DE1011098B - Verfahren und Vorrichtung zum Schweissen von Metallrohr - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Schweissen von Metallrohr

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DE1011098B
DE1011098B DEM28375A DEM0028375A DE1011098B DE 1011098 B DE1011098 B DE 1011098B DE M28375 A DEM28375 A DE M28375A DE M0028375 A DEM0028375 A DE M0028375A DE 1011098 B DE1011098 B DE 1011098B
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welding
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Wallace C Rudd
Robert J Stanton
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Magnetic Heating Corp
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Magnetic Heating Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K13/00Welding by high-frequency current heating
    • B23K13/04Welding by high-frequency current heating by conduction heating
    • B23K13/043Seam welding
    • B23K13/046Seam welding for tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen von Metallrohr Die Erfindung bezieht sich auf ein zum Schweißen von Metallrohr dienendes Verfahren nach Patentanmeldung M 21488 VIII d / 21h, bei dem ein flacher Metallstreifen stetig vorgeschoben und zu einem Rohr mit einem längs verlaufenden Schlitz oder Spalt geformt wird, worauf das Rohr erwärmt und dem Druck von Walzen ausgesetzt wird, um den Spalt zu schließen und die Spaltkanten zusammenzusch=eißen, sowie auf Vorrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens.
  • Bei dem Verfahren nach der Hauptpatentanmeldung wurde abweichend von den bisher bekannten, mit Starkstrom von niedrigen Frequenzen arbeitenden Widerstandsschweißverfahren und bereits bekannten Induktionsachweißverfahren so vorgegangen, daß die Rohrkanten kurz vor dem Zusammenschweißen durch Widerstandswärme unter Verwendung von Radiofrequenzstrom erwärmt werden, der so zur Einwirkung gebracht wird, daß der größere Teil des Stromes in dem Metallrohr längs der V-förmigen Bahn fließt, die von den beiden gegenüberstehenden Kanten des Metallrohres gebildet wird, deren Zusammenschweißen an der Schweißstelle erfolgt. Dabei erfolgt die Erwärmung der Spaltkanten durch Anlegen von mit einer Radiofrequenzstromquelle verbundenen Kontakten an gegenüberliegenden Seiten des Spaltes, und zwar durch einen Radiofrequenzstrom von 10 kHz/Sek. oder darüber, wobei eine niedrigste Scheinwiderstandsbahn zwischen den Kontakten längs der sich nähernden Spaltkanten zur Schweißstelle hin und zurück verläuft. Dadurch wird die resultierende Widerstandswärme längs der Spaltkanten konzentriert und eine ständig zunehmende Erhöhung derselben bis zur Schweißtemperatur bewirkt. Vorzugsweise gleiten die den Radiofrequenzstrom zuführenden Kontakte auf den zugehörenden gegenüberliegenden Kantenflächen in dem Spalt, wenn auch in einigen Fällen gleitende oder rollende Kontakte verwendet werden können, die entweder an den Außenflächen oder an den Innenflächen des Rohres in der Nähe und an entgegengesetzten Seiten des Spaltes anliegen. Gleitkontakte, die an den gegenüberliegenden Kantenflächen innerhall) des Spaltes liegen, werden bevorzugt, weil diese Flächen während der vorausgehenden Rohrbearbeitung genau geschnitten sowie glattflächig und blank sind., so daß ein guter elektrischer Kontakt an diesen Flächen erhalten wird. Die Kontakte können auch als Teiler arbeiten, gegen die an gegenüberliegenden Seiten des Rohres aufgestellte Druckrollen wirken, um die Spaltkanten zum gleichförmigen Schweißen richtig gegeneinanderzudrücken.
  • In gewissen Fällen, besonders dann, wenn es sich um Rohre mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser handelt, wird jedoch mindestens ein erheblicher Teil des Stromes die Neigung zeigen, um den Umfang des Rohres herumzufließen anstatt entlang der Kanten des V-förmigen Spaltes, und der Schweißpunkt kann dann dazu neigen, längs der Bewegungsrichtung des Rohres seine Stellung zu ändern, was die Güte der Schweißung beeinträchtigen und Unregelmäßigkeiten in der Schweißnaht verursachen kann.
  • Es wurde nun gefunden, daß diese Schwierigkeiten insbesondere auf zwei Weisen durch sich gegenseitig ergänzende Maßnahmen behoben werden können, die eine überraschende Vergrößerung der Geschwindigkeit gestatten, mit der das Rohr bei Beibehaltung einer großen Gleichmäßigkeit der Schweißung vorgeschoben wird.
  • Diese Maßnahmen bestehen .erstens in der Verwendung eines haarnadelförmigen Leiters, der entlang und oberhalb des V-förmigen Spaltes verläuft und durch den der Radiofrequenzstrom in großer Nähe der sich gegenüberliegenden Kanten dies Spaltes fließt, wodurch die Impedanz der entlang den Spaltkanten zum Schweißpunkt hin und zurück verlaufenden Bahn des Radiofrequenzstromes verringert wird. Dieser haarnadelförmige Leiter wirkt anscheinend so, daß er etwas dazu beiträgt, die Bahn der niedrigsten Induktanz in einer stabilen Lage zu halten, so daß der Schweißpunkt nicht wandern kann.
  • Die Erfindung besteht nun darin, daß die Impedanz der um das Rohr herumlaufenden Strompfade durch Anbringung in an sich bekannten Kerneinrichtungen im Bereich dieser Strompfade erhöht wird. Man. kann innerhalb des Rohres oder in gewissen Fällen auch unmittelbar außerhalb des Rohres oder gleichzeitig inner- und außerhalb des Rohres Magnetkerne, Eisenpakete od. dgl.anbringen, wodurch auf Grund der erhöhten Impedanz dieser Strompfade der Radiofrequenzstrom noch mehr in der erwünschten Weise längs den Kanten des Spaltes konzentriert wird. Durch diese zweite Maßnahme kann bei Verwendung einer geeigneten Menge des Rad'iofrequenzstromes die Vorschubgeschwindigkeit des Rohres um 90 bis 1001/9 oder mehr erhöht und trotzdem eine gleichmäßige und gute Schweißnaht erzielt werden.
  • Andere Ziele, Kennzeichen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung, in der verschi'ed'ene bevorzugte Ausführungen dargestellt sind. In der Zeichnung ist F ig. 1 eine schaubildliche Ansicht der wesentlichen Bestandteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Lage einer sich vorschiebenden Rohrlänge während des Schweißens dargestellt ist, und Fig. 2 bis .5 sind schaubildliche Ansichten anderer Kontaktanordnungen, die beim Betrieb der Vorrichtung verwendet werden können.
  • Eine Rohrlänge 10 (Fig. 1) wird von einer Vorrichtung stetig vorgeschoben, die einen flachen Metallstreifen zu einem Rohr mit einem Spalt 11 umformt, dessen sich gegenüberliegende Kanten an der Schweißstelle 12 zusammengebracht und verschweißt werden, wenn das Rohr durch die Einwirkung der sich gegenüberstehenden Druckwalzen 13, 14 vorgeschoben wird.
  • Zwei von einer Zwischenlage hochwarmfester Isolation 17 getrennte Kontakte 15, 16 sind auf einem Träger so gelagert, daß sie in dem Spalt 11 eingreifen und an gegenüberliegenden Rohrkantenflächen 18, 19 gleitend anliegen.
  • Die Kontakte 15, 16 können beispielsweise mittels Schrauben 20 an den Leitschienen 21 bzw. 22 abnehmbar befestigt sein, die aus Kupfer oder einem anderen elektrisch gut leitenden Material bestehen. Die Leitschienen sind mit einer Radiofrequenzstromquelle, z. B. den Ausgangsklemmen eines Radiofrequenzumformers, verbunden, der einen Hochfrequenzstrom hoher Spannung in einen Starkstrom niedriger Spannung mit Radiofrequenz, z. B, einer Frequenz von etwa 300000 bis 500000 Perioden/Sek., umformt. Gewünschtenfalls kann auch eine höhere Frequenz, bis zu einigen Millionen, verwendet werden, obwohl üblicherweise eine Frequenz von etwa 400000 Perioden genügt. In einigen Fällen können auch Hochfrequenzen von 10000 Perioden verwendet werden, obwohl solche niedrige Frequenzen für gewöhnlich nicht so erwünscht sind.
  • Die Strommenge, die in dem Stromkreis der Kontakte 15, 16 fließt, kann innerhalb gewisser Grenzen schwanken, was von der Größe und der Dicke des Rohres sowie der Geschwindigkeit seiner Längsbewegung abhängt. Das Ausmaß, in dem Wärme dem Rohr zugeführt werden muß, erhöht sich bei größer werdender Vorschubgeschwindigkeit des Rohres. Die erforderliche Wärmemenge ist wesentlich größer, wenn die Rohrwand dicker ist. Es soll so viel Strom zugeführt werden, daß die innerhalb des Spaltes 11 liegenden Metallkantenflächen gerade an dem Zeitpunkt, an dem sie sich an der Schweißstelle berühren, den richtigen Erweichungszustand haben, während das von diesen Kantenflächen auf Abstand befindliche Metall noch fest bleibt. Rohre großer Durchmesser erfordern wesentlich größere Strommengen als kleine Rohre derselben Wandstärke. Dieses Merkmal, gemeinsam mit der Tatsache, daß die Anwendung des Radiofrequenzstromes keinen starken Kontaktdruck erfordert, sind wichtige Vorteile der Erfindung, die deren Anwendung bei Rohren weit voneinander abweichender Größen, Formen, Festigkeiten und verschiederner Arten von Metallen ermöglichen.
  • Gewünschtenfalls können zusätzliche Walzen 25,26 an den Seiten des Rohres angelegt werden, um die Kanten 18, 19 des Spaltes fest an die Kontakte 15 bzw. 16 anzulegen. Diese Walzen bestehen vorzugsweise aus Isoliermaterial oder müssen isolierte Oberflächen oder Tragzapfen haben.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung ist die Leitschiene 22 von einem Spalt 27 unterbrochen, über dem sich der Leitschienenteil 22a zum Stromanschluß erstreckt. Mittels dieses Spaltes wird in den Stromkreis ein haarnadelartiger Leiter 30 in Reihe geschaltet, der von dem Leitschienenteil 22 a nach unten zu einer nahe der einen Kante des Spaltes 11 gelegenen Stelle und von dort längs dieser Kante zu einem aberhalb der Stelle 12 gelegenen Punkt verläuft. An diesem letzterwähnten Punkt wendet dieser Leiter und wird nahe der anderen Kante sowie unmittelbar oberhalb der anderen Kante des Spaltes zurückgeführt und dann an den Leitschienenabschnitt 22 angeschlossen. Der in dieser Stellung dargestellte Leiter 30 soll den Stromfluß längs der Kanten des Spaltes 11 konzentrieren, und zwar durch den in der Induktionserwärmung bekannten »Nachbarschaftseffekt«, d: h.; infolge der Verwendung der Schleife 30 wird durch die Schweißstelle eine Strombahn von etwas niedrigerer Ind.uktivität geschaffen, als sonst erhalten würde, und zwar infolge der Nähe des in dieser Schleife fließenden Stromes.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung fließt der Strom von der Quelle über den Leitschienenabschnitt 22 a, dann durch den haarnadelartigen Leiter 30 in den Leitsohienenabschnitt 22 zum Kontakt 1:6, dann längs der einen Kantenfläche des Spaltes 11 zum Bereich der Schweißstelle 12 und dann zurück längs der anderen Kantenfläche des Spaltes zum Kontakt 15 und über die Leitschiene 21 zurück zur Stromquelle: Die Verwendung eines Leiters 30 kann erwünscht sein, wein Radiofrequenz niederer Bereiche, z. B. von 10000 Perioden, verwendet wird, da hierbei die Neigung besteht, daß ein großer Teil des Stromes in Umfangsrichtung um das Rohr herumfließt. Bei hohen Frequenzen, z. B. 300 kHz oder höher, kann der Leiter 30 unnötig werden.
  • Da Starkströme verwendet werden, können Kühleinrichtungen für die Leitschienen 21, 22 und 22a notwendig oder erwünscht sein. Zum Kühlen haben diese Leitschienen Bohrungen, durch die Kühlflüssigkeit umläuft. Die Flüssigkeit fließt beispielsweise im Teil 22a durch eine Bohrung 35, dann durch den hohlen Innenraum des Teiles 30 zur Bohrung 36 in der Leitschiene 22, dann durch ein aus Isoliermaterial bestehendes Rohr 37 in eine Bohrung 38 der Leitschiene 22 a.. Die Leitschiene 21 kann eine U-förmige Bohrung 39 zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit haben.
  • Die, Leitschienen können von isolierten Trag- und Lagereinrichtungen (nicht dargestellt) in der dargestellten Stellung oder der Schweißstelle 12 gegenüber verstellbar gehalten werden.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich, brauchen die Kontakte 15a und 16a zum Zuführen des Hochfrequenzstromes zu den Kantenflächen und zum Spalt nicht unmittelbar einander gegenüberzustehen, sondern können voreinander angeordnet sein. Diese Anordnung ist besonders dort erwünscht, wo eine verhältnismäßig kurze Strombahn von den Kontakten zu dem Schweißpunkt hin und von dem Schweißpunkt weg vorhanden ist. Es besteht hierbei die Möglichkeit, einen engeren Spalt in dem Rohr anzuwenden und auf diese Weise die Reaktanz der Strombahn zu verringern.
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung sind die Kontakte 15 b. 16 b an ihren unteren Enden 41, 42 in der dargestellten Weise geformt, so daß sie an der Außenfläche des Rohres 10b längs Linien anliegen, die nahe den Spaltkanten verlaufen. Bei dieser Anordnung kann der Spalt noch schmaler an den Kontaktstellen sein, so daß der Scheinwiderstand der Strombahn von den Kontakten zur Schweißstelle hin und von der Schweißstelle weg noch weiter vermindert wird. Gewünschtenfalls können die Kontakte 15 c,16 c (Fig. 4) so angeordnet sein, daß sie sich in den Spalt nach unten erstrecken und Spitzen 43, 44 haben, die sich an die Innenflächen des Rohres an Stellen längs und nahe des Spaltes anlegen. Diese Form wird dann bevorzugt, wenn die Innenflächen des Rohres gleichmäßig und blank sind, so daß ein guter Kontakt vorhanden ist, oder wenn eine höhere Erwärmung längs des unteren Teils der Spaltkanten gewünscht wird.
  • Die in Fig. 5 gezeigte Konstruktion gleicht der in Fig. 3 gezeigten -Ausführungsform, abgesehen davon, daß hier die Kontakte 15 b,16 b, falls gewünscht, näher an den Schweißpunkt 12 b herangerückt werden können und daß eine Einrichtung 62 vor den Kontakten in dem Spalt angeordnet ist, welche verhindert, daß die Spaltkanten zu früh oder in unregelmäßiger Weise zusammenkommen. Wenn die Kontakte nicht zwischen die Spaltkanten eingeführt sind, kann es vorkommen, daß die Spaltkanten die Neigung zeigen, nach dem Verlassen der Kontakte sich einander zu früh zu nähern, so daß zwischen den Kontakten nur ein kleiner Winkel vorhanden ist, der so klein sein kann, daß der Schweißpunkt längs des Rohres etwas hin und her wandert und dadurch eine unregelmäßige Schweißnaht verursacht. Dieser Übelstand kann durch Einsetzen der Aufweiteeinrichtung 62 vor den Kontakten vermieden werden. Die Einrichtung 62 kann beispielsweise aus einem Paar von drehbar angeordneten dünnen Scheiben bestehen, die voneinander und von der sie tragenden Welle 63 isoliert sind. Eine geeignete, nicht gezeigte, mit Lagern versehene Halteeinrichtung muß selbstverständlich für die Welle vorgesehen sein. Die Aufweiteeinrichtung kann auch für die in den anderen Figuren gezeigten Anordnungen verwendet werden.
  • Bei den in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Kontakten können Trag- und Kühleinrichtungen verwendet werden, die ähnlich den in Fig. 1 dargestellten Einrichtungen sind. Gewiinschtenfalls kann auch ein haarnadelartiger Leiter, wie der in Fig. 1 dargestellte Leiter 30, bei den Kontakten nach den Fig. 2 bis 5 verwendet werden.
  • Die vorstehend erwähnten magnetischen Kerneinrichtungen werden im folgenden an Hand von Fig. 1 im einzelnen beschrieben. Diese Einrichtungen können beispielsweise aus einer Anzahl von aus magnetischem Werkstoff bestehenden Stangen 50 gebildet sein, die in irgendeiner geeigneten Weise in dem sich vorschiebenden Rohr gehalten werden, z. B. durch eine isolierte Halterung 51, die in den Spalt 11 hineinreicht und in irgendeiner Weise ein die Stangen 50 umgebendes Isolierband 52 hält. Die Stangen können beispielsweise aus gesintertem, magnetischem Oxyd und Isolationsmaterial bekannter Arten bestehen, die einen geringen Verlustfaktor und einen hohen spezifischen Widerstand haben, wie beispielsweise die unter dem Warenzeichen Ferramic von der General Ceramic & Steabite Corp. vertriebenen Werkstoffe. Jedoch können diese Kerneinrichtungen auch aus irgendeinem anderen Material bestehen, dessen Permeabilität größer und vorzugsweise erheblich größer als Eins ist und das vorzugsweise so beschaffen ist, daß es Streuströme verhindert, beispielsweise geblättertes Eisen, das üblicherweise für elektrische Maschinen verwendet wird. Wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist, erstreckt sich der magnetische Kern vorzugsweise von einer unterhalb der Kontakte liegenden Stelle innerhalb des Rohres bis zu einer unterhalb oder nahezu unterhalb des Schweißpunktes 12 liegenden Stelle und füllt, abgesehen von dem gerade unterhalb des Spaltes 11 liegenden Raum und dem notwendigerweise an der Rohrwand vorhandenen Spiel, den innerhalb des Rohres befindlichen Raum im wesentlichen aus. In manchen Fällen ist es jedoch nur notwendig Kerneinrichtungen mit bogenförmigem Querschnitt zu verwenden, die nahe der Rohrinnenwand liegen.
  • Die innenliegenden magnetischen Kerneinrichtungen können durch Stangen oder Streifen aus dem gleichen oder ähnlichen magnetischen Material :ergänzt werden, welche an der Außenwand des Rohres angeordnet sind, wie beispielsweise die Stangen 60, die durch eine in geeigneter Weise mit ihnen verbundene isolierte Halterung 61 in ihrer Lage gehalten werden. In der Regel werden sich aber innenliegende Kerneinrichtungen wirkungsvoller als außenliegende erweisen.
  • Mit den oben angegebenen Ferramic-Kerneinrichtun.gen hat es sich als möglich erwiesen, die Induktanz der Umfangsbahn von dem einen Kontakt 15 zu dem anderen Kontakt 16 auf das 8- bis 10fache zu erhöhen, wobei bei Verwendung von Kernmaterial mit geringem Widerstand die Leistungsverluste nicht erheblich höher als die ohne diese Kernmittel auftretenden Verluste liegen. Infolgedessen wird der Stromfluß entlang den V-förmigen Kanten von den Elektroden nach dem Schweißpunkt hin und von diesem zurück so weit erhöht, daß, wie z. B. in einem typischen Versuch ermittelt wurde, ein Aluminiumrohr von 5 cm Durchmesser und einer Wandstärke von 2 mm (81 mils) mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 13,5 m je Minute und unter Verwendung von von einem 20-kW-Generator geliefertem Strom mit einer Frequenz von 400 kHz geschweißt werden konnte, während ohne Verwendung der Kerneinrichtungen das Rohr nur mit einer Geschwindigkeit von 7,3 m je Minute vorgeschoben und ordnungsmäßig geschweißt werden konnte. Bei diesem Versuch waren die Teile so angeordnet, daß der Abstand zwischen dem Schweißpunkt und dem diesen zugewendeten Kanten der Kontakte ungefähr 2 cm betrug. Es wurde gefunden, daß dieser Abstand beim Schweißen von Rohren aus Nichteisenanetall vorzugsweise etwas geringer ist. Bei einem ähnlichen Versuch mit Stahlrohr war dieser Abstand vorzugsweise ungefähr 6 cm. In einem typischen Versuch mit Stahlrohr von 5 cm Durchmesser und einer Wandstärke von 1,3 mm mit Strom von 375 kHz von einem 20-kW-Generator konnte das Rohr mit einer Vorschul>-geschwindigkeit von über 15 m je ?Minute geschweißt werden, wobei die Schweißnaht keine Unregelmäßigkeiten zeigte. Die oben angegebenen Schweißgeschwindigkeiten können natürlich mit Radiofr.equenzgeneratoren von größerer Leistung erheblich erhöht werden. Einer der wichtigsten Vorteile der Erfindung besteht darin, daß die für Schweißen mit hoher Geschwindigkeit erforderlichen größeren Radiofrequenzgeneratoren erheblich billiger sind als die bisher für das Schweißen von Rohren verwendeten Generatoren mit niedriger Frequenz. Ein weiterer Vorteil ist, daß bei der hier gezeigten Kontaktanordnung die Maschine innerhalb weniger Minuten für Rohre verschiedener Größen eingerichtet und betriebsbereit gemacht werden kann, während hierfür viele Stunden bei den bisher bekannten Vorrichtungen benötigt wurden.
  • Es ist weiter bemerkenswert, daß die in der hier beschriebenen Kombination verwendeten magnetischen Kerneinrichtungen einem ganz anderen Zweck dienen als die in Verbindung mit einer Induktionsbeheizung von Rohren verwendeten magnetischen Kerneinrichtungen, bei denen eine Induktionsheizspule um das Rohr herumgelegt wird. In dem letzteren Fall erhöht das Anbringen der Kerneinrichtung den gesamten durch die Spule erzeugten magnetischen Kraftfluß, der seinerseits den in Umfangsrichtung im Rohr fließenden Gesamtstrom durch Induktion erhöht, im Gegensatz. zu dem Widerstandsheizverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Im vorliegenden Fall wirkt der Magnetkern gerade in umgekehrter Weise als bei den Induktionsheizverfahren, da bei den letzteren ein großes Ansteigen des Stromflusses in den dem Spalt gegenüberliegenden Rohrflächen eintritt, während gemäß der Erfindung der Kern den Strom in Umfangsrichtung erheblich vermindert und den größten Teil des Stromes zwingt, den nutzbaren Weg von den Kontakten zur Schweißstelle hin und zurück zu nehmen.
  • Abgesehen von den oben angeführten Vorteilen des Verfahrens gemäß der Erfindung unter Verwendung von Radiofrequenzstrom ergeben sich aus den nachstehend angeführten Tatsachen noch andere wichtige Vorteile. Die erforderliche Menge an Radiofrequenzenergie ist eine Funktion der Dicke des für das Rohr verwendeten Metalls und ist im wesentlichen von dem Rohrdurchmesser unabhängig. Aus diesem Grunde wird für das Schweißen größerer Rohre keine wesentlich größere Energiemenge benötigt als beim Schweißen von Rohren mit kleinem Durchmesser, was darauf zurückzuführen ist, daß der Heizvorgang nur auf die zu schweißenden Kanten beschränkt ist. Dies steht im Gegensatz zu Heizverfahren mit niedriger Frequenz, bei denen bei größeren Rohrdurchmessern die zugeführte Energiemenge ansteigt, da bei niedriger Frequenz in jedem Fall ein erheblicher Teil der Heizwirkung auf von den Spaltkanten entfernte Flächen verteilt wird. Bei den gemäß der Erfindung vorzugsweise verwendeten Verfahren wird, ohne daß der Durchmesser des zu schweißenden Rohres eine Rolle spielt, erheblich weniger Energie benötigt als bei Verfahren mit niedriger Frequenz, weil es bei Verfahren mit niedriger Frequenz keine Möglichkeit gibt, die maximale Heizwirkung am Schweißpunkt zu konzentrieren, wohingegen gemäß dem Verfahren nach der Erfindung dies der einzige Punkt ist, der bis auf die tatsächliche Schweißtemperatur gebracht zu werden braucht.
  • Die vorzugsweise gemäß der Erfindung verwendeten Verfahren haben den weiteren Vorteil, daß nur ein einziges Paar von Kontakten benötigt wird und trotzdem die durch dieses hervorgerufene Heizwirkung voll entlang den Kanten des V-förmigen Spaltes zur Wirkung kommt, und zwar von den Kontakten bis zum Schweißpunkt, in welchem die Temperatur ihr Maximum erreicht. Andererseits müssen bei Verfahren mit niedriger Frequenz, wenn Stark-strom an dem Spalt verwendet wird, entweder schwere, einen hohen Druck übertragende Walzen hoher Leitfähigkeit verwendet werden, oder eine Anzahl derartiger Walzenpaare, von denen jedes nur eine momentane Heizwirkeng verursacht, so daß das Rohr sich hinter jedem Paar abkühlen kann und keine Möglichkeit für eine dauernde und anwachsende Beheizung der Spaltkanten vorhanden ist, nachdem die Spaltkanten die Kontakte verlassen haben.
  • Die größten Vorteile des vorzugsweise verwendeten Verfahrens lassen sich sowohl mit verhältnismäßig dünnwandigen Stahlrohren als auch Nichteisenmetallrohren erzielen, welche den zum Übertragen eines starken Heizstromes bei bisher bekannten Widerstandsschweißverfahren erforderlichen hohen Anprel3-drücken nicht standhalten können, insbesondere dann, wenn das Rohr mit der für eine wirtschaftliche Produktion erwünschten hohen Geschwindigkeit vorgeschoben wird.
  • Nachdem die Vorrichtung zur Herstellung von Rohren von einem gegebenen Durchmesser eingerichtet ist und die Kontakte an den Spaltkanten in einem gegebenen. Abstand von dem Schweißpunkt angeordnet sind, kann man entweder durch mathematische Berechnungen oder durch kurze Versuche eine geeignete Frequenz bestimmen, welche den Strom gemäß der Erfindung veranlassen wird, der gewünschten Bahn zu folgen. Während eine Frequenz von 10000 Hz gemäß der Erfindung eine Strombahn entlang den V-förmigen Spaltkanten hervorruft, so ist doch für gewöhnlich.zur Vermeidung von Kontaktschwierigkeiten eine viel höhere Frequenz vorzuziehen. Die Anwendung von Frequenzen in der Nähe von 10000011z, die gemäß der Erfindung ebenfalls geeignet sind, verursachen gegenwärtig noch Schwierigkeiten, da dieser Bereich zwischen dem höheren Frequenzbereich motorgetriebener Generatoren und den niedrigeren Frequenzbereichen von Vakuumröhrenradiofrequenzgeneratoren fällt. Demgemäß werden in der Praxis, wie dies oben beschrieben wurde, Frequenzen von einigen Hunderttausend Hz oder mehr bevorzugt, jedoch ist die jeweils zu wählende Frequenz nicht von ausschlaggebender Bedeutung, wenn sie so hoch liegt, daß die Bahn des größten Teils des Stromes der gewählten Frequenz längs den Kanten des V-förmigen Rohrspaltes verläuft und nicht um das Rohr herum.
  • Zur Erläuterung der Erfindung sind zwar bestimmte Ausführungen dargestellt, doch können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, die für Fachleute leicht ausführbar sind. Der Bereich der Erfindung wird lediglich durch die Patentansprüche bestimmt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Zusammenschweißen von Metallrohren aus streifenförmigem Material; bei dein das Rohr einem quer zur Spaltrichtung wirkenden Druck unterworfen wird, um die Spaltkanten nach Erwärmung auf Schweißtemperatur an der Schweißstelle zu schließen, und bei dem die Erwärmung der Spaltkanten durch Anlegen von mit einer Hochfrequenzstromquelle verbundenen Kontakten an gegenüberliegenden Seiten de Spaltes an einer kurz vor der Schweißstelle liegenden Stelle des Rohres unter Verwendung eines Hochfrequenzstromes von 10 kHz/Sek. oder darüber erfolgt, wobei die niedrigste Scheinwiderstandsbahn zwischen den Kontakten längs der sich nähernden Spaltkanten zur Schweißstelle hin und zurück verläuft und die resultierendeWiderstandswärme längs der Spaltkanten konzentriert ist, nach Patentanmeldung M 21488 VIII d / 21h, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz der um das Rohr herumlaufenden Strompfade durch Anbringen von an sich bekannten magnetischen Kerneinrichtungen im Bereich dieser Strompfade erhöht wird.
  2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Kerneinrichtungen innerhalb des Rohres in der Nähe dieser Strompfade angeordnet werden.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerneinrichtungen im Bereich der zwischen den Elektroden um das Rohr herumführenden Strompfade derart angeordnet sind, daß sie die Reaktanz dieser Strompfade erhöhen. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 169 915; USA.-Patentschrift Nr. 2 647 981.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1099664B (de) * 1957-08-29 1961-02-16 Magnetic Heating Corp Verfahren zum Zusammenschweissen von Metallteilen
DE1297436B (de) * 1962-09-17 1969-06-12 American Mach & Foundry Vorrichtung zum induktiven Laengsnahtschweissen von Metallrohren

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT169915B (de) * 1947-12-08 1951-12-27 Alfred Woegerbauer Kontinuierliches elektrisches Stumpfnaht-Schweißverfahren zur Herstellung von Rundoder Profilrohren und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT169915B (de) * 1947-12-08 1951-12-27 Alfred Woegerbauer Kontinuierliches elektrisches Stumpfnaht-Schweißverfahren zur Herstellung von Rundoder Profilrohren und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
US2647981A (en) * 1947-12-08 1953-08-04 Woegerbauer Alfred Electrical butt seam welding or cutting process and apparatus for carrying out said process

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1099664B (de) * 1957-08-29 1961-02-16 Magnetic Heating Corp Verfahren zum Zusammenschweissen von Metallteilen
DE1297436B (de) * 1962-09-17 1969-06-12 American Mach & Foundry Vorrichtung zum induktiven Laengsnahtschweissen von Metallrohren

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