DE1902543C - Anordnung zur Erhöhung der übertragbaren Leistung beim induktiven Rohrschweißen - Google Patents

Description

Beim induktiven Schweißen von Röhren ist es üblich, bei einem bereits angenähert kreisförmig gebogenem Blechstreifen an den zusammenlaufenden Kanten eine Schweißung vorzunehmen. Die Schweißung erfolgt im Schweißpunkt, in dem dort die durch einen Primärinduktor im Blechstreifen induzierten Ströme konzentriert von einer Blechkante zur andern übertreten. An Stelle der induktiven Erzeugung der .Schweißstrome ist es auch bekannt, durch Anlegen von Shom-Übergangskontakten die Schweißströme konduktiv zuzuführen. Es ist weiter bekannt, zur Leistungssteigerung einen magnetisierbarer! Kern im Innern des Rohres anzubringen.

Die Erfindung geht vom Gedanken aus, die Anordnung so zu treffen, daß sowohl eine induktive als auch eine konduktive Leistungsübertragung erreicht wird. Auf diese Weise gelingt es, eine bestimmte erforderliche Schweißleistung im Schweißpunkt mit einer geringeren Eingangsleistung zu erreichen, d. h., es kann ein kleinerer Hochfrequenzgenerator ver- ao wendet werden, als im Falle der Anwendung nur eines Induktors der induktiven oder konduktiven Art.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erhöhung der übertragbaren Leistung beim Rohrschweißen bei einen im Schweißpunkt sich zu einem Rohr schließenden, bereits angenähert kreisförmig gebogenen in seiner Längsrichtung bewegten Blechstreifens, wobei in einem Bereich ν ir dem Schweißpunkt ein Primärinduktor um den Blechstreifen angeordnet ist.

Die Erfindung besteht darin, daß im Raum zwischen Primärinduktor und dem kreisförmig sich schließenden Blechstreifen ein Sekundärinduktor angeordnet ist, dessen Abstand zum Primärinduktor kleiner ist als der Abstand zum Blechstreifen und daß beide Enden des Sekundärinduktors je eine Reihe paralleler Schleifkontakte aufweisen, die auf dem Blechstreifen an der sich nähernden Blechkanten aufliegen.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In der Figur ist 1 das zu schweißende Rohr, welches durch Zusammenlaufen der Kanten la, Ib eines in der Pfeilrichtung laufenden und in der Längsachse angenähert kreisförmig sich zusammenbiegenden Blechstreifens erhalten wird. Das Zusammenbiegen des Blechstreifens zum Rohr erfolgt zwischen Rollen, die nicht gezeichnet sind. Die Kanten 1 a, Ib laufen im Punkt Ir zusammen, von wo aus das Rohr fertig geschweißt in Pfeilrichtung weiterläuft.

Im Bereich der zusammenlaufenden Kanten 1 α und 1 b befindet sich der Primärinduktor 2. Er induziert in bekannter Weise Ringströme Z₁, die im wesentlichen im Bereich des Primärinduktors auf der Außenhaut quer über den Blechstreifen und entlang der Kanten 1 α und 1 b verlaufen und im Zusammenlaufpunkt l_f der Schweißpunkt entsteht. Die Ströme, welche von einem Blechrand zum andern verlaufen, konzentrieren sich im Schweißpunkt.

Im Raum zwischen dem Primärinduktor 2 und dem kreisförmig zu einem Rohr 1 sich biegenden Blechstreifens befindet sich der Sekundärinduktor 4. Sein Abstand α zum Primärinduktor ist möglichst klein, kleiner als der Abstand b zum Blechstreifen, f/e Enden Xa und Xb des Induktors sind geschlitzt unci führen zu einer Reihe paralleler Schleifkontakte 3 a und ib. Diese Kontakte schleifen mit erheblichem Kontaktdruck auf dem Blechstreifen nahe entlang der sich gegenseitig nähernden Blechkanten ία und Ιό.

In dem Sekundi'rinduktor 4 werden vom Primärinduktor 2 ebenfalls Ströme Z₄ induziert, die über die Kontakte 3 a und 3 b konduktiv an die Blechkanten geleitet werden. Diese Ströme verlaufen zum Teil (Z₄₁) entlang der Kanten la, Schweißpunkt ic und Kante 1 b und zum Teil als Kreisstrom (Z₄₂) quer zum Blechstreifen. Diese konduktiven Ströme addieren sich entlang den Blechkanten und im Schweißpunkr zu den induktiven Strömen, die durch den Primärinduktor 2 direkt induziert werden. Es ergibt sich daraus eine Stromerhöhung und damit eine Leistungssteigerung am Schweißpunkt Ic, hervorgerufen also durch eine verbesserte, verlustärmere Übertragung der Hochfrequenzenergie vom Primärinduktor 1 auf dem Schweißpunkt Ic.

Je größer der Durchmesser des Sekundärinduktors ist, eine um so höhere Spannung wird in diesem induziert. Damit unterscheidet sich die Anordnung von einer bekannten Anordnung, wo unmittelbar der Blechoberfläche benachbart, also mit ^inem technisch noch zulässigen möglichst kleinen Abstand ein zusätzlicher Nebenschluß um das Rohr herum erreicht wird. Der Nebenschluß ist ein Sekundärinduktor, wobei aber der entsprechende Abstand b zum Rohrmantel klein ist. Im einen Fall sind nur an den Enden des Sekundärinduktors Schleifenkontakte vorhanden, die auf dem Rohr schleifen. Im andern Falle sind mehrere Schleifenkontakte entlang dem Sekundärinduktor verteilt, vorhanden. In beiden Fällen ist der Abstand b klein, der Sekundärinduktor bildet keine eigentliche spannungsindui'erte Windung, sondern er bildet ein gutleitender Nebenschluß aus Kupfer nahe hinweg über dem schlechter leitenden Rohrblech aus Eisen. Die auf der Rohroberfläche induzierten Kreisströme erhalten eine zusätzliche Strombahn, was zu einer Verringerung der Verluste führen soll. Eine Verbesserung der Übertragung vom Primärinduktor auf den .Schweißpunkt wird dadurch aber nicht erreicht.

Zu einer zusätzlichen Steigerung der Leistungsübertragung ist das Einsetzen eines magnetisierbaren Kerns in an sich bekannter Weise vorteilhaft. Dieser Kern liegt im Rohrinnern etwa im Bereich des über der Rohroberfläche angeordneten Induktoren. (In der Figur nicht gezeichnet.)

Der Primärinduktor 2 induziert in dem noch nicht zusammengeschweißten Umfangsbereich 1 d sowie im Sekundärinduktor 4 Spannungen in gleicher Phase. Diese haben in Gegenphase zum Primärinduktorstrom Z₂ entlang dem Umfangsbereich 1 d des Blechstreifens sowie im Sekundärinduktor 4, Ströme Z., und Z₄ zur Folge von unter sich gleicher Richtung. Die auf dem Blechstreifen direkt induzierten Ströme Z₁ fließen entlang der Blechkanten la und Ib und über den Schweißpunkt 1 c. Am gleichen Ort und in der gleichen Richtung, also im unterstützendem Sinn von Z., fließt über die Schleifkontakte 3 α und 3 b ein Teilstrom i₄₁ des Stromes Z₄ des Sekundärinduktors, ein anderer Teilstrom Z₄₂ über die Schleifkontakte 3a und 36 fließt direkt entlang dem Umfang des Blechstreifens, also da wo bereits der Strom Z₁ fließt. Beide Ströme Z₃ und Z₄₂ sind entgegengesetzt gerichtet, so daß als resultierender Strom im Umfangsbereich dee Blechstreifens ein Differenzstrom Z₃ — i_it fließt. Während also über die Blechkanten und dem .Schweißpunkt ein verstärkter Sum-

menstrom /₃ + i₄₁ fließt, fließt über den Nebenschluß im Umfangsbereich Id ein geschwächter Differenzstrom I₃ — /,.,. Dies hat eine Leistungssteigerung an den Blechkanten und im Schweißpunkt zur Folge, während eine Verringerung der Verluste im Nebenschluß über den Umfangsbereich des Blechstreifens eintritt. Im gesamten ergibt sich dadurch bei gegebener Generatorleistung eine erhöhte Energie am Schweißpunkt.

Durch dat> Anbringen einer Reihe paralleler Schleifkontakte am Ende des Sekundärinduktors wird die pro Kontakt übertragene Strombelastung verringert. Dadurch werden geringere Kontaktdrücke benötigt, wodurch der Verschleiß dieser Kontakte verringert wird. Es werden zweckmäßig mindestens drei Kontakte an jedem Ende angewendet. Praktisch kommen bis zu 30 und mehr Kontakte in Frage. Mit Rücksicht darauf ist es zweckmäßig, in der Achsrichtung relativ lange Induktoren anzuwenden, etwa in der Länge ihrer Durchmesser. Es ergeben sich so Kontaktbelastungen von nur etwa 10 bis 40 A, woraus sich besonders gute Kontaktgabe und damit geringst mögliche Erwärmung ergibt. Die Induktoren sind in an sich bekannter Weise wassergekühlt auszuführen. Desgleichen sind die Schleiikontakte zusätzlich mit einer Wasserkühlung zu versehen, die aber in der Zeichnung weggelassen sind.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Erhöhung der zu übertragenden Leistung beim Rohrschweißen bei einem im Schweißpunkt sich zu einem Rohr schließenden, bereits angenähert kreisförmig gebogenen in seiner Längsrichtung bewegten Blechstreifens, wo-

bei in einem Bereich vor dem Schweißpunkt ein Primärinduktor ¹Jm den Blechstreifen angeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß im Raum zwischen Primärinduktor (2) und dem kreisförmig sich schließenden Blechstreifen (1 rf)

ein Sekundärindbktor (4) angeordnet ist, dessen Abstand (α) zum Primärinduktor kleiner ist als der Abstand (b) zum Blechstreifen und daß beide Enden (4 a, 46) des Sekundärindaktors je eine Reihe paralleler Schleifkontakte (3 a, 3 b) aufwei-

ao sen, die auf dem Blechstreifen an den sich nähernden Blechkanten aufliegen.

2. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß \a einer Reihe mindestens drei parallele Schleifkontakte (3 a, 3 b) vorhanden

as sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen