CH407360A - Verfahren und Vorrichtung zum Vorwärmen der Endflächen von Werkstücken für Zwecke des Stumpfschweissens - Google Patents

Description

  Verfahren     und        Vorrichtung        zum        Vorwärmen    der Endflächen von     Werkstücken          für    Zwecke des     Stumpfschweissens       Die vordiegende Erfindung betrifft ein Verfahren  und eine Vorrichtung zum Vorwärmen der     End-          flächen    von Werkstücken für Zwecke des     Stumpf-          schweissens,    unter Verwendung von     spiralförmigen     Induktoren, (die kurz vor dem Verschweissen aus       ,

  dem        Zwischenraum    zwischen     Iden        Werkstückenden     herausgeschwenkt werden.  



       Die    Endflächen vorzuwärmen,     um    das Ver  schweissen im unmittelbaren Stromdurchgang     rascher     und mit geringerem Energieaufwand     durchführen    zu  können, ist bereits bekannt.

   Man verwendet     schlei-          fenförmige    Induktoren, die zwischen die Endflächen  der beiden     zusammenzuschweissenden        Werkstücke     eingefahren werden und diese     aufheizen,    und     ,zwar     handelt es sich sowohl um mäanderförmige als auch       spiralförmige    Induktoren.     Diese        Induktoren        werden,     nachdem Idas Vorwärmten durchgeführt .worden ist,  kurz vor Odem     Zusammenführen    der     Endflächen    zum  Zwecke des Verschweissens laus dein Zwischenraum  herausgeschwenkt.  



  Bekanntlich wird mit den Heizleiterschleifen ein       gleichförmiges        Erwärmen    ,der     Endflächen        nicht    er  reicht, vielmehr !besteht die Gefahr, dass die     Rand-          zonen        höhere    Temperaturen annehmen     als        die    Mit  telzonen.

       Eine        solche        Temperaturverteilung    ist uner  wünscht, rund es ist     zweckmässiger        eine        gleichförmige          Temperaturverteilung    :auf den     Endflächen        herbeizu-          führen,    ehe     die        Flächen    zum     endgültigen    Ver  schweissen     zusammengeführt    werden.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren ist dadurch ge  kennzeichnet, dass im Mittelbereich der Werkstück  enden eine höhere Temperatur erzeugt wird Tals in  den     Randbezirken.       Hierdurch wird beim anschliessenden Stumpf  schweissen     im    unmittelbaren     Stromdurchgang    ein  :gleichförmiges Binden der beiden Werkstückteile an  einander über dem (gesamten Querschnitt erleichert.  



  Es hat sich als     zweckmässig        erwiesen,        Aals        Vor-          wärnntemperatur    im Kern etwa 1,200  und am Rand  1000 bis, 1 100  C     anzuwenden.     



       Die    erfindungsgemässe     Vorrichtung    ist dadurch  gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, .die be  wirken, dass die Mittelbereiche der Werkstrickenden  einer höheren     Temperatur        ;ausgesetzt        sind        als    die       Randbezirke.     



       Nachfolgend    wird     :anhand    .der     Zeichnung        ein.     Ausführungsbeispiel des     erfindungsgemässen    Verfah  rens rund oder erfindungsgemässen Vorrichtung be  schrieben.  



  Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der zu ver  schweissenden Werkstückenden, nebst Vorwärmvor  richtung, teilweise im Schnitt, und  Fig. 2 zeigt eine Aufsicht :auf einen Induktor.  



  Es sollen zwei Werkstückteile 1 und 2 von       zylindrischem.        Querschnitt    mit     ihren        Stirnenden   <B>zu-</B>  sammengeschweisst werden (Fig. 1). Dabei kann es  sich z. B. um zylindrische Brammen handeln,  oder tauch .um ,Zapfen von Grosskurbelwellen.

   Um  die Stirnflächen zu erwärmen, ;sind spiralförmige       Heizleiber        vorgesehen.    Im vorliegenden     Ausführungs-          beispiel        handelt        ges    sich um     eine        ,fünfwindige,    aus  wassergekühltem Kupferrohr spiralförmig     aufgewun-          Jene    Heizleiterschleife 3 (Fig. 2). Die drei mittleren       Windungen    4 liegen in     einer    Ebene.

   Die äusseren Win  dungen 5 sind aus der Ebene     herausverlegt.    Es       entsteht    Kauf diese     Weise    eine     ,Spirale,        idie        einen         ebenen Mittelabschnitt [aufweist und .am Rand kon  vex     gekrümmt    ist.  



  Ausserdem     äst    im Bereich des     Zentrums    ein     ro-          tationssymmetrischer    Kern 6     vorgesehen,        der        aus     magnetisch     ;

  gut        leitendem        Werkstoff        hergestellt        äst.     Der Kern ragt mit einem     zylindrischen        Mittelstück    7  in die Mitte [der     Spirale        hinein.        Durch        die        Mass-          nahme,        die        Windungen    4 näher     ,an        Idas        Werkstück     heranzubringen ,als die Windung ,5, wird erreicht,  ,

  dass in der Mitte seine stärkere Temperaturerhöhung       eintritt,als    an den Rändern.  



  Die gleiche     Wirkung    wie die erwähnte     wird    er  reicht     [durch        die    Anordnung     ges        Kerns    6/7.  



       Im        vorliegenden    Ausführungsbeispiel     sind        beide     Massnahmen     gleichzeitig    angewendet. Es ist aber       auch        möglich,        nur        die    eine oder die     andere    Mass  nahme     zu        benutzen.     



       Die        Beschreibung        beschränkt        mich    bisher     auf    den  Induktor, der gegenüber dem Stirnende [dies Werk  stückes 1     ;angeordnet    äst.

   Gegenüber     dem        Stirnende     des Werkstückes 2 ist der gleiche Induktor vorge  sehen, und     ,zwar    in     spiegelbildlicher        Anordnung.    Im       vorliegenden    Falle sind     beide    Induktoren in     Reihe     geschaltet. .Sie sind an einen Mittelfrequenzumformer  8     ,angeschlossen,    wobei zur     Kompensation    der     Blind-          ströme    eine Kondensatorbatterie 9 parallel zu.

   den  in     .Reihe    geschalteten     Heizinduktoren        angeordnet          sind.    Die     Reihenschaltung    der     Induktoren    ist     durch          die        Verbindung    10     dargestellt,    die zwischen den       Zentren    der beiden     Spiralen        vorgesehen    ist.     Die     beiden Heizleiterschleifen könnten aber auch par  allel geschaltet     sein.  

Claims (1)

1. ,PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Vorwärmen oder ;Endflächen von Werkstücken für Zwecke des Stumpfschweissens, unter Verwendung von spiralförmigen .Induktoren, die kurz vor dem Verschweissen ,aus Odem Zwi- schenraum zwischen ;

   den Werkstückenden heraus- geschwenkt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittelbereich oder Werkstückenden eine höhere Temperatur erzeugt wird ,als in den Randbezirken. II.

   Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspuch I, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen ;sind, die bewirken, dass die Mittel bereiche oder Werkstückenden einer höheren Tem- peratur ausgesetzt sind als die Randbezirke. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Tals Vorwärmtemperatur im .Mit telbereich Bannähernd 1200 C und am Rand 1000 Abis 1100' C angewendet wird. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekenn zeichnet [durch Heizleiterspiralen, die im Mittelbe reich (4) eben und zum Rand hin konvex (5) ge- krümmt sind. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Un teranspruch 2, gekennzeichnet durch Heizleiterspi- ralen denen im Bereich des Zentrums ein rota- tionssymmetrischer, aus magnetisch leitendem Werk ;stoff hergestellter Kern (6,7) zugeordnet ist, oder in das Zentrum der Spirale hineingreift. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Iden Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, ,dass zwei Heizleiterspiralen axial ausgerichtet ge- geneinandergelegt sind.