturen bring-., wäh rend die eigentliche Schweissstelle 6 kalt bleibt oder ungenügend erwärmt. wird und somit eine Verschweissung überhaupt nicht oder un vollkommen eintritt.
Die Länge 7 der Ausbuchtung muss etwa 751/o des Innendurchmessers der Induktions spule entsprechen und diesen Durchmesser um nicht mehr als 15 0/o über- oder unterschreiten. Wie auch in den Abbildungen gezeigt, ist es vorteilhaft, den Umkehrpunkt der Ausbuch tung um einen gewissen Betrag jenseits der eigentlichen Schweissstelle zu legen, weil da durch eine günstige Stromverteilung an dieser Stelle des Werkstückes erreicht. wird, die nicht. nur das Sehweissen an sich, sondern auch das Abkühlen der Schweissnaht günstig beeinflusst.
Werden diese Bedingungen eingehalten, so tritt ein Erwärmungsbild auf, welches da durch gekennzeichnet ist, dass die zu ver schweissenden Kanten 9 sich in zunehmendem Masse in Richtung auf den Schweisspunkt 6 erwärmen, bis schliesslich in diesem Punkt die Schweisstemperatur erreicht ist.. Die Erwär mung der Kanten 9 ist so stark, dass mit be trächtlichen Schweissgeschwindigkeiten gear beitet werden kann, ohne die Güte der Schweissnaht zu gefährden.
Soll die Schweiss geschwindigkeit weiter erhöht werden, so kön nen gemäss Abb. 2 ausser dem Induktor 3, 4 zwei Heizleiterschleifen 10 und 10' so vorge- ordnet werden, dass je ein Ast 11 bzw. 11' längs der zu verschweissenden Kanten 9 ver läuft.. Die Stromrichtung im Ast<B>11</B> soll zweck mässigerweise jeweils dem Stromfluss im Ast 11' entgegengesetzt gerichtet sein, wie dies in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass in den Kanten starke induzierte Ströme fliessen, die infolge des Nachbarschaftseffektes in der Nähe der Kantenoberfläche konzentriert wer den. Durch Aufsetzen von Magnet@ochen 12 12 und 12' von lamellierten Eisenpaketen kann die Heizwirkung noch gesteigert werden.
Wie ersichtlich, laufen die zu verschwei ssenden Kanten infolge dieser Anordnung, be reits auf hohe Temperatur gebracht., in den Induktor 3, 4 ein, wo erneut die induzierten Ströme gezwungen werden, konzentriert an den Kanten entlang zu fliessen. Es ist ersichtlich, dass auf diese Weise wo erforderlich äusserst hohe Schweisstemperaturen erzielt werden kön nen oder bei Werkstoffen, die derart. hohe Schweisstemperaturen nicht. erfordern, hohe Schweissgeschwindigkeiten angewendet werden können.
Die Reizleiterschleifen 10 und 10' können entweder in Reihe oder parallel geschaltet sein, und es ist ferner durchaus möglich, sie gemeinsam an den Bleiehen Erzeuger anzu schliessen wie den Induktor 3; 4. Es hat sieh jedoch als zweckmässig erwiesen, die in Reihe oder parallel liegenden Heizleiterschleifen 10 und 10' von einem besonderen Erzeuger aus zu speisen, und zwar insbesondere dann, wenn mit.
Frequenzen von 5000 Herz und mehr ge arbeitet wird. Es ergeben sieh auf diese Weise vereinfachte Schaltungen, und es sind nur zwei Erzeuger verhältnismässig geringer Leistung erforderlich, die in einem gewissen Umfang als gegenseitige Reserve anzusprechen sind; denn wenn aus Gründen des elektrischen Be triebes ein Erzeuger ausfällt, so kann unter i gewissen Voraussetzungen mit dem oder den Induktoren, die an den andern Erzeuger an geschlossen sind, weiter geschweisst werden, wenn auch mit einer Schweissgeschwindigkeit, die weniger als die Hälfte beträgt.