DE1193186B

DE1193186B - Induktor zum Schweissen von Rohren

Info

Publication number: DE1193186B
Application number: DEA44935A
Authority: DE
Inventors: Michel Cuvelier
Original assignee: ACEC; Ateliers de Constructions Electriques de Charleroi SA
Current assignee: ACEC; Umicore NV SA
Priority date: 1963-01-30
Filing date: 1964-01-04
Publication date: 1965-05-20
Also published as: IT710690B; NL301575A; LU44874A1; FR1380087A; BE627737A; NL133285C

Description

Induktor zum Schweißen von Rohren Die Erfindung bezieht sich auf einen Induktor zum Schweißen von durch Biegung in der Längsrichtung oder schraubenförmige Aufwicklung eines Bandmaterials hergestellten Rohren mit einer ein Fenster umrahmenden, einzigen flachen Windung, die etwa parallel von der von den zu schweißenden Rändern des Bandmaterials gebildeten Fläche und in geringer Entfernung von diesen Rändern liegt.
Bei bekannten Induktoren dieser Art, die besonders zur Herstellung geschweißter Rohre von ziemlich großem Durchmesser geeignet sind, werden zwei fensterförmige Induktionsspulen verwendet; die beiderseits der Schweißzone innerhalb bzw. außerhalb des zu schweißenden Rohres angeordnet sind. Die gemeinsame Achse dieser beiden Induktionsspulen muß senkrecht zur Achse des Rohres liegen und dessen zylindrische Oberfläche in der Nähe des Schweißpunktes schneiden.
Bei diesen bekannten Anordnungen erfolgt die Heizung der Schweißstelle schlagartig, ohne ein langsames, kontinuierliches Vorwärmen, wie es für eine gute Schweißung erforderlich ist.
Nach einem älteren Vorschlag wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß ein an sich bekannter Ferritstab in der Längsachse des Fensters quer zum hinteren Rand der Windung längs der Verbindungslinie der beiden Ränder des Bandmaterials auf der der Oberfläche des Rohrs abgewandten Seite der Oberfläche der Windung derart angeordnet ist, daß der Ferritstab von einem Punkt innerhalb des Fensters jenseits der Verbindungsstelle der beiden zu verschweißenden Ränder oder einem dieser Verbindungsstelle benachbarten Punkt bis zu einer gewissen Entfernung hinter der Windung reicht, und daß die die Umrahmung des Fensters bildende flache Windung einen in bezug auf die Vorschubrichtung der Schweißnaht verhältnismäßig schmalen, hinteren Rand aufweist, wogegen die anderen Ränder erheblich breiter sind.
Das Ziel der Erfindung ist eine andere Lösung des gleichen Problems, wobei gleichfalls von einem längs der beiden zu verschweißenden Ränder des Bandmaterials in der Achse des Fensters angeordneten Ferritstab Gebrauch gemacht wird.
Nach der Erfindung wird das angegebene Problem dadurch gelöst, daß der Ferritstab sich über das ganze Fenster erstreckt und an beiden Seiten über die Windung um eine gewisse Strecke vorsteht und daß die beiden den Ferritstab kreuzenden Windungsteile wesentlich schmäler als die die beiden anderen Seiten des Fensters begrenzenden Windungsteile sind. Die erfindungsgemäße Lösung ergibt folgende Wirkung: Der Ferritstab konzentriert auf Grund seiner magnetischen Permeabilität den durch den Induktor erzeugten Fluß in der Öffnung, welche durch das Auseinanderklaffen der zwei Ränder des zu schweißenden Eisenbandes gebildet wird. Diese Öffnung verläuft sich verengend bis zu der Stelle, an der die beiden Eisenbandränder miteinander verschweißt werden. Je mehr man sich dieser Stelle nähert; um so mehr nimmt die Konzentration des durch den Induktor erzeugten Flusses zu. In gleicher Weise nimmt der thermische Effekt zu, der an der Stelle der Stoßverbindung ein Maximum erreicht. Auf Grund der Nähe des Ferritstabes sind also die beiden Ränder des Eisenbandes, bevor sie miteinander verschweißt werden, vorgeheizt, was sehr günstig für die Qualität der Schweißung ist. Der Vorwärmeffekt ist fortschreitend, da ja die beiden Ränder des Eisenbandes mit zunehmender Entfernung von der Schweißverbindungsstelle auseinanderklaffen. Der Einfluß des Ferritstabes beginnt in bezug auf die Vorschubrichtung der Schweißnaht bereits hinter der Windung und endet vor der Windung, da ja erfindungsgemäß der Ferritstab an beiden Seiten über die Windung um eine gewisse Strecke vorsteht.
Die beiden den Ferritstab kreuzenden Windungsteile haben eine verhältnismäßig geringe Breite, damit eine abschirmende Wirkung für den magnetisehen Fluß vermieden wird, wogegen die anderen Seiten der Windung erheblich breiter sind, so daß die Stromdichte verringert wird, denn diese Seiten sollen den geringstmöglichen thermischen Effekt in den benachbarten Abschnitten des Rohres erzeugen. Wären die beiden den Ferritstab kreuzenden Windungsteile breit, so entstünde eine Unstetigkeit im Vorheizen der Ränder.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert, deren einzige Abbildung schaubildlich einen erfindungsgemäßen Induktor zur Längsverschweißung eines durch Biegen eines Bandmaterials gebildeten Rohrs darstellt.
Der Induktor wird durch eine Windung gebildet, welche zu einer zylindrischen Fläche geformt ist, die in geringer Entfernung von der Außenfläche des zu schweißenden Rohres 1 liegt, ein Fenster 2 ist so ausgeschnitten, daß in der Fläche der Windung ein vorderer Windungsteil 3 und ein hinterer Windungsteil4 entstehen, die beide verhältnismäßig schmal sind, wogegen die anderen beiden Windungsteile 5 und 6 erheblich breiter sind. Die Windung wird über die Leiter 7 und 8 von einem nicht dargestellten Generator entsprechender Leistung und Frequenz gespeist. Ein Ferritstab 9 ist in der Achse des Fensters 2 in sehr geringer Entfernung von der Windung den zu verschweißenden Rändern des Bandmaterials gegenüber angeordnet und steht über die Windung um eine gewisse Strecke nach vorn und nach hinten über. Der Stab 9 konzentriert infolge seiner hohen magnetischen Permeabilität den Fluß der Windung in dem zwischen den beiden Rändern des Bandmaterials klaffenden Zwischenraum, wodurch eine erhebliche Erhitzung dieser Ränder erzielt wird, die durch den Vorschub des Rohrs bei der Schweißtemperatur in gegenseitige Berührung kommen. Ferner wird die Zone des Berührungspunkts der beiden Ränder des Bandmaterials infolge der Nähe des Vorderendes des Stabes 9 erhitzt. Die Kühlung der Windung und des Stabes kann auf beliebige geeignete Weise erfolgen. So kann insbesondere der Stab 9 in einem Gefäß angeordnet werden, welches mit einem isolierenden sehr dünnen Boden z. B. aus Glimmer versehen ist und in welchem Wasser strömt, wobei dieser Boden auf der Windung ruht.
Innerhalb des Rohrs kann ein zweiter Ferritstab dem ersten gegenüber angeordnet werden, wodurch die Konzentration der Wärmewirkung noch erhöht wird.
Der Induktor kann natürlich auch innerhalb des zu schweißenden Rohres angeordnet werden. Auch bietet die Ausbildung eines Induktors, mit dem es möglich ist, ein durch schraubenförmige Aufwicklung eines Bandmaterials gebildetes Rohr zu schweißen, keine besonderen Schwierigkeiten. Hierfür werden zwei Ferritstäbe verwendet, von denen der eine gerade ist und außerhalb des Rohrs parallel zu dem Bandmaterial vor seiner Aufwicklung liegt. Der andere Ferritstab ist innerhalb des Rohrs angeordnet und kreisbogenförmig ausgebildet und verläuft an der zu erwärmenden Stelle längs des Randes der bereits aufgewickelten Windung.

Claims

Patentanspruch: Induktor zum Schweißen von durch Biegung in der Längsrichtung oder durch schraubenförmige Aufwicklung eines Bandmaterials hergestellten Rohren mit einer ein Fenster umrahmenden, einzigen flachen Windung, die etwa parallel zu der von den zu schweißenden Rändern des Bandmaterials gebildeten Fläche und in geringer Entfernung von diesen Rändern liegt und mit einem längs der beiden zu verschweißenden Ränder des Bandmaterials in der Achse des Fensters angeordneten Ferritstab, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Ferritstab (9) sich über das ganze Fenster (2) erstreckt und an beiden Seiten über die Windung um eine gewisse Strecke vorsteht und daß die beiden den Ferritstab (9) kreuzenden Windungsteile (3, 4) wesentlich schmäler als die beiden anderen Seiten des Fensters begrenzenden Windungsteile (5, 6) sind. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 692 322.