Verfahren zurr elektrischen Verschweissen langgestreckter Metallteile Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Verschweissen zweier langgestreckter Metallteile, bei welchem man die beiden Teile vor wärts schiebt und unter Druck an der Schweissstelle in Berührung bringt, wobei an die beiden Teile im Bereiche der Schweissflächen und unmittelbar vor Er reichen der Schweissstelle ein Hochfrequenzheizstrom angelegt wird.
Es ist bereits ein Verfahren bekannt zum Zu sammenschweissen der Ränder eines Längsspaltes eines Metallrohres, bei welchem das Rohr fort laufend an einer Schweissstelle durchgeführt wird, wobei an dieser Stelle die Ränder des Spaltes zu sammengedrückt und unmittelbar vor der Schweiss stelle Kontakte an die Ränder des Spaltes angebracht werden, wobei die genannten Kontakte mit einer Hochfrequenzstromquelle verbunden und der Strom von den Kontakten zu der Schweissstelle und von dieser weg fliesst, wodurch die zusammenlaufenden Randoberflächen beim Erreichen der Schweissstelle auf Schweisstemperatur erwärmt sind.
Ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens sind beispielsweise im Schweizer Patent Nr.331229 beschrieben. Mittels dieses Verfahrens werden die Ränder, auch wenn der Vorschub gross ist, nur wehrend eines Augenblicks und nur auf eine Tiefe von im allgemeinen weniger als 0,025 mm an der Schweissstelle auf die Schweisstemperatur er wärmt, weshalb das Metall in grösserer Tiefe umbeein flusst bleibt und die zusammentreffenden Ränder fest zusammengedrückt werden können und eine erst klassige Schweissung :entsteht.
1m US-Patent Nr.2821619 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschweissen der Ränder zweier Metallbänder beschrieben. Dieses Verfahren besteht darin, dass das Zustellen der Metallbänder derart durchgeführt wird, dass sich ihre Ränder resp.
die zusammenzuschweissenden Teile auf Bahnen be wegen, die sich einander nähern und an der Schweiss stelle einander berühren, wobei diese Ränder oder Teile durch Anlegen eines elektrischen Hochfrequenz stromes an dieselben auf ihre entsprechenden Schweiss temperaturen erwärmt werden, und zwar mittels Elek troden, welche an die entsprechenden Metallteile an kurz vor der Schweissstelle gelegenen Stellen an gebracht werden.
Die Geschwindigkeit, mit welcher Wärme von den gewünschten Erwärmungslinien in den Körper jedes Metallteiles abgeführt wird, kann in den beiden Elementen sehr verschieden sein. Ein solcher Unterschied ergibt sich aus dem Unterschied in der Grösse oder im Profil der beiden Elemente und: eventuell anderen Faktoren- und isbesondere dann, wenn die beiden Teile aus verschiedenen Metallen bestehen.
Sie weisen dann unter Umständen nicht nur verschiedene Wärmeleitfähigkeiten auf, welche unterschiedliche Wärmeabwanderung in den beiden Teilen hervorrufen bzw. dieselbe erhöhen, sondern erlauben: sogar, die Ränder der beiden Elemente, die zusammengeschweisst werden sollen, an der Schweissstelle auf verschidene Temperaturen zu er hitzen, um die gewünschte Schweissstruktur zu er zielen.
Gemäss genanntem US-Patent kann eine solche unterschiedliche Erwärmung der zu schweissen den Ränder bzw. Bänder dadurch erzielt werden, dass die Elektroden in verschiedenen Abständen von der Schweissstelle angeordnet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein anderes Verfahren zur Erzielung einer derartigen unterschied- lichen Erwärmung der beiden Randteile bzw. -bän- der, die durch den Hochfrequenzstrom kurz vor der Schweissstelle erwärmt werden -sollen. Das erfindungs- gemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
dass man die Heizstromdichte im Bereiche der Schweiss- flächen an mindestens einem der Teile dadurch er- höht, dass man eine Masse aus magnetischem Ma terial hohen spezifischen elektrischen Widerstandes in Längsrichtung der Schweissfläche und im Abstand von dem zugehörigen Metallteil so anordnet, dass die Induktivität der Strombahn erhöht wird.
Es ist auch möglich, dass man die Heizstrom dichte an einem der beiden Teile gegenüber der Stromdichte am anderen Teil dadurch beeinflusst, dass man verschiedene Massen magnetischen Materials in unmittelbarer Nähe und längs den beiden Teilen und zurückversetzt von den Strombahnen in den Teilen anbringt, entlang welchen Strombahnen die Schweissung stattfindet.
Auch können die zu schweissenden Teile aus zwei verschiedenen, je eine andere optimale Schweiss temperatur aufweisenden Metallen bestehen, wobei man die beiden Metallteile an der Schweissstelle an nähernd auf ihre Schweisstemperaturen erwärmt, indem man die Induktivität der Bahnen des Heiz stromes vor der Schweissstelle in den beiden Teilen mittels des magnetischen Materials steuert.
In Fällen, in denen gewünscht wird, Bänder oder andere Metallteile, die aus verhältnismässig dickem Metall bestehen, zusammenzuschweissen, bleibt noch das Problem bestehen, einen so hohen Hochfrequenzheizstrom anzulegen, dass die heran kommenden Spaltenränder genügend rasch auf die Schweisstemperatur erwärmt werden und mit hohen Geschwindigkeiten geschweisst werden können.
Vorzugsweise wird dabei derart verfahren, dass man die Metallteile vor den Stellen, an denen die Kontakte angelegt werden, durch Induktionsströme von bedeutend geringerer Frequenz vorwärmt, um in den Metallteilen warme Zonen entlang der Schweiss linie im Bereich der Naht zu schaffen, um die Wärme verluste der Hochfrequenzstromwärme im Bereiche der Schweisslinie einzudämmen. Dabei soll keine Gefahr der Erweichung des Metalls ausserhalb der eigentlichen Randflächen bestehen, die geschweisst werden sollen.
Diese induktive Vorwärmung kann beispielsweise durch Verwendung einer Induktionsheizspule erreicht werden, wie dies. im US-Patent Nr.2763756 be schrieben ist, wobei eine solche Spule zweckmässig im Spalt direkt vor den Kontakten für die Hoch frequenz-Widerstandserwärmung angeordnet wird. Eine solche Spule gestattet eine ziemlich wirksame Induktionserwärmung. Diese erstreckt sich auf eine grössere Tiefe der Randzone als bei Anwendung einer Hochfrequenz-Widerstandsheizung und ist des halb besonders gut geeignet zur Erzeugung der oben erwähnten vorgewärmten Zonen.
Die Vorwärmung könnte zwar auch durch Hochfrequenz-Widerstands heizung erreicht werden, wobei zweckmässig Frequen zen von etwa 100 kHz ;oder mehr gewählt werden soll ten, jedoch wäre in diesem Falle die zusätzliche Appa ratur für die Erzeugung solcher Frequenzen viel kost spieliger als bei induktiver Vorwärmung mittels einer Spule, bei der die für guten Wirkungsgrad erforder liche Frequenz bloss bei etwa 10 kHz zu liegen braucht. Infolgedessen kann man durch Anwendung der Induktionsheizung zur Vorwärmung vor der Hochfrequenz-Widerstandsheizung die Geschwindig keit des Schweissens dicker Metallteile verdreifachen bei nur ungefähr dem doppelten Energieverbrauch gegenüber der Hochfrequenz-Widerstandsheizung allein.
Weiterhin kann man die Metallteile stumpf anein- anderschweissen und die Wulstbildung des Metalls längs der Schweissnaht dadurch steuern, dass man mindestens die eine der Stossflächen in bezug auf die andere Stossfläche abschrägt, wodurch sich in den Randpartien längs des Spaltes höhere Heizströme und somit höhere Temperaturen entwickeln, so dass eine Wulstbildung des Materials entlang den heisseren Randpartien auftritt.
Das :erfindungsgemässe Verfahren wird in der nachfolgenden Beschreibung und anhand der Zeich nung beispielsweise erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 perspektivische Ansichten zweier Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens, Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung mit einer Vorwärmespule besonderer Form, Fig.4 eine perspektivische Darstellung, aus der hervorgeht, wie Bänder aus Hochkohlenstoffstahl und Schnellstahl zur Herstellung von Sägeblättern zusam mengeschweisst werden können, Fig. 5 bis 10 perspektivische Ansichten von Schweissstellen, aus welchen Ausbildungen von Wul- sten ersichtlich sind.
In Fig. 1 werden zwei Metallbänder H. C. und <I>H. S.</I> gezeigt, die, während sie Seite an Seite vor geschoben werden, an einer Schweissstelle iv zusam mengeschweisst werden. Der Vorschub dieser Bänder in der Richtung des Pfeiles zur Schweissstelle kann mechanisch erfolgen (nicht dargestellt). Hinter dieser Stelle sind die Bänder Rand' an Rand stumpf zu sammengeschweisst. Eines der Bänder, z. B. das Band H. C., kann aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt bestehen, während das andere<I>H. S.</I> aus Schnell- d!rehstahl bestehen kann.
Die Zustellung der Bänder erfolgt derart, dass sie unter kleinem Winkel zusammenlaufen, das heisst, einen von oben gesehen V-förmigen Spalt bilden, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Es sind Druckrollen 11' und 12' vorgesehen, um die einander gegenüberliegen den Schmalseiten der Bänder fest gegeneinander zu drücken.
Vor dem Schweisspunkt w sind Kontakte 20' und 21' an oder im Bereich der sich gegenüberliegenden Bänder der oberen Breitseiten längs des Spalts ange ordnet. Diese Kontakte sind an die Klemmen einer Hochfrequenzstromquelle angeschlossen, die eine Frequenz von etwa 100 kHz oder für gewisse Zwecke auch bis 300 bzw. bis 450 Hz liefern kann. Diese Kontakte sind flüssigkeitsgekühlt, wie dies durch die an sie angesetzten Rohrstummel angedeutet ist.
Der Hochfrequenzstrom bewegt sich in Bahnen kleinster Induktivität zwischen den beiden Kontakten, wobei diese Bahnen längs der Randflächen des V-förmigen Spalts von .einem Kontakt zu der Schweissstelle w und zurück zum anderen Kontakt verlaufen, wie dies durch die punktierten Linien 50, 51 angedeutet ist (Fig. 1). Auf diese Weise werden die Ränder durch Widerstands-Hochfrequenzerwärmung der Randflä chen auf eine geringe Tiefe an der Schweissstelle w nur kurzzeitig auf die Schweisstemperatur gebracht.
Wenn die zusammenzuschweissenden Bänder aus Metallen verschiedener Art, Beschaffenheit oder Ab messungen bestehen, ist es wünschenswert, den einen Rand längs dem V-förmigen Spalt auf eine höhere Temperatur zu bringen oder mit einem mehr oder weniger ausgedehnten bzw. konzentrierten Wärme strom zu -erwärmen.
Es können der eine oder beide der Kontakte 20', 21', wie in Fig. 1 angedeutet, längs der Schweissnaht verstellbar sein, wobei die Kontakte Befestigungs organe aufweisen können. Dies gestattet, die Länge der einen oder anderen der Strombahnen 50 oder 51 beidseits des Spalts zu ändern und dadurch eine längere Erwärmungsperiode vor der Schweissstelle zu schaffen.
Es sind ein Block 52 oder mehrere solcher Blöcke aus magnetischem, das heisst magnetsierbarem, Ma terial längs der einen oder anderen Strombahn 50 bzw. 51 montiert, um die Induktivität einer solchen Strombahn im Bereich des Spaltrandes zu erhöhen, wodurch bewirkt wird, dass sich der Strom in den eigentlichen Randflächen des Spalts konzentriert und die Temperatur im Bereich des Spaltrandes, an wel chem der Block 52 montiert ist, rascher oder höher ansteigt.
Der Block 52 in Fig. 1 kann mittels eines Halteorgans in der vertikalen Richtung einstellbar befestigt sein, um seinen Abstand von der Band oberfläche und dadurch auch die Stromdichte und die Intensität seiner Wirkung am Spaltrand zu ver ändern. Wie durch Pfeile angedeutet, ist der Block auch in der Längsrichtung einstellbar.
Es kann z. B. infolge begrenzter Raumverhält nisse erwünscht sein, einen der Kontakte 20', 21' näher an der Schweissstelle anzuordnen als dien an dern. Dann erfolgt am Spaltrand mit dem der Schweissstelle nähergelegenen Kontakte eine gerin gere Erwärmung als am anderen Spaltrand. Dieser Unterschied kann kompensiert werden, indem einer der Blöcke 52 aus magnetischem Material in den Bereich der kürzeren Strombahn gebracht wird. Man kann dadurch eine gleichmässige Erwärmung der bei den Spaltränder oder sogar eine grössere Erwärmung des einen Randes, wie sie meist bei Schnellstahl bändern :erwünscht ist, erreichen.
Da sich die Blöcke aus magnetischem Material im Bereiche :starker hochfrequenter Magnetfelder befinden, müssen sie aus einem Material mit ge ringer Neigung zu Wirbelstrombildung und hohem spezifischem elektrischem Widerstand bestehen, z. B.
aus isolierendem gesintertem magnetischem Oxyd material mit kleinem Verlustfaktor, beispielsweise aus dem unter dem Namen Ferramic (USA- Schutzmarke) bekannten Material. Es kann auch ein anderes Material, beispielsweise fein verteiltes, in einer Isoliermasse eingebettetes magnetisches Ma terial, verwendet werden.
Das verwendete Material sollte eine Permeabilität, die grösser als 1 und vor- zugsweise bedeutend grösser als 1 ist, aufweisen.
Wenn bei dicken Metallstreifen die Spaltränder vor Erreichen der Kontakte vorzuwärmen sind, so kann eine spezielle Induktionshezspule 14, wie sie im US-Patent Nr. 2 763 756 beschrieben ist, verwen det werden.
Diese Spule umfasst zwei Leiterwindun- gen, die im Innern flüssigkeitsgekühlt sind und deren Anschlussklemmen mit einer Quelle hochfrequenten Stromes verbunden sind, wobei die Frequenz im für Induktionsheizung wirtschaftlichen Bereich liegt, beispielsweise ungefähr 10 kHz beträgt.
Diese Fre quenz kann auch einige kHz tiefer oder,etwas höher als 10 kHz sein. Die eine der beiden Windungen ist über einen der Ränder längs.
dem V-förmigen Spalt geführt, so dass sich ein verlängerter Abschnitt die- ser Windung in der Längsrichtung über oder nahe am benachbarten Spaltrand hinzieht und sich ein anderer, ebensolcher verlängerter Abschnitt in Längs- richtung direkt unter den Spaltrand erstreckt.
Die andere Windung ist im gleicher Weise über den an deren Rand des Spaltes geführt, so dass sich ihre verlängerten Abschnitte direkt über bzw. unter den benachbarten Spaltrand erstrecken.
Eine Induktionsheizspule dieser Art kann leicht so ausgebildet und gespeist werden, dass die Spalt ränder von Stahlbändern bis auf eine Temperatur von beispielsweise 540 C vorgewärmt werden, während das Material mit einer Geschwindigkeit von über dreissig Metern pro Minute bewegt wird.
Obwohl die Zone der Vorerwärmung bei dieser Art von Spule praktisch auf den Bereich längs der Spaltränder be- schränkt bleibt, werden die Ränder doch bis in eine solche Tiefe auf eine solche Temperatur erwärmt, wie sie durch Hochfrequenz-Widerstandsheizung allein nichterreicht werden könnte.
Da die Energiequelle für die Induktionsheizspule nur eine Frequenz von etwa 10 kHz oder weniger aufzuweisen braucht, wird bei einer gegebenen Energiequelle der Generator weniger als die Hälfte eines Hochfrequenzgenerators kosten, welcher Fre quenzen von ungefähr 100 kHz oder mehr liefert. Demgemäss ist es möglich, die eine mit Induktion arbeitende Vorwärmestufe sehr wirtschaftlich zu ge stalten.
Dieses Verfahren isst ideal für das Vorwärmen längs einer engen Zone in merklicher Tiefe; dagegen soll die Hochfrequenz-Widerstandserwärmung nur eine dünne Oberflächenschicht auf die Schwesstem- peraturbringen, wofür sie ideal ist.
Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung entspricht der jenigen in Fig. 1, ausser dass die Hochfrequenz-Wider- standserwärmung dadurch erreicht wird, dass die Kon takte 25', 26' hintereinander anstatt an gegenüber liegenden Seiten des Spalts angeordnet sind. Der Kontakt 25' erstreckt sich.
bis zu den unteren Spalt kanten und ist gemäss Fig. 2 mit Flanschteilen aus gebildet, die an jeder Seite des Spalts mit den unteren Flächen der Metallteile in Berührung stehen. Dieser Kontakt kann federnd sein, damit die Flanschen in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung leicht aufwärts gegen die Unterseite des Metalls gedrückt werden.
Der Kontakt 26' kann so angeordnet wer den, dass er die Schweissstelle w oder eine Stelle nahe an der Schweissstelle überbrückt. Wie ange deutet, sind beide Kontakte mit Anschlüssen für ein K'üh'lmittel' versehen, und die Klemmen der Hoch frequenz-Energiequelle sind mit dem Kontakt 25' resp. mit dem Kühlmittelanschluss 31', der direkt über dem Spalt zum Kontakt 26' hinführt, verbunden.
Auf diese Weise werden, wie angedeutet, Strom bahnen längs gegenüberliegender Seiten des Spalts geschaffen. Der direkt über diesen Bahnen angeord nete Anschlussteil 31' bewirkt, dass die Bahn gering ster Impedanz im Metall direkt neben den Spalt rändern verläuft. Tatsächlich kann der Spalt schon über eine beträchtliche Distanz vor der Schweiss stelle geschlossen sein.
Jedoch ist zu beachten, dass bei dieser Anordnung der Kontakte hintereinander die Ströme an gegenüberliegenden Seiten der Stosskanten in jedem Augenblick in der gleichen Richtung fli'e'ssen und deshalb das Bestreben haben, sieh gegenseitig abzustossen, während in Fig. 1 die Ströme in den Bahnen 50, 51 in jedem Augenblick in entgegen gesetzten Richtungen fliessen und somit das Bestreben haben, sich gegenseitig anzuziehen.
Im Hinblick auf diese Verhältnisse ist es bei der Anordnung der Kon takte gemäss Fig.2 besonders vorteilhaft, Blöcke 35' und 36' aus magnetischem, das heisst magnetisier barem Material vorzusehen, die etwas auseinander liegend in bezug auf die Stosskanten oder Spalt ränder und direkt über den Metallteilen angeordnet sind.
Dadurch wird die Induktivität der Strom bahnen im Bereich der Ränder erhöht und werden unter Mitwirkung der Verbindung 31' die Strom bahnen näher an die Spaltränder oder Stosskanten gerückt.
Wenn die Metallteile verhältnismässig dick sind und die Ausführungsform mit hintereinander ange ordneten Kontakten gemäss Fig. 2 angewendet wird, so hat der Hochfrequenzstrom die Neigung, im Be reich des Spalts an der oberen Breitseite der Metall- teile zu fliessen, anstatt sich auf die ganze Tiefe der Spaltflächen zu verteilen. Diese Wirkung kann jedoch beseitigt werden, indem der Kontakt 25' so ausge bildet und angeordnet wird, dass er an den unteren Breitseiten anliegt ,
und der Kontakt 26' mit den oberen Breitseiten in Berührung steht.
In Fig. 3 ist eine andere Form der Induktionsheiz- spule 14' dargestellt. Sie besitzt ebenfalls zwei Win dungen, nämlich eine obere Windung, die sich längs gegenüberliegenden Seiten des Spalts erstreckende längliche Seitenabschnitte 40, 41 aufweist, und eine untere Windung, die sich längs gegenüberliegenden Seiten des Spalts, entlang den unteren Seiten der Bänder 10a, 10b erstreckende Seitenabschnitte 42, 43 aufweist.
Obwohl die Induktionsheizspule der in Fig.3 gezeigten Form unter gewissen Umständen für den vorliegenden Zweck etwas weniger leistungs fähig sein kann als die in den Fig. 1 und 2 gezeig ten, so weist sie doch den Vorteil auf, dass an den Enden 45 der Windungen nahe der Schweissstelle keine sich durch den Spalt hindurcherstreckenden Teile oder Anschlüsse der Windungen vorhanden sind. Daher kann der Spalt unmittelbar vor den Kon takten 20', 21' für die Hochfrequenz-Widerstands erwärmung schmäler gemacht werden, was oft zweck mässig ist.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung mit der Anordnung der Elektroden hintereinander können die Blöcke 35' und 36' aus magnetischem Material, wie gezeigt, von verschiedener Grösse bzw. Länge sein, falls an einer der Spaltfächen eine grössere Erwärmung als an der anderen erwünscht ist. Der Block 35' ist z. B. länger als der Block 36', um eine intensivere und längerdauernde Erwärmung längs des Randes des Schnellstahlbandes H. S. hervorzurufen.
Das Verfahren zum Schweissen der Bänder H. C. und H. S. gestattet die Bildung von zusammengesetz ten Bändern in einer für eine grosse Vielfalt von Ver wendungszwecken sehr erwünschten Form, wie z. B. die Herstellung von Bandsägeblättern in der in Fig. 4 angedeuteten Art und Weise. Hier ist ein Band<I>H. S.</I> längs der Linie 60 an ein Band H. C. geschweisst worden, wobei sich das Band<I>H. S.</I> ursprünglich über eine beträchtliche Breite erstreckte, wie dies durch die strichpunktierten Linien 61 angedeutet ist, das heisst über :eine für die zweckmässige Behandlung in der Vorrichtung geeignete Breite. Nach der Schwei ssurig kann ein grosser Teil des Bandes H.
S. entlang der gestrichelten Linie 62, auf der schliesslich die Spitzen der Sägezähne 63 liegen sollen, abgetrennt werden. Die äusseren Teile der Bänder<I>H. S.</I> können dann erneut verwendet werden, indem sie an ein wei teres Band H. C. angeschweisst werden. Die Säge zähne 63 werden am Rand, des Bandes H. C. geschnit ten. Jeder Zahn weist dann -eine harte Schnellstahl- spitze 64 auf, während die Fussteile jedes Zahns und das übrige Blatt aus zähem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt bestehen.
Da bei den oben be schriebenen Schweissverfahren mittels Hochfrequenz- Widerstandserwärmung die Schweissnaht frei von kri- sta:llinen Steffen im Metall sein wird, ist jede der harten Spitzen fest und dauernd durch eine Schwei ssurig von hoher Festigkeit an den Zähnen befestigt. Durch die weitere Verwendung der abgetrennten Teile dies Bandes<I>H. S.</I> ist es möglich, den kost spieligen Schnellstahl wirtschaftlicher zu verwerten.
Als Variante dieser Ausführungsform können Stahlbänder mit hohem Kohlenstoffgehalt an den beiden Seiten eines schmalen Schnellstahlbandes an geschweisst und letzteres dann entlang der Mittellinie getrennt werden, wobei zwei zusammengesetzte Bän der für Sägeblätter oder andere Zwecke entstehen.
Bei Rohrlängsschweissungen ist es manchmal vor- teilhaft, dass sich der Hauptteil des Schweisswulstes an der Aussenseite des Rohres befindet. Dies gilt besonders dann, wenn das Rohr zur Leitung von Flüssigkeiten dienen soll. In anderen Fällen kann es zweckmässig sein, dass der Wulst sich im wesentlichen an der Innenseite des Rohres befindet, damit das Äussere einen möglichst gleichmässigen Durchmesser aufweist.
Auch im Falle der Schweissung von Bän dern wird in manchen Fällen ein Wulst an der oberen Oberfläche vorgezogen, in anderen Fällen wieder an der unteren Oberfläche. Durch Anwendung der Widerstandserwärmung mit Frequenzen von ungefähr <B>100</B> kHz oder mehr ist es nun leicht möglich, durch geeignete Formgebung der Spaltränder die Lage dies Nahtmaterials zu beeinflussen.
Wenn z. B. die Randflächen so geschnitten wer den, dass die gegenüberliegenden, zum Schweisspunkt hin zusammenlaufenden Spaltflächen parallel sind, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, dann tritt das Schweiss material entlang der Schweissnaht in beiden Rich tungen aus. Wenn Rohre, wie in Fig. 6 angedeutet, geschweisst werden, bilden sich Wülste innerhalb und ausserhalb des Rohres bzw. zu beiden Seiten im Falle von Bandschweissungen.
Wenn anderseits die eine oder beide zu verschweissenden Flächen gegen einander geneigt oder abgeschrägt sind, wie Fig.7 dies zeigt, so werden, im besonderen in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, die Ströme die Neigung haben, sich dort zu konzentrieren, wo die Randpartien am engsten beieinanderliegen, wie in Fig. 7 bei 70 angedeutet ist.
Das bewirkt, dass diese am engsten zusammenliegenden Randpartien auf höhere Schweiss temperaturen erwärmt werden als die anderen, so dass beim Verschweissen beider Teile das Naht material nach oben austritt, wie dies bei 71 in Fig. 8 angedeutet ist bzw. nach aussen, wenn Rohre geschweisst werden.
In analoger Weise treten, wenn gemäss Fig. 9 der eine oder beide der Ränder abwärts und gegenein ander abgeschrägt sind, grössere Stromkonzentratio- nen an den unteren Partien 72 auf, mit dem Er gebnis, dass das Material' beim Zusammenpressen zur Hauptsache gegen abwärts austritt, wie dies, bei 73 in Fig. 10 angedeutet ist.
Der in Fig. 7 und 9 gezeigte Grad der Abschrägung der Stosskanten ist der Deutlichkeit halber etwas übertrieben dargestellt. Es ist einleuchtend, dass die Abschrägung gewöhnlich nicht so stark ist, damit die zu verschweissenden Schmalseiten vollständig auf Schweisstemperatur er wärmt werden, auch wenn die sich am nächsten ge genüberliegenden Randteile auf eine höhere Tempera tur gebracht werden.
Infolge der verschiedenen Art der Anwendung der Hochfrequenzerwärmung in der letzten Erwär mungszone bzw. gegebenenfalls auch in der Vor wärmezone und infolge des unterschiedlichen Cha rakters dieser Erwärmungen - nämlich auf eine dünne Aussenschicht beschränkte Enderwärmung der Oberflächen auf Schweisstemperatur, aber Vorerwär mung in eine gewisse Tiefe -ergänzen sich die bei'd'en Arten der Erwärmung mit solcher Wirksamkeit,
dass im allgemeinen durch Hinzufügen eines Vorwärmegene- rators und einer Spule eine dreifache Erhöhung der Schweissgeschwindigkeit möglich ist.
Der technische Vorteil liegt darin, dass sich eine verbesserte stabilisierende Wirkung .in dem Sinne er gibt, dass die endgültige Schweisstemperatur gleich- mässiger und! die Lage der Schweissstelle leichter an nähernd konstant gehalten werden können. Dies er gibt sich daraus,
dass Schwankungen in der Wärme zufuhr der Endstufe nur relativ geringe Temperatur- änderungen in der Endzone ergeben, nicht aber eine grosse Ändeung der Gesamttemperatur in beiden Erwärmungszonen.
Es sei noch erwähnt, dass eine Induktionsspule der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Form eine sehr gleichmässige Vorerwärmung ergibt, die verhältnis mässig frei ist von Schwankungen infolge von Unter schieden in der Kopplung zwischen der Spule und' den zu erwärmenden Rändern.
Wenn sich also einer der Ränder beispielsweise leicht aus seiner gewünsch ten Lage aufwärts verschiebt, so wird dies, obwohl sich der Kopplungsabstand zu. den oberen Teilen der Spule verringert, kompensiert, da dann der untere Rand mit den unteren Teilen der Spule entsprechend loser gekoppelt ist.
Daher wird bei Verwendung einer solchen Induktionsheizspule die Temperatur der Rän der wirksam und gleichmässig bis zur endgültigen Schweisstemperatur erhöht. Da in den beiden Zonen zwei verschiedene Arten der Erwärmung angewendet werden., wird auch der Einfluss i'rgend'welcher Un regelmässigkeiten in der Erwärmung der beiden Zonen auf ein Minimum herabgesetzt.