DE1109804B - Vorrichtung zum Verschweissen oder Verloeten der Laengsnaht von Rohren im Durchlaufverfahren mittels eines Hochfrequenz-Induktors - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Verschweißen oder Verlöten der Längsnaht von Rohren im Durchlaufverfahren mittels eines Hochfrequenz-Induktors Insbesondere zum Verschweißen von Nähten bei aus einem Blechstreifen geformten Rohr bedient man sich bevorzugt der induktiven Hochfrequenzschweißung, da man hierbei die Heizenergie am bequemsten auf die eigentliche Schweißstelle konzentrieren kann. Zur zweckmäßigen Konzentration der Heizenergie auf die Schweißstelle sind bereits zahlreiche Induktorformen bekannt. Bei zu verschweißenden Rohrnähten, Blechstreifen usw. führt man beispielsweise das Schweißgut durch einen ringförmigen Induktor, der einen entsprechenden Kreisstrom im Schweißgut induziert, der das Material an der Naht infolge des relativ hohen elektrischen Übergangswiderstandes an der Schweißstelle auf die nötige Schweißtemperatur bringt.
• Andererseits ist es bereits bekannt, bei größeren Blechteilen eine Leiterschleife als Induktor über die Schweißnaht zu führen, die im wesentlichen aus zwei parallel zu beiden Seiten der Nahtkanten geführten, über der Schweißstelle zu einer Schleife verbundenen elektrischen Leitern besteht. Da der induzierte Strom im wesentlichen dem Leiter folgt, wird das Schweißgut an den Kanten vorgewärmt, bevor es durch den über die Stoßstelle der Nahtkanten geführten Strom verschweißt wird.
• Ferner ist eine Kombination der beiden letztgenannten Schweißvorrichtungen bereits bekannt, bei der ein um ein Rohr mit zu verschweißender Längsnaht geführter Leiter entlang der Schweißnaht eine Ausbuchtung besitzt, so daß unter dem ringförmigen Teil und den beiden geraden entlang der Nahtkanten geführten Teilen des Induktors das Schweißgut vorgewärmt und unter der Verbindungsstelle der beiden geraden Teile durch den Stromdurchgang durch die Berührungsstelle der beiden Schweißkanten verschweißt wird, da der primäre Induktionsstrom an dieser Stelle quer zur Naht verläuft.
• Alle bisher erwähnten bekannten Formen von Induktoren haben das Merkmal miteinander gemein, daß sie einen Stromdurchgang durch die Berührungsstellen der Nahtkanten verursachen, der im wesentlichen die endgültige Verschweißung an dieser Stelle bewirkt. Hierbei tritt aber stets der Nachteil auf, daß durch den stark unterschiedlichen Übergangswiderstand z. B. infolge nicht genau vorherbestimmter Einflüsse, wie Zunderbildung und schwankender Anpreßdruck, eine ungleichmäßige und daher nicht immer einwandfreie Schweißnaht erzielt wird.
• Es sind auch Vorrichtungen zum induktiven Verschweißen der Längsnaht von Rohren bekannt, bei denen ein einziger parallel zu den zu verschweißenden Kanten angeordneter, vom Primärstrom durchflossener Leiter vorgesehen ist. Durch diese Induktoranordnung werden in beiden Nahtkanten gleichgerichtete Ströme induziert. Es läßt sich daher mit dieser bekannten Vorrichtung eine wirksame Konzentration der in den Spaltkanten fließenden Ströme nicht erzielen.
• Weiter sind Heizvorrichtungen zum elektroinduktiven Erwärmen von runden metallischen Stangen oder ähnlichem Halbzeug zum Zwecke der Warmformgebung bekannt, bei denen Induktoren verwendet werden, die aus jeweils zwei offenen, einander spiegelbildlich gegenüberliegenden, das Werkstück je zur Hälfte umschließenden Leiterschleifen bestehen, die mittels parallel zur Werkstücklängsachse verlaufender Leiterstücke untereinander verbunden sind. Die Anordnung der Induktorteile ist bei diesen bekannten Heizvorrichtungen jedoch nicht so getroffen, daß die parallel zur Werkstücklängsachse liegenden und hier nur der Verbindung der Leiterschleifen dienenden Leiterstücke für das Aufheizen des Werkstückes wesentlich zur Wirkung kommen. Diese Vorrichtung eignet sich daher nicht zum Schweißen der Längsnähte von Rohren.
• Schließlich sind auch Induktionsspulen zum gleichzeitigen Erwärmen mehrerer Werkstückabschnitte, beispielsweise mehrerer Lötstellen an Rohrverbindungen für Fahrradrahmen od. dgl., bekannt, die aus zwei gelenkig angeschlossenen, mehrfach gekrümmten Leiterästen der Induktionsspule bestehen, wobei die Krümmungen der Leiteräste in Anpassung an die Werkstückform so gestaltet sind, daß-sie das Werkstück an den zu erwärmenden Stellen umschließen. Diese Induktionsspulen eignen sich infolge ihrer diesem speziellen Verwendungszweck angepaßten Ausbildung der die sperrigen Werkstücke umschließenden Leiteräste nicht zum Verschweißen öder Verlöten der Längsnaht von Rohren im Durchlaufverfahren.
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen oder Verlöten der Längsnaht von Rohren im Durchlaufverfahren mittels eines-.Hochfrequenz-Induktors, bei der die genannten Nachteile vermieden sind. Erfindungsgemäß -besteht der= Induktor bei enger Koppelung zum Werkstück aus zwei . offenen, das Werkstück umschließenden Leiterschleifen, die mittels zweier parallel zu den Nahtkanten verlaufender und in Gegenrichtung stromdurchflossener Leiterstücke zu einem Stromkreis verbunden sind.
• Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Induktors wird erreicht, daß der im Schweißgut induzierte Strom nicht die Nahtstelle kreuzt, so daß er infolge des praktisch konstanten elektrischen Wieder-Standes des Schweißgutes eine gleichmäßige und einwandfreie Ausbildung der Schweißnaht gewährleistet.
• Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung die parallel zu den Nahtkanten verlaufenden Leiterstücke in Gegenrichtung stromdurchflossen sind, sind auch die in den einander gegenüberliegenden Nahtkanten induzierten Ströme gegensinnig gerichtet, so daß diese Ströme bzw. der durch dieselben hervorgerufene Heizeffekt in den Kanten konzentriert werden.
• Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert.
• In Fig. 1 ist ein aus einem Blechstreifen geformtes Rohr 1 dargestellt, bei dem die Längskanten die zu verschweißenden Nahtkanten 2 bilden. Dieses Verschweißen geschieht durch das Vorbeiführen des vorgeformten Rohres 1 in Pfeilrichtung an einem feststehenden, mit hochfrequentem Strom beschickten erfindungsgemäßen Induktor, der aus zwei das Rohr 1 mit enger Koppelung umschließenden ringförmigen offenen Leiterschleifen 3, 5 besteht. die mittels zweier parallel zu den Nahtkanten 2 beiderseits des Spaltes verlaufender Leiterstücke 4 zu einem Stromkreis verbunden sind. Die Leiter 3, 4, 5 bestehen im Regelfall aus mit Kühlwasser beschickten Rohren. Es können aber auch Blechstreifen mit aufgelöteten wasserführenden Rohren benutzt werden.
• An einer Stelle 6 ist die Zuführungsleitung für den hochfrequenten Strom an dem Induktor angeschlossen. Das Löt- oder Schweißmittel 7 wird etwa in der Mitte zwischen den beiden offenen Leiterschleifen 3, 5 des Induktors zugeführt, da sich auf diese Weise am besten eine einwandfreie Verschweißung der Nahtkanten 2 erzielen läßt.
• Beim Hindurchbewegen des Rohres 1 in Pfeilrichtung durch den Induktor wird bei der Leiterschleife 3 das Rohr 1 vorgewärmt; die Erhitzung wird entlang der geraden Leiterstücke 4 immer größer, bis etwa bei der Leiterschleife 5 die endgültige Schweißtemperatur erreicht wird, wobei die Hitze im wesentlichen auf die Nahtkanten 2 beschränkt bleibt. Wie ohne weiteres ersichtlich sein dürfte, ist dieser Effekt nicht auf Rohre von kreisförmigem Querschnitt beschränkt; das Rohr 1 kann vielmehr ebensogut einen beliebigen anderen Querschnitt haben.
• Desgleichen ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die den Induktor bildenden Leierschleifen 3, 5 und Leiterstücke 4 in -Serie geschaltet werden. Es sind auch Anordnungen möglich, bei denen die beiden Parallelen nicht aufgetrennten Leiterstücke 4 mit je einem Stromzuführungspol verbunden sind, so daß zwei elektrisch parallel geschaltete Stromkreise entstehen. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung ist in der Fig.2 dargestellt, worin die Stromanschlüsse mit 8 bezeichnet sind, während die übrigen Teile der Vorrichtung mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 1.
• Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, sondern auch in weiteren Abwandlungen des erfindungsgemäßen Prinzips möglich.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Verschweißen oder Verlöten der Längsnaht von Rohren im Durchlaufverfahren mittels eines Hochfrequenz-Induktors, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor bei enger Koppelung zum Werkstück aus zwei offenen, das Werkstück umschließenden Leiterschleifen besteht, die mittels zweier parallel zu den Nahtkanten verlaufender und in Gegenrichtung stromdurchflossener Leiterstücke zu einem Stromkreis verbunden sind.
2. 2. Induktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Zufuhr der Hochfrequenzenergie entweder eines der parallelen Leiterstücke oder eine der Leiterschleifen an der Anschlußstelle aufgetrennt ist.
3. 3. Induktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden parallelen, nicht aufgetrennten Leiterstücke mit je einem Stromzuführungspol verbunden sind, so daß zwei elektrisch parallel geschaltete Stromkreise entstehen.
4. 4. Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der parallelen Leiterstücke, vorzugsweise in deren Mitte, eine Vorrichtung zur Zuführung des Schweiß- bzw. Lötmittels vorgesehen ist.
5. 5. Induktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhr und/Oder die zwischen den Leiterschleifen befindlichen Leiterstücke derart gestaltet sind, daß das Schweiß-bzw. Lötmittel vor Erreichen der Nahtkanten bzw. der Schweißstelle vorgewärmt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 808 261, 898 219, 961126; deutsche Auslegeschrift: Nr. 1026 895; USA.-Patentschriften Nr. 2 528 758, 2 528 810, 2 632 092; 2 715 170; französische Patentschriften Nr. 1115 176, 1135969, Buch von Curtis: »High-frequency Induction Heating«, 1950, S. 117, Fig. 3 bis 68.