DE1902543C - Anordnung zur Erhöhung der übertragbaren Leistung beim induktiven Rohrschweißen - Google Patents
Anordnung zur Erhöhung der übertragbaren Leistung beim induktiven RohrschweißenInfo
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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
lf 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 — iit 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)
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
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