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.
Method and device for preheating the end surfaces of workpieces for butt welding purposes. The present invention relates to a method and a device for preheating the end surfaces of workpieces for butt welding purposes using spiral inductors ,
be swiveled out of the space between the ends of the workpiece.
It is already known to preheat the end faces in order to be able to carry out the welding in the immediate passage of electricity more quickly and with less energy expenditure.
Loop-shaped inductors are used, which are inserted between the end faces of the two workpieces to be welded together and heat them up, namely both meander-shaped and spiral-shaped inductors. After the preheating has been carried out, these inductors are swiveled out of the gap shortly before the end surfaces are brought together for the purpose of welding.
As is well known, the heating conductor loops cause uniform heating, the end faces not being achieved, but there is a risk that the edge zones will assume higher temperatures than the central zones.
Such a temperature distribution is undesirable, around it is more expedient a uniform temperature distribution: to bring about on the end surfaces, before the surfaces are brought together for the final welding.
The method according to the invention is characterized in that a higher temperature is generated in the central area of the workpiece ends than in the peripheral areas. As a result, during the subsequent butt welding in the direct passage of the current, a uniform binding of the two workpiece parts to one another over the entire cross-section is facilitated.
It has proven to be expedient to use A as a preheating temperature of around 1.200 ° C. in the core and 1000 to.
The device according to the invention is characterized in that means are provided which have the effect that the central areas of the work knit ends are exposed to a higher temperature than the peripheral areas.
In the following: using the drawing a. Embodiment of the inventive method round or inventive device be written.
Fig. 1 shows a side view of the workpiece ends to be welded, together with Vorwärmvor direction, partially in section, and Fig. 2 shows a plan view: on an inductor.
There should be two workpiece parts 1 and 2 of cylindrical. Cross-section are welded together with their front ends <B> </B> (Fig. 1). It can be, for. B. be cylindrical slabs, or dip .um, journals of large crankshafts.
To heat the end faces,; spiral-shaped heating elements are provided. In the present exemplary embodiment, it is a five-turn, spiral-shaped heating conductor loop 3 made of water-cooled copper pipe (FIG. 2). The three middle turns 4 lie in one plane.
The outer windings 5 are moved out of the plane. In this way a spiral is created which has a flat central section and is convexly curved at the edge.
In addition, a rotationally symmetrical core 6 is provided in the area of the center and consists of magnetic;
good conductive material produced. The core protrudes with a cylindrical center piece 7 into the center [of the spiral. By taking the turns 4 closer to Ida's workpiece than the turn, 5, is achieved,
that in the middle there is a stronger temperature increase than at the edges.
The same effect as the one mentioned is achieved [through the arrangement of the core 6/7.
In the present exemplary embodiment, both measures are applied simultaneously. However, it is also possible to use just one or the other measure.
The description has so far restricted me to the inductor, which is arranged opposite the front end [this work piece 1;
Compared to the front end of the workpiece 2, the same inductor is easily seen, in a mirror-inverted arrangement. In the present case, both inductors are connected in series. They are connected to a medium frequency converter 8, with a capacitor bank 9 in parallel to compensate for the reactive currents.
the heating inductors connected in series are arranged. The series connection of the inductors is represented by the connection 10 which is provided between the centers of the two spirals. The two heating conductor loops could also be connected in parallel.