DE2540474C2

DE2540474C2 - Process for lap welding of blanks and devices for the realization thereof

Info

Publication number: DE2540474C2
Application number: DE19752540474
Authority: DE
Inventors: Boris Anatolievi&ccaron; Novosibirsk Jablo&ccaron;nikov; Michail Samuilovi&ccaron; Ka&ccaron;an; Vladilen Fedorovi&ccaron; Minin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-09-11
Filing date: 1975-09-11
Publication date: 1982-11-11
Also published as: DE2540474A1

Description

~_ 2πΡΙ£ρ ~ _ 2πΡΙ £ ρ

wobeiwhereby

D mittlerer Durchmesser des verschweißten Schnitts des beweglichen Rohling., D mean diameter of the welded section of the movable blank.,

/ Schweißnahtbreite längs der Achse des beweglichen Rohlings,/ Weld seam width along the axis of the movable blank,

<5 Stärke des verschweißten Abschnitts des beweglichen Rohlings,<5 thickness of the welded section of the movable blank,

Met -.!Wichte des beweglichen Rohlings, Kapazität der Kondensatorenbatterie, Spannung an der KondensatorenbatterieMet -.! Weight of the movable blank, Capacity of the capacitor bank, voltage on the capacitor bank

Die bekannten Vorrichtungen zum Magnetimpuls-Schweißen nach dem beschriebenen Verfahren zeichnen sich durch ein einfaches Schaltbild des Starkstromkreises aus. Es besteht aus einer Kondensatorenbatterie, einem Stromschalter und einem Induktor, die über induktivitätsarme Stromzuführungen hintereinandergeschaltet sind.Draw the known devices for magnetic pulse welding according to the method described from a simple circuit diagram of the power circuit. It consists of a capacitor battery, a power switch and an inductor, which are connected in series via low-inductance power supply lines are.

Die Schwachstellen der Vorrichtungen zum Magnetimpuls-Schweißen sind die Stromschalter und insbesondere die Induktoren. In den Stromschaltern geht ein beträchtlicher Energieanteil der Kondensatorenbatterie verlcren. Sie unterliegen einer starken Abnutzung und erfordern den Einsatz von Startgeneratoren zu ihrer Betätigung. Der Induktor bildet das Arbeitswerkzeug der Vorrichtungen zum Magnetimpuls-Schweißen. Am bekanntesten sind Induktoren mit einer und mehreren Windungen sowie Induktoren mit mehreren Windungen und Magnetflußkonzentrator. Ein Induktor mit mehreren Windungen besitzt ein praktisch homogenes Magnetfeld, ist an eine einfache und preiswerte Kondensatorenbatterie leicht anzupassen, mechanisch aber am wenigsten fest. Ein Induktor mit einer Windung ist mechanisch am festesten, erfordert aber eine hochwertige und somit kostspielige Kondensatorenbatterie. Außerdem hat er seinem Wesen nach den Fehler eines geschwächten Magnetfeldes im Spaltgebiet Hin Induktor mit mehreren Windungen mit Megnetflußkonzentrator beseitigt teilweise die erwähnten Nachteile, jedoch auf Kosten zusätzlicher Energieverluste. Das Problem der Sch-.ifung eines in jeder Hinsicht vollkommenen Induktors, mit dem die Formierung von wiederholten Magnetfeldimpulsen allerhöchster Stärke erfolgen kann, ist zur Zeit noch nicht gelöst worden. Das Problem der Beständigkeit des Induktors ist dabei besonders akut.The weak points of the devices for magnetic pulse welding are the current switches and in particular the inductors. A considerable amount of energy from the capacitor battery goes into the power switches leave. They are subject to heavy wear and tear and require the use of starting generators for their purposes Activity. The inductor is the working tool of the devices for magnetic pulse welding. At the best known are inductors with one and more turns and inductors with several turns and magnetic flux concentrator. An inductor with several turns has a practically homogeneous one Magnetic field, easy to adapt to a simple and inexpensive capacitor battery, mechanically but least firm. A one-turn inductor is mechanically strongest but requires one high-quality and therefore expensive capacitor battery. Also, by nature, he has the fault a weakened magnetic field in the gap area Hin. Inductor with several turns with magnetic flux concentrator partially eliminates the disadvantages mentioned, but at the cost of additional energy losses. That Problem of creating an inductor, perfect in every respect, with which the formation of repeated magnetic field pulses of the highest strength has not yet been resolved. That The problem of the resistance of the inductor is particularly acute.

Es sind auch sclion Schweißverfahren (US· PS 58 573, DE-OS 19 15 769) bekannt, bei denen die Rohlinge vor Anlegen des Impulsmagnetfeldes mitThere are also sclion welding processes (US PS 58 573, DE-OS 19 15 769) known in which the blanks with before applying the pulse magnetic field

• Hochfrequenzströmen von einem Speziälgenerator bis zum Erweichen erwärmt werden. Die Erwärmung gestattet es, die Schweißung mit geringen Amplituden des Impulsmagnetfeldes durchzuführen, was die Lebens* dauer des Induktors erhöht. Die Erwärmung der ganzen s Metallmasse der Rohlinge erfordert jedoch einen großen Energieaufwand an Hochfrequenzenergie, und die Verwendung von Inertgasen zum Oxydationsschutz der zu verschweißenden Oberflächen und ändert das •Metallgefüge. Nach der Schweißüng ist daher ein Glühen der Fertigerzeugnisse nötig.• High frequency currents from a special generator up to be heated to soften. The heating makes it possible to weld with low amplitudes of the impulse magnetic field, which increases the service life of the inductor. The warming of the whole s However, the metal mass of the blanks requires a large amount of high-frequency energy, and the use of inert gases to protect the surfaces to be welded against oxidation and changes that • Metal structure. After the welding is therefore a Annealing of the finished products necessary.

Die bekannten Vorrichtungen zur Verwirklichung dieses Schweißverfahrens sind viel komplizierter im Vergleich zu den Vorrichtungen, die beim gewöhnlichen Magnetimpuls-Schweißen zum Einsatz gelangen. Preis- is lieh ist der Hochfrequenzgenerator mit dem Preis des Magnetimpulsteiles der Vorrichtung vergleichbar. Die Produktivität des Schweißvorganges nimmt wegen relativ langwieriger Erwärmungs- und Giühzykien beträchtlich ab, und der eigentliche Schweißvorgang wird viel kostspieliger.The known devices for implementing this welding process are much more complicated Compared to the devices that are used in ordinary magnetic pulse welding. Price is The high-frequency generator is comparable to the price of the magnetic pulse part of the device. the Productivity of the welding process decreases because of relatively lengthy heating and Giühcykien considerably, and the actual welding process becomes much more expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überlappschweißen von Rohlingen sowie Vorrichtungen zu dessen Verwirklichung zu schaffen, die durch Änderung der Erwärmungsart der Rohlinge mit elektrischem Strom größere Schweißwirtschaftlichkeit bei Rohlingen aus gleichen und unterschiedlichen Metallwerkstoffen, hohe Qualität und Gleichmäßigkeit der herzustellenden Schweißverbindungen gewährleisten. .The invention is based on the object of a method for lap welding blanks as well as devices for its realization to be created by changing the type of heating of the Blanks with electric current greater welding economy for blanks made of the same and different Metal materials, high quality and uniformity of the welded joints to be made guarantee. .

Dies wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß erreicht, durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.This is achieved according to the invention in a method of the type mentioned at the outset, by which im Claim 1 characterized features.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous further developments are characterized in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Schweißverfahren besitzt eine Wirtschaftlichkeit, die ein Fünf- bis Zehnfaches von der Wirtschaftlichkeit beim gewöhnlichen Magnetimpuls-Schweißen beträgt. Es bedarf nicht zeit- und kraftfordernder sowie aufwendiger Arbeitsgänge, wie sorgfältigen Putzens der zu verschweißenden Oberflächen. Dabei bestehen umfassende Möglichkeiten, Überlappnahtverbindungen von Rohlingen mit unterschiedlicher Struktur der Schweißzonen herzustellen, ζ .B. Schweißungen über Metallpulver- oder Lötmittelzwischenschicht (Löten) und Schweißung, die der üblichen Kondensatorschweißung ähnlich ist Von größtem praktischen Interesse ist ein Fall der Schweißung, in dem die Rohlinge mit einem mit Gas unter Unterdruck zu füllenden Spalt angeordnet sind, und die Erwärmung erfolgt mit einem etwa 10³ bis 10⁷ A starken Impulsstrom. Das Vorhandensein des Spaltes bietet die Möglichkeit, den zu verschweißenden Abschnitt des beweglichen Rohlings bis zu einer Geschwindigkeit von einigen hundert Metern je Sekunde zu beschleunigen und bei seinem Zusammenstoß mit dem unbeweglichen Rohling hohe Drücke zwischen den zu verschweißenden Oberflächen zu erzeugen. In diesem Fall durchfließt der Strom die elektrische Entladung in Gas. Die impulsförmige Stromart liefert die Möglichkeit, mit Hilfe einfacher und preiswerter Energiespeicher, von denen die Kondensatorenbatterie den geeignetsten Typ bildet, eine hohe Leistung im Impuls zu erhalten. Die hohe Leistung des Wärrneflusses, der beim Durchgang eines !eistungsstarken Impulsstromes den zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge zugeführt wird, und die beschränkte Wärmeleitfähigkeit von einigen Metallen führen zur Erwärmung nur dünner Oberflächenschichten der Rohlinge bis zum Schmelzen. Eine wichtige Tatsache, die die Herstellung einer Schweißverbindung begünstigt, bildet der den Strom begleitende Druck des magnetischen Eigenfeldes, der eine zum Quadrat der Stromdichte proportionale Größe aufweist. Der großen Amplitude des zwischen den Rohlingen fließenden Impulsstromes entspricht der hohe Druck seines magnetischen Eigenfeldes auf die elektrische Entladung im Spalt zwischen den Rohlingen. Unter dem Einfluß dieses Druckes werden ausbrennende Produkte von Verunreinigungen und Oxiden mit hoher Geschwindigkeit aus dem Spalt sowie ein Teil des Schmelzgutes von den zu verschweißenden Oberflächen entfernt.The welding method according to the invention has an economic efficiency which is five to ten times that of conventional magnetic pulse welding. There is no need for time-consuming and laborious work steps, such as careful cleaning of the surfaces to be welded. There are extensive possibilities to produce lap seam connections of blanks with different structure of the welding zones, ζ .B. Welding over a metal powder or solder intermediate layer (soldering) and welding, which is similar to the usual capacitor welding. Of greatest practical interest is a case of welding in which the blanks are arranged with a gap to be filled with gas under negative pressure and the heating is carried out with a about 10 ³ to 10 ⁷ A strong impulse current. The presence of the gap offers the possibility of accelerating the section of the movable blank to be welded up to a speed of a few hundred meters per second and of generating high pressures between the surfaces to be welded when it collides with the immovable blank. In this case, the current flows through the electrical discharge in gas. The pulsed type of current provides the possibility of using simple and inexpensive energy storage devices, of which the capacitor battery is the most suitable type, to obtain high power in the pulse. The high performance of the heat flow, which is supplied to the surfaces of the blanks to be welded when a powerful impulse current passes through, and the limited thermal conductivity of some metals lead to the heating of only thin surface layers of the blanks until they melt. An important fact that favors the creation of a welded joint is the pressure of the inherent magnetic field accompanying the current, which has a magnitude proportional to the square of the current density. The high amplitude of the pulse current flowing between the blanks corresponds to the high pressure of its own magnetic field on the electrical discharge in the gap between the blanks. Under the influence of this pressure, products of impurities and oxides that burn out are removed from the gap at high speed, as well as part of the molten material from the surfaces to be welded.

Bei dem Schweißverfahren findet also nicht nur die Erwärmung der Rohlinge vor der Schweißung, sondern auch ein wirkungsvoller Vorgangskomplex ihrer Vorbereitung statt, der in der Erwärmung nur dünner mciüiSsi.'i'in.hicn «in ueii Zu VCrSChwCiScildcn Obcrflä chen der Rohlinge bis zum Schmelzen und im Putzen dieser Oberflächen mit dem Druck des magnetischen Eigenfeldes des Impulsstromes besteht. Nachstehend wird die gemeinsame Wirkung dieser beiden Vorgänge als Aktivierung der Rohlinge oder Aktivierung der zu verschweißenden Oberflächen bezeichnetDuring the welding process, the blanks are not only heated before welding, but also an effective complex of processes for their preparation takes place, which in the warming only thins mciüiSsi.'i'in.hicn «in ueii zu VCrSChwCiScildcn surface chen the blanks until they melt and in cleaning these surfaces with the pressure of the magnetic Own field of the momentum current exists. The following is the combined effect of these two processes called activation of the blanks or activation of the surfaces to be welded

Durch die wirkungsvolle elektrothermische Aktivierung der zu verschweißenden Oberflächen mit einer Ieistungkiiarken elektrischen Entladung zwischen den Rohlingen unmittelbar vor oder während ihres Zusammenstoßes werden hohe Qualität und Gleichmäßigkeit der herzustellender·. Schweißverbindungen gewährleistet Dies bietet die Möglichkeit hochwertige Schweißverbindungen mit im Vergleich zum üblichen Magnetimpuls-Schweißen wesentlich geringeren Zusammenstoßgeschwindigkeiten der zu verschweißenden Oberflächen (100 bis 200 m/s) zu erhalten. Infolgedessen gelingt es. die Stärke des Magnetfeldes im Induktor herabzusetzen und somit das Problem der Gewährleistung seiner Lebensdauer zu lösen.Through the effective electrothermal activation of the surfaces to be welded with a powerful electrical discharge between the Blanks immediately before or during their collision will be of high quality and uniformity the ·. Welded connections guaranteed This offers the possibility of high-quality welded connections with significantly lower collision speeds compared to conventional magnetic pulse welding of the surfaces to be welded (100 to 200 m / s). As a result, it works. the strength of the magnetic field in the inductor and thus solve the problem of ensuring its service life.

Der impulsförmige, kurzzeitige Charakter der Aktivierung nur dünner Oberflächenschichten der Rohlinge läßt die Hauptmetallmasse praktisch kalt bleiben, wodurch ihr Gefüge aufrechterhalten und Bedingungen für die Bildung qualitativ neuer Gefügearten von Schweißverbindungen geschaffen werden. Dadurch gelingt es, verschiedene Metallwerkstoffe zu verschweißen, die nach den üblichen Verfahren unverschweißbar sind, oder deren Schweißung nach diesen Verfahren wenig produktiv ist.The pulsed, short-term character of the activation of only thin surface layers of the blanks allows the main metal mass to remain practically cold, thereby maintaining its structure and conditions for the formation of qualitatively new types of structure of welded joints. Through this it is possible to weld different metal materials that cannot be welded using the usual methods or the welding of which is not very productive after this process.

Die Schweißverbindungen weisen praktisch immer eine hohe Vakuumdichte auf.The welded connections practically always have a high vacuum density.

Es ist zweckmäßig, anstatt der üblichen Magnetimpulsschweißanlagen, insbesondere wenn deren Möglichkeiten erschöpft sind, Vorrichtungen einzusetzen, die das erfindungsgemäße Schweißverfahren realisieren lassen. Praktisch ermöglicht es die Schweißung von Rohlingen aus Leichtmetallen und Legierungen mit über 30 mm Durchmesser des zu verschweißenden Abschnitts des beweglichen Rohlings und über 1 mm Wandstärke. Für einen beweglichen Rohling aus Schwermetall und Legierungen sind entsprechende Abmessungen etwa 20 mm bzw. 0,5 mm. Muß eine vakuumdichte Schweißverbindung hergestellt werden, so ist das erfindungsgemäße Schweißverfahren in allen Fällen zu bevorzugen.It is useful, instead of the usual magnetic pulse welding systems, especially when their possibilities are exhausted to use devices that let the welding process according to the invention be implemented. In practice it enables welding of Blanks made of light metals and alloys with a diameter of more than 30 mm for the section to be welded of the movable blank and over 1 mm wall thickness. For a moving blank Heavy metal and alloys are corresponding dimensions about 20 mm and 0.5 mm, respectively. Must have vacuum-tight welded connection are made, the welding method according to the invention is in all of them Preferred cases.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert; es zeigtThe invention is explained below by means of exemplary embodiments with reference to the attached Drawings explained in more detail; it shows

Fig. 1 ein Schema, das das erfindungsgemäße Schweißverfahren der Rohlinge für den Fall näher erläutert, daß zwischen diesen ein Spalt vorgesehen und mit elektrisch leitendem Werkstoff gefüllt wird,Fig. 1 is a diagram that the welding process according to the invention of the blanks for the case explains that a gap is provided between these and filled with electrically conductive material,

F i g. 2 ein Schema, daß das erfiridüngsgerriäße Schweißverfahren von Rohlingen für den Fall näher erläutert, daß dem zu verschweißenden Abschnitt des beweglichen Rohlings die Form eines Kegclstumpfes gegeben und die Berührung seines Endes mit dem unbeweglichen Rohling auf dem Umfang gewährleistet wird,F i g. 2 a scheme that the erfiridüngsgerriässer Welding process of blanks explained in more detail in the event that the section to be welded of the movable blank has the shape of a truncated cone given and the contact of its end with the immovable blank on the circumference is guaranteed will,

F i g. 3 ein Schema, daß das erfindungsgemäße Schweißverfahren von Rohlingen für den Fall näher erläutert, daß zwischen den Rohlingen ein Spalt vorgesehen und mit Gas unter Unterdruck gefüllt wird, F i g. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens durch Anschluß einer aktivierenden Kondensatorenbatterie an die Rohlinge.F i g. 3 a scheme that the welding process according to the invention of blanks for the case closer explains that a gap is provided between the blanks and filled with gas under negative pressure, F i g. 4 a device according to the invention for implementing the welding process by connection an activating capacitor battery to the blanks.

F i g. 5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit einem Stromschalter im Stromkreis der aktivierenden Kondensatorenbatterie, F i g. 5 a device according to the invention for implementing the welding process with a Current switch in the circuit of the activating capacitor bank,

Fig.6 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit einem Anpassungstransformator im Stromkreis der aktivierenden Kondensatorenbatterie,6 shows a device according to the invention for implementing the welding process with a Matching transformer in the circuit of the activating capacitor bank,

Fig. 7 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit, mit dem Induktor und der Kondensatorenbatterie in Reihe geschalten Rohlingen,7 shows a device according to the invention for implementing the welding process with which Inductor and the capacitor bank in series connected blanks,

Fig.8 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit einem mit Induktor, Kondensatorenbatterie und Rohlingen in Reihe geschalteten Stromschalter,8 shows a device according to the invention for implementing the welding process with a Inductor, capacitor battery and blank current switches connected in series,

F i g. 9 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit einer zu dem Stromkreis aus hintereinandergeschaltetem Induktor und Kondensatorenbatterie parallel an die Rohlinge angeschlossenen aktivierenden Kondensatorenbatterie, Fig. 10 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit einer zu dem Stromkreis aus hintereinandergeschaltetem Induktor. Kondensatorenbatterie und Stromschalter parallel an die Rohlinge angeschlossenen aktivierenden Kondensatorenbatterie, F i g. 9 a device according to the invention for implementing the welding process with a to the circuit consisting of a series-connected inductor and capacitor battery in parallel with the blanks connected activating capacitor battery, FIG. 10 shows a device according to the invention for Realization of the welding process with an inductor connected in series to the circuit. Capacitor battery and current switch connected in parallel to the blanks activating capacitor battery,

F i g. 11 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit einer über einen Stromschalter parallel zu dem Stromkreis aus hintereinandergeschaltetem Induktor und Kondensatorenbatterie an die Rohlinge angeschlossenen aktivierenden Kondensatorenbatterie,F i g. 11 a device according to the invention for Realization of the welding process with a power switch in parallel with the circuit cascading inductor and capacitor bank connected to the blanks activating Capacitor battery,

Fig. 12 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit einer über einen Stromschalter parallel zu dem Stromkreis aus hintereinandergeschaltetem Induktor, Kondensatorenbatterie und Stromschalter an die Rohlinge angeschlossenen aktivierenden Kondensatorenbatterie,12 shows a device according to the invention for implementing the welding process with an over a current switch in parallel with the circuit consisting of a series-connected inductor, capacitor battery and power switch connected to the blanks activating capacitor battery,

Fig. 13 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit einem Spalt zwischen einem der Rohlinge und seiner induktivitätsarmen Stromzuführung vom Stromkreis, bestehend aus hintereinandergeschaltetem Induktor und Kondensatorenbatterie, 13 shows a device according to the invention for implementing the welding method with a gap between one of the blanks and its low-inductance power supply from the circuit, consisting of series-connected inductor and capacitor battery,

F i g. 14 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit Spatien zwischen beiden Rohlingen und ihren induktivitätsarmen Stromzuführungen vom Stromkreis, bestehend aus hintereinandergeschaltetem Induktor und Kondensator renbätterie,F i g. 14 a device according to the invention for implementing the welding process with spaces between the two blanks and their low-inductance power supplies from the circuit, consisting of a series-connected inductor and capacitor renbätterie,

Fig. 15 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens mit einem Trennschalter zwischen der Kondensator eribaf lerie und dem Stromkreis, bestehend aus hintereinandergeschalteten Rohlingen, Induktor und iriduktivitätsarmen Stromzuführungen.15 shows a device according to the invention for implementing the welding process with a Disconnector between the capacitor and eribaf lerie the circuit, consisting of blanks connected in series, inductor and low-iriductivity Power supply.

Bekanntlich müssen zur Herstellung einer Schweißverbindung die Metalloberflächen bis zürn Angriffsniveau der interatomaren Kräfte einander angenähert werden. Dazu kann man entweder die Erwärmung des Metalls bis zur Bildung eines gemeinsamen Schweißbades (Schmelzschweißung) oder das Aufbringen eines für plastisches Fließen der Metalle ausreichenden Druckes benutzen (Druckschweißung). Im letzteren Fall müssen die zu verschweißenden Oberflächen von Oxid- und Fettfilmen sowie einer Schicht Absorptivgase, die die freien Valenzbindungen der Oberflächenatome von Metallen füllen, sorgfältig gesäubert werden.As is well known, the metal surfaces must be up to attack level in order to produce a welded joint of the interatomic forces are brought closer together. This can be done either by heating the Metal to the formation of a common weld pool (fusion weld) or the application of a for Use plastic flow of the metals with sufficient pressure (pressure welding). In the latter case you have to the surfaces to be welded of oxide and grease films as well as a layer of absorptive gases, which the fill free valence bonds of the surface atoms of metals, be carefully cleaned.

Bei den verschiedenen Varianten des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens kann der Erwärmungs-, Putz- und Kompressionsgrad in weiten Grenzen variieren. Gemeinsam für alle Varianten des Verfahrens ist die Erwärmung der Rohlinge, die durch gleichzeitige Stromdurchleitung in Radialrichtungen zwischen den Rohlingen auf dem gesamten Umfang der Schweißverbindung erfolgt.In the different variants of the welding process according to the invention, the heating, The degree of cleaning and compression vary within wide limits. Common for all variants of the process is the heating of the blanks, which is caused by the simultaneous passage of current in radial directions between the Blanks are made on the entire circumference of the welded joint.

Dazu wird der zu verschweißende Abschnitt des beweglichen Rohlings im Induktor angeordnet, falls die Schweißung durch seine Verformung nach dem Halbmesser zur Rohlingsachse erfolgt. Erfolgt die Schweißung hingegen durch Verformung des Rohlings in Gegenrichtung, so wird der Induktor innerhalb des beweglichen Rohlings untergebracht. Die Form der Rohlinge kann sehr verschiedenartig sein. Voraussetzung für die Schweißung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Rohrform des anzuschweißenden Abschnitts des beweglichen Rohlings. In den meisten praktisch wichtigen Fällen hat er die Form eines Zylinderrohres. Das Rohr kann auch kegelförmig sein oder Ellipsen-, Quadratform usw. im Querschnitt haben. Der unbewegliche Rohling kann sowohl in Form eines Rohres als auch in Form eines Vollerzeugnisses wie Zylinder, Kegel, Boden, Pfropen u. dgl. m. ausgebildet werden. Meistenteils ist die Form seines Schnittes mit einer auf die Achse normalen Ebene der Form des analogen Schnittes des beweglichen Rohlings ähnlich, kann aber davon abweichen.For this purpose, the section of the movable blank to be welded is arranged in the inductor, if the Welding takes place through its deformation after the radius to the blank axis. If the Welding, however, by deforming the blank in the opposite direction, the inductor is inside the housed movable blank. The shape of the blanks can be very different. pre-condition for the welding according to the method according to the invention, the pipe shape of the to be welded is Section of the movable blank. In most practically important cases, it takes the form of a Cylinder tube. The tube can also be conical or elliptical, square, etc. in cross-section. The immovable blank can be in the form of a tube as well as in the form of a complete product such as Cylinders, cones, bottoms, plugs and the like can be formed. Mostly the shape of its cut is with a plane normal to the axis similar to the shape of the analogous section of the movable blank, but can deviate from it.

F i g. I zeigt das Schema, das das Schweißverfahren näher erläutert, wenn der bewegliche Rohling 1 mit einej.i Spalt »a« gegenüber dem unbeweglichen Rohling 2 angeordnet ist Der Spalt »a« ist mit irgendeinem elektrisch leitenden Werkstoff, z. B. mit einem Metallpulver, gefüllt, das sowohl mit dem Metall des Rohlings 1 als auch mit dem Metall des Rohlings 2 verschweißbar ist Der zu verschweißende Abschnitt des beweglichen Rohlings 1 findet innerhalb eines Induktors 3 Platz. Seine Verformungsrichtung verläuft nach den Halbmessern zur Achse der Rohlinge 1 und 2 hin. Über einen Stromschalter 4 ist eine Kondensatorenbatterie 5 in Reihe mit dem Induktor 3 geschaltet An die Rohlinge 1 und 2 ist ein Stromerzeuger 6 angeschlossen. Vor Beginn des Schweißzyklus werden die Rohlinge 1 und 2 auf die erforderliche Weise eingestellt, der Spalt »a« zwischen diesen mii dem geeigneten Werkstoff gefüllt und die Kondensatorenbatterie 5 bis zur Betriebsspannung aufgeladen.F i g. I shows the scheme that explains the welding process in more detail when the movable blank 1 is arranged with a gap "a" opposite the immovable blank 2. The gap "a" is made of some electrically conductive material, e.g. B. with a metal powder, which can be welded both to the metal of the blank 1 and to the metal of the blank 2. Its direction of deformation runs according to the radius towards the axis of the blanks 1 and 2. A capacitor battery 5 is connected in series with the inductor 3 via a current switch 4. A current generator 6 is connected to the blanks 1 and 2. Before the start of the welding cycle, the blanks 1 and 2 are set in the required manner, the gap "a" between them is filled with the appropriate material and the capacitor battery 5 is charged up to operating voltage.

Erfindungsgemäß wird der elektrische Strom in Form eines Impulsstromes oder eine Serie von Impulsströmen zwischen den Rohlingen 1 und 2 durchgeleitet. Mit Hilfe von einfachen technischen Mitteln gelingt es in diesen Fällen, leistungsstarke kurzzeitige Stromstöße und somit Impulse des Wärmeflusses in der Schweißzone zu erzeugen. Die aus der Schweißzone erfolgende Wärmediffusion ist praktisch immer vernaehlässigbar klein, wodurch der Wirkungsgrad ihrer Erwärmung der Rohlinge 1, 2 mit elektrischem Strom erhöht wird. Wegen der kurzzeitigen Erwärmung der Schweißzone bleibt nicht genügend Zeit, daß eine Oxydation der zu verschweißenden Oberflächen stattfindet.According to the invention, the electrical current is in the form of a pulse current or a series of pulse currents passed between the blanks 1 and 2. With the help of simple technical means it is possible to do this Cases, powerful short-term current surges and thus impulses of the heat flow in the welding zone produce. The heat diffusion from the welding zone is practically always negligibly small, whereby the efficiency of their heating of the blanks 1, 2 with electric current is increased. Because of the brief heating of the welding zone, there is not enough time for the to oxidize welding surfaces takes place.

In den meisten Fällen kann die zur Erzeugung des Impulsstromes erforderliche Energie in Energiespeiehern vorgespeichert werden, von denen Kondensatorenbatterien besonders einfach und verbreitet sind. Die Energiespeicherung im Laufe einer Zeit, die den Erwärmungszyklus hunderttausendfach überschreitet, bietet die Möglichkeit, eine sehr geringe Leistung von dem Stromnetz aufzunehmen.In most cases, the energy required to generate the impulse current can be stored in energy stores are pre-stored, of which capacitor banks are particularly simple and common. the Energy storage over a period of time that exceeds the heating cycle a hundred thousand times, offers the possibility of consuming very little power from the power grid.

Die impulsförmige Art des Erwärmungsstromes gestattet, eine praktisch wichtige Variante des Schweißverfahrens zu verwirklichen, die in der Stromdurchleitung zwischen den Rohlingen 1, 2 im Augenblick des Zusammenpressens ihrer zu verschweißenden Oberflächen besteht Wenn durch Befestigung des Stromschalters eine Entladung der Kondensatorenbatterie 5 über den Induktor 3 stattfindet, wird ein Impulsmagnetfeld in diesem erzeugt, das den zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings 1 verfomt Dies liefert z. B. die Möglichkeit, pulverförmigen elektrisch leitenden Werkstoff im Spalt »a« zwischen den Rohlingen 1, 2 vorzupressen, wobei die elektrischen Kennlinien stabilisiert und somit der Wirkungsgrad der Erwärmung mit elektrischem Strom erhöht wird.The pulsed nature of the heating current allows a practically important variant of the welding process to be implemented, which consists in the conduction of current between the blanks 1, 2 at the moment when their surfaces to be welded are pressed together , a pulse magnetic field is generated in this, which forms the portion of the blank 1 to be welded. B. the possibility of pre-pressing powdery electrically conductive material in the gap "a" between the blanks 1, 2, stabilizing the electrical characteristics and thus increasing the heating efficiency with electrical current.

Fig.2 zeigt das Schema einer Variante des Schweißverfahrens ohne Zwischenschicht aus elektrisch leitendem Werkstoff. Zu diesem Zweck wird dem zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings Γ die Form eines Kegelstumpfes gegeben, und die Berührung seines Endes auf dem Umfang mit dem unbeweglichen Rohling 2 gewährleistet. Der Rohling Γ kann sowohl außerhalb der Schweißvorrichtung als auch nach dem Einbau in diese geformt werden. Der letztere Fall ist geeigneter, weil er die Möglichkeit bietet, die Formung mit einem Impulsmagnetfeld vorzunehmen, daß im Induktor 3, in dem der zu verschweißende Abschnitt des Rohlings 1' angeordnet ist, vor der Schweißung erzeugt wird.Fig. 2 shows the scheme of a variant of the welding process without an intermediate layer made of electrical conductive material. For this purpose, the section of the blank Γ to be welded is given the shape given of a truncated cone, and the contact of its end on the circumference with the immovable blank 2 guaranteed. The blank Γ can be used both outside of the welding device and after installation in these are shaped. The latter case is more suitable because it offers the possibility of shaping with a To make a pulse magnetic field that in the inductor 3, in which the section to be welded of the blank 1 ' is arranged before the weld is generated.

Gemäß F i g. 2 ist der Stromerzeuger 6 an die in dem Ober den Stromschalter 4 von der Kondensatorenbatterie 5 gespeisten Induktor 3 untergebrachten Rohlinge 1' und 2 angeschlossen. Dadurch, daß leistungsstarke Impulsströme verwendet werden, wird an der Berührungsstelle der Rohlinge i' und 2 eine Wärmemenge ■entwickelt, die zum Schmelzen und teilweisen Verdampfen von großen Metallmengen an den Oberflächen der Rohlinge 1' und 2 ausreicht In diesem Fall hat der Erwärmungsvorgang einen hohen Druck des magnetischen Eigenfeldes des elektrischen Impulsstromes in der Erwärmungszone der Rohlinge V und 2 zur Folge. Die gemeinsame Wirkung der angegebenen Erscheinungen führt zur Entfernung von Schmelzgut aus der ursprünglichen Berührungszone der Rohlinge Γ und 2 und zum weiteren Stromdurchgang durch elektrische Entladung zwischen den Rohlingen Γ und 2. Der E-A-ärrnur.gsvorgang der Rohlinge Γ und 2 geht also in ein zweites Stadium über, das als Aktivierung der Rohlinge bezeichnet werden kann.According to FIG. 2, the power generator 6 is connected to the blanks 1 ′ and 2 accommodated in the inductor 3, which is accommodated in the inductor 3 fed by the capacitor battery 5, above the power switch 4. Because powerful pulse currents are used, an amount of heat is developed at the contact point of the blanks i 'and 2, which is sufficient for melting and partial evaporation of large amounts of metal on the surfaces of the blanks 1' and 2. In this case, the heating process has a high level Pressure of the own magnetic field of the electrical impulse current in the heating zone of the blanks V and 2 result. The joint effect of the specified phenomena leads to the removal of melt material from the original contact zone of the blanks Γ and 2 and to the further passage of current through electrical discharge between the blanks Γ and 2. The EA-annealing process of the blanks Γ and 2 goes into a second Stage over, which can be called activation of the blanks.

Bekanntlich sind elektrische Entladungen mit großer Stromstärke instabil. Sie tendieren zu einem Zusammenziehen zu einem oder mehreren Kanälen (Pinch-Effekt). It is well known that electrical discharges with large currents are unstable. They tend to contract to one or more channels (pinch effect).

Ähnliche Erscheinungen finden auch bei der Erwärmung der Rohlinge i' und 2 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren statt. Da aber im letzteren Falle nur das Endergebnis des Stromdurchganges, und zwar die Erwärmung der Rohlinge 1' und 2 von praktischem Interesse ist, so ist der Stabilitätsgrad der elektrischen Entladung nicht von ausschlaggebender Bedeutung. Experimentelle Untersuchungen zeigten, daß die mit elektrischer Entladung aktivierten Oberflächen der Rohlinge 1' und 2 mit zahlreichen Punkten erhöhter Erosion an Stellen der Stromkonzentration bedeckt sind, wobei ausreichend homogen abgebrannte Oberflä chen den Hintergrund bilden. Die aktivierte Oberfläche ist auf dem Umfang der Schweißverbindung homogen, je nach GröBe des Irnpuissiiuntcä und geometrischer Form der Rohlinge variiert ihre Breite innerhalb von 5 bis 30 mm.Similar phenomena also occur when the blanks i 'and 2 are heated according to the invention Proceedings take place. But since in the latter case only the end result of the passage of the current, namely the Heating of the blanks 1 'and 2 is of practical interest, so is the degree of stability of the electrical Discharge is not critical. Experimental studies showed that with electrical discharge activated surfaces of the blanks 1 'and 2 with numerous raised points Erosion at points of the current concentration are covered, with sufficiently homogeneous burned surface form the background. The activated surface is homogeneous on the circumference of the welded joint, depending on the size of the Irnpuissiiuntcä and geometrical Shape of the blanks, their width varies within 5 to 30 mm.

Bei der Verformung des zu verschweißenden Abschnitts des beweglichen Rohlings Γ mit einem Impulsmagnetfeld, das in dem Induktor 3 durch Zuschalten der Kondensatorenbatterie 5 mit Hilfe des Stromschalters 4 erzeugt wird, bildet sich eine Schweißverbindung aus.During the deformation of the portion to be welded of the movable blank Γ with a Pulse magnetic field generated in the inductor 3 by connecting the capacitor battery 5 with the aid of the Power switch 4 is generated, a welded connection is formed.

Ihr Gefüge ändert sich in der Breite, wenn man es von der ursprünglichen Berührungsstelle der Rohlinge Γ und 2 ab in Axialrichtung verfolgt. Zuerst ist das Gefüge der Schweißverbindung dem Gefüge ähnlich, das nach dem bekannten Kondensatorschweißverfahren gebildet wird, dann nimmt es ein spezifisches Aussehen an, das sich durch Wellen an den zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge Γ und 2 mit einer Zwischenschicht aus erstarrten Metallschmelzen zwischen diesen auszeichnetIts structure changes in width when you look at it from the original contact point of the blanks Γ and 2 ab followed in the axial direction. First is the fabric the welded joint is similar to the structure that is formed by the known capacitor welding process then it takes on a specific appearance, which is reflected in the waves to be welded Surfaces of the blanks Γ and 2 with an intermediate layer of solidified molten metal between this distinguishes

F i g. 1 zeigt das Schema des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens, bei dem der Rohling 1 mit einem Spalt a in Hinblick auf den unbeweglichen Rohling 2 angeordnet ist, der unter einem Unterdruck ι Dn 10 -' bis 10"⁶ mm Q. S. mit Gas gefüllt wird. Der zu verschweißende Abschnitt des beweglichen Rohlings 1 befindet sich in dem Induktor 3. Die Verformung dieses Abschnitts erfolgt nach den Halbmessern zur Achse der Rohlinge 1 und 2 hin. In Reihe mit dem Induktor 3 ist über den Stromschalter 4 die Kondensatorenbatterie 5 angeschlossen. An die Rohlinge 1 und 2 ist der Stromerzeuger 6 angeschlossen.F i g. 1 shows the scheme of the welding process according to the invention, in which the blank 1 is arranged with a gap a with respect to the immovable blank 2, which is filled with gas ^{under a negative pressure ι Dn 10 - 'to 10 "6 mm QS} The section of the movable blank 1 is located in the inductor 3. The deformation of this section takes place according to the radius towards the axis of the blanks 1 and 2. In series with the inductor 3, the capacitor battery 5 is connected via the current switch 4. To the blanks 1 and 2 the power generator 6 is connected.

Vor Beginn des Schweißzyklus werden die Rohlinge 1 und 2 auf die erforderliche Weise angeordnet der Spalt a zwischen ihnen unter einem Unterdruck von etwa 10-' bis 10~⁶mm Q.S. mit Gas gefüllt und die Kondensatorenbatterie 5 bis zur Betriebsspannung aufgeladen.Before the start of the welding cycle, the blanks 1 and 2 are arranged in the required manner, the gap a between them is ^{filled with gas under a negative pressure of about 10- 'to 10 ~ 6} mm QS and the capacitor battery 5 is charged to operating voltage.

Der Schweißzyklus beginnt mit dem Anlegen einer elektrischen Spannung an die Rohlinge 1 und 2 und der Initiierung einer elektrischen Entladung im Spalt a zwischen ihnen. Die unter Unterdruck in Gas erfolgende elektrische Entladung weist trotz der Notwendigkeit, zusätzliche technische Maßnahmen zu deren Gewährleistung zu treffen, wesentliche Vorteile gegenüber sonstigen Arten der elektrischen Entladungen auf.The welding cycle begins with the application of an electrical voltage to the blanks 1 and 2 and the Initiation of an electrical discharge in the gap a between them. The one taking place under negative pressure in gas electrical discharge shows despite the need to take additional technical measures to ensure it to meet, significant advantages over other types of electrical discharges.

Sie ist verhältnismäßig geräuschlos und übt auf die Rohlinge 1 und 2 sowie die Baugruppen der Schweißanlagen eine geringe gasdynamische Einwirkung aus. Die gasdynamische Einwirkung ist von derIt is relatively noiseless and exercises on the blanks 1 and 2 and the assemblies of the Welding systems have a low gas dynamic effect. The gas dynamic effect is of the

Größe OeS Gasrestdruckes im Spalt »a« abhängig. Die elektrische Entladung in Gas ist bei Unterdruck stabiler, und die Durchschlagsspannung für technologisch ;ulässige Spalte »a« zwischen den Rohlingen höher. Die letztere ist von der Form der Rohlinge und der Größe des Restdruckes im Spalt »a« abhängig. Einen zusätzlichen Vorteil der elektrischen Entladung bei Unterdruck bildet die Möglichkeit, durch eine Druckänderung nach dem bekannten »Gesetz von Paschen« diese zu initiieren.Size of OeS gas residual pressure in gap »a« depends. The electrical discharge in gas is more stable at negative pressure, and the breakdown voltage for technologically permissible gaps "a" between the blanks is higher. The latter depends on the shape of the blanks and the size of the residual pressure in gap "a". An additional advantage of the electrical discharge in the case of negative pressure is the possibility of initiating this through a pressure change according to the well-known "Paschen's law".

Die Anwendung des elektrischen Impulsstromes ermöglicht die Aktivierung der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge in der günstigsten Form. Eine Untersuchung der aktivierten Oberfläche der Rohlinge I und 2 zeigte, daß sie im Gegensatz zu der vorherigen Variante keine Inhomogenitäten aufweist. Diese Eigenschaft bleibt selbst bei einer beträchtlichen Nichtübereinstimmung der Achsen der Rohlinge 1 und 2 erhalten. Der Aktivierungsgrad der Rohlinge 1 und 2 ist von der Leistung des Stromerzeugers 6 und der Dauer des Stromdurchgsnges abhängig. In jedem konkreten Fall muß sein Optimalwert durch mehrere Probeschweißungen versuchsmäßig ausgewählt werden.The application of the electrical impulse current enables the activation of the parts to be welded The surfaces of the blanks in the most favorable shape. An examination of the activated surface of the blanks I and 2 showed that, in contrast to the previous variant, it has no inhomogeneities. This attribute remains intact even if the axes of the blanks 1 and 2 are significantly inconsistent. The degree of activation of the blanks 1 and 2 depends on the output of the power generator 6 and the duration of the Current flow dependent. In every specific case, its optimum value must be achieved through several test welds be selected on a trial basis.

Nach der Aktivierung der Rohlinge 1 und 2 wird der Stromschalter 4 eingeschaltet, und es findet die Verformung des zu verschweißenden Abschnitts des Rohlings 1 mit einem Impulsmagnetfeld, das im Induktor 3 bei einer Entladung der Kondensatorenbatterie 5 erzeugt wird, statt.After activating the blanks 1 and 2, the power switch 4 is switched on and it finds the Deformation of the portion to be welded of the blank 1 with a pulse magnetic field that is in the Inductor 3 is generated when the capacitor battery 5 discharges, instead.

Nachdem ein der Spaltgröße ja« gleicher Abstand zurückgelegt ist, erreicht jedes Element des zu verschweißenden Abschnitts des beweglichen Rohlings I eine Geschwindigkeit von etwa einigen hundert Metern je Sekunde und erzeugt dann beim Zusammenstoß mit dem unbeweglichen Rohling 2 hohe Drücke zwischen den zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1 und 2. Es sei betont daß durch die Aktivierung dieser Oberflächen die Bewegungsgesohwindigkeit des zu verschweißenden Abschnitts des beweglichen Rohlings 1 viel geringer sein kann als beim gewöhnlichen Magnetimpuls-Schweißen.After a gap size yes, "the same distance has been traveled, each element reaches the to be welded portion of the movable blank I a rate of about several hundred meters per second, and then generates the collision with the stationary blank 2 high pressures between the surfaces to be welded of the blanks 1 and 2. It should be emphasized that by activating these surfaces, the speed of movement of the portion of the movable blank 1 to be welded can be much slower than in ordinary magnetic pulse welding.

Der Zusammenstoß der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1 und 2 soll unter einem gewissen Winkel von etwa 6° zueinander gewährleistet werden, was während der Beschleunigung des zu verschweißenden Abschnitts des Rohlings 1 mit der Gewährleistung einer entsprechenden Konfiguration des Magnetfeldes längs der Achse der Rohlinge 1 und 2 fertigungstechnisch sehr gut durchführbar ist Einzelnes oder gemeinsames Vorformen der Rohlinge 1,2 ist ebenfalls durchführbar.The collision of the surfaces to be welded of the blanks 1 and 2 should under a certain amount Angle of about 6 ° to each other can be guaranteed, which occurs during the acceleration of the to be welded Section of the blank 1 with ensuring a corresponding configuration of the magnetic field along the axis of the blanks 1 and 2 is very well feasible from a manufacturing point of view or Common pre-forming of the blanks 1, 2 is also feasible.

Als Ergebnis des Zusammenstoßes der zu verschweißenden Abschnitte dei Rohlinge 1 und 2 wird eine Schweißverbindung hergestellt Ihr Gefüge bietet die Möglichkeit das erfindungsgemäße Verfahren von allen zur Zeit bekannten Schweißverfahren zu unterscheiden. Kennzeichnend ist das Vorhandensein von Wellen an den zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1 und 2 mit einer Zwischenschicht aus erstarrten Metallschmelzen zwischen diesen. Die Menge an erstarrten Schmelzen sowie die Wellenamplitude und -frequenzen kann sowohl in der Breite der Schweißverbindung als auch in Abhängigkeit von den Schweißdaten variieren. Nach diesem Verfahren gelingt es, besonders hochwertige Schweißverbindungen herzustellen. Die Vakuumdichte der Schweißverbindungen ist in einem weiten Änderungsbereich der Schweißdaten garantiert F i g. 4 zeigt das Schema einer Vorrichtung, die das erfindungsgemäße Schweißverfahren realisiert. Abgesehen von den zu verschweißenden Rohlingen 1 und 2 enthält sie den Induktor 3, der über den Stromschalter 4 an die Kondensatorenbatterie 5 angeschlossen ist.As a result of the collision of the sections to be welded of the blanks 1 and 2, a Welded connection made Your structure offers the possibility of the method according to the invention of all differentiate between currently known welding processes. It is characterized by the presence of waves the surfaces to be welded of the blanks 1 and 2 with an intermediate layer of solidified Melting metal between these. The amount of solidified melts as well as the wave amplitude and frequencies can vary both in the width of the welded joint and in dependence on the welding data vary. This process makes it possible to produce particularly high-quality welded joints. the The vacuum tightness of the welded joints is guaranteed in a wide range of changes in the welding data F i g. 4 shows the diagram of a device which realizes the welding method according to the invention. Apart from that of the blanks 1 and 2 to be welded, it contains the inductor 3, which is switched via the current switch 4 is connected to the capacitor battery 5.

Innerhalb des Induktors 3 befindet sich der zu verschweißende Abschnitt des Rohlings 1. Über induktivitälsarme Stromzuführungen f und 9 ist eine aktivierende Kondensatorenbatterie ? an die Rohlings 1 und 2 angeschlossen. Die Rohlinge 1 und 2 sind mitThe section of the blank 1 to be welded is located inside the inductor 3 Low inductivity power supply lines f and 9 is an activating capacitor battery? to the blank 1 and 2 connected. The blanks 1 and 2 are with

to einem mit Gas unter Unterdruck gefüllten Spalt »a« zueinander angeordnet Die Speiseschaltungen der Kondensatorenbatterien 5 und 7 sowie die Steuerschaltungen für derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt und werden daher nicht behandelt.to a container filled with gas under vacuum gap "a" to each other arranged, the feed circuits of the capacitors batteries 5 and 7 as well as the control circuits for such devices are well known and are therefore not dealt with.

Bei dieser Vorrichtung wird der Spalt »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 nicht nur für die Beschleunigung des zu verschweißenden Abschnitts des Rohlings i, sondern auch für die Auslösung des Entladestromes der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 benutzt. Die Durchschiagsspannung des Spanes »a« soll eiwas höher als die Betriebsspannung der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 liegen. Die letztere wird ausgehend von den Bedingungen der Gewährleistung ausreichender Größe und Dauer des elektrischen Impulsstromes ausgewählt, die für den erforderlichen Aktivierungspegel der Rohlinge nötig sind. Aus technologischen Gründen wird die Größe des Spaltes »a«\n den meisten Fällen nicht mehr als 1 bis 3 mm betragen. Daher kann sich auch seine Durchschlagsspannung selbst unter einem sehr niedrigen Gasdruck geringer als die erforderliche Betriebsspannung an der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 erweisen. Nachstehend wird »hohe Durchschlagsspannung des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen« für jene Fälle verwendet, wenn diese Spannung höher liegt als die Betriebsspannung an der Kondensatorenbatterie 7.In this device, the gap “a” between the blanks 1 and 2 is used not only to accelerate the section of the blank i to be welded, but also to trigger the discharge current of the activating capacitor battery 7. The breakdown voltage of the chip "a" should be slightly higher than the operating voltage of the activating capacitor battery 7. The latter is selected on the basis of the conditions of ensuring sufficient magnitude and duration of the electrical impulse current, which are necessary for the required activation level of the blanks. For technological reasons, the size of the gap "a" \ n will in most cases not be more than 1 to 3 mm. Therefore, its breakdown voltage can also prove to be lower than the required operating voltage at the activating capacitor battery 7, even under a very low gas pressure. In the following, "high breakdown voltage of the gap" a " between the blanks" is used for those cases when this voltage is higher than the operating voltage on the capacitor battery 7.

Entsprechend wird »niedrige Durchschlagsspannung des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen« für jene Fälle verwendet, wenn diese Spannung tiefer liegt als die Betriebsspannung an der Kcdensatorenbatterie.Accordingly, "low breakdown voltage of the gap" a " between the blanks" is used for those cases when this voltage is lower than the operating voltage on the capacitor battery.

Die in Rede stehende Schaltung gehört zum Fall einer hohen Durchschiagsspannung des Spalts »a«. Die Auslösung der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 durch die elektrische Entladung im Spalt w<·· hat folgende Vorteile: Wirkverluste an Elektroenergie werden auf das Mindestmaß herabgesetzt: es sind Stromschalter und Apparaturen für deren Steuerung entbehrlich; es besteht die Möglichkeit einer unbegrenzt hohen Schalthäufigkeit der Entladung der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7, weil die jeweils erneut anzuordnenden Rohlinge 1 und 2 die Rolle des Stromschalters spielen.The circuit in question belongs to the case of a high breakdown voltage of the gap "a". The triggering of the activating capacitor battery 7 by the electrical discharge in the gap w <·· has the following advantages: Active losses of electrical energy are reduced to a minimum: there is no need for power switches and apparatus for controlling them; there is the possibility of an unlimited switching frequency of the discharging of the activating capacitor battery 7, because the blanks 1 and 2 to be rearranged each play the role of the current switch.

In Abhängigkeit von der Art der Rohlinge, Leistung des Evakuiersystems, Güte und Vakuumdichtung der Rohlinge und Besonderheiten des vorhandenen Gases kann die Größe des Gasdruckes im Spalt »a« verschieden sein. Es ist praktisch immer zweckmäßig, mit P.a. auf dem linken Zweig der bekannten Paschenkurve zu arbeiten, wobei P die Größe des restlichen Gasdruckes im Spalt »a«-istDepending on the type of blanks, the performance of the evacuation system, the quality and vacuum seal of the blanks and the characteristics of the gas present, the size of the gas pressure in the gap "a" can be different. It is practically always advisable to work with Pa on the left branch of the known Paschen curve, where P is the magnitude of the remaining gas pressure in the gap "a"

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Nach irgendeinem bekannten Verfahren, z.B. mit einem unweit des Spaltes »a« befindlichen Zündfunken, wird eine elektrische Entladung im Spalt »a« initiiert In Form einer abklingenden Sinuskurve durchfließt der Entladestrorn der aktivierenden Konder.satorenbatterie 7 die elektrische Entladung im Spalt »a« und aktiviert die zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1The device works as follows: Using any known method, for example with an ignition spark located not far from the gap "a" , an electrical discharge is initiated in the gap "a" Gap “a” and activates the surfaces of the blanks 1 to be welded

und 2. Die Energieintensität der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 und ihre Betriebsspannung werden aufgrund der Gewährleistung des erforderlichen Aktivierungseffekts durch mehrere Probeschweißungen ausgewählt.and 2. The energy intensity of the activating capacitor battery 7 and its operating voltage are selected by several test welds on the basis of ensuring the required activation effect.

Nach der Aktivierung der Rohlinge 1 und 2 wird der Stromschalter 4 eingeschaltet, und die Kondensatorenbatterie 5 entlädt sich Ober den Induktor 3, wobei sie in diesem ein Impulsmagnetfeld erzeugt Der Druck dieses Magnetfeldes verformt den zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings I₁ indem er diesen auf einer dem Spalt »a« gleichen Strecke bis zu einer Geschwindigkeit von etwa ein paar hundert Meter je Sekunde beschleunigt. Als Ergebnis des Zusammenstoßes der zu verschweißenden Abschnitte der Rohlinge 1 und 2 bildet sich eine Schweißverbindung aus. Damit ist der Schweißzy^üs zu Ende.After activation, the blanks 1 and 2 of the current switch 4 is turned on, and the capacitors battery 5 discharges upper inductor 3, wherein it generates in this a pulse magnetic field, the pressure of this magnetic field deforms the portion to be welded of the blank I ₁ by these on a the distance equal to the gap "a" accelerated to a speed of about a few hundred meters per second. As a result of the collision of the sections of the blanks 1 and 2 to be welded together, a welded joint is formed. This is the end of the sweat cycle.

Die Auslösung des Entladestromes der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 mit Hilfe einer elektrischen Entladung im Spalt »a« und die Verwendung der Rohlinge \ und 2 als Strornschalter beträchtliche Vorzüge für die konstruktive Ausführung der induktivitätsarmen Stromzuführungen 8 und 9. Es liegt auf' der Hand, daß die geringe Induktivität des Entladekreises der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 dem elektrischen Strom eine große Amplitude gewährleistet und somit maximalen Aktivierungseffekt zur Folge hat.The triggering of the discharge current of the activating capacitor battery 7 with the help of an electrical discharge in the gap "a" and the use of the blanks \ and 2 as a current switch are considerable advantages for the design of the low-inductance power supply lines 8 and 9. It is obvious that the low inductance of the discharge circuit of the activating capacitor battery 7 ensures the electric current a large amplitude and thus has a maximum activation effect as a result.

P i g. 5 veranschaulicht das Schema einer Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens, wenn die Durchschlagsspannung des Spaltes »a« gering, dieser Spalt »a« mit elektrisch leitendem Werkstoff gefüllt ist oder die Rohlinge Γ und 2 einander berühren.P i g. 5 illustrates the scheme of a device for implementing the welding process when the breakdown voltage of the gap "a" is low, this gap "a" is filled with electrically conductive material or the blanks Γ and 2 touch one another.

An die Rohlinge 1, Γ und 2 ist die aktivierende Kondensatorenbatterie 7 mit Hilfe der induktivitätsarmen Stromzuführungen 8 und β über einen in Reihe geschalteten Stromschalter 10 angeschlossen. Bei dieser Vorrichtung ist die Betriebsspannung der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 niedriger als die Durchschlagsspannung des Stromschalters 10. Die Durchschlagsspannung des Spaltes »a« kann dabei sehr gering sein, oder der Spalt geschlossen.The activating capacitor battery 7 is connected to the blanks 1, Γ and 2 with the aid of the low-inductance power supply lines 8 and β via a series-connected power switch 10. In this device, the operating voltage of the activating capacitor battery 7 is lower than the breakdown voltage of the current switch 10. The breakdown voltage of the gap "a" can be very low, or the gap can be closed.

Diese Vorrichtung gewährleistet umfassende Regelmöglichkeiten der Schweißdaten.This device guarantees extensive control options for the welding data.

Das Einschalten der Stromschalter 4 und 10 kann von sehr unterschiedlicher Dauer sein. Genauso wie die Betriebsspannungen an den Kondensatorenbatterien 5 und 7 wird die Einschaltzeit in jedem konkreten Fall durch Probeschweißungen versuchsmäßig ausgewählt. Die Schweißbedingungen können in zwei Gruppen eingeteilt werden: die erste, wenn zuerst der Stromschalter 10 im Stromkreis der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 eingeschaltet wird, und die zweite, wenn zuerst der Stromschalter 4 im Stromkreis der Kondensatorenbatterie 5 eingeschaltet wird, die ein Impulsmagnetfeld im Induktor 3 erzeugt. Naturgemäß können zwischen diesen Gruppen der Schweißbedingungen Fälle vorkommen, bei denen die Stromschalter 4 und 10 gleichzeitig eingeschaltet werden.The switching on of the power switches 4 and 10 can be of very different duration. Just like that Operating voltages at the capacitor batteries 5 and 7 will be the switch-on time in each specific case selected by trial welding. The welding conditions can be divided into two groups be divided: the first, if first the current switch 10 in the circuit of the activating capacitor bank 7 is switched on, and the second when the power switch 4 in the circuit of the first Capacitor battery 5 is switched on, which generates a pulse magnetic field in the inductor 3. Naturally There may be cases between these groups of welding conditions in which the current switches 4 and 10 are switched on at the same time.

Die Schweißbedingungen der ersten Gruppe beginnen mit dem Einschalten des Stromschaiters 10, wodurch die aktivierende Kondensatorenbatterie 7 zwischen den Rohlingen Ij Γ und 2 entladen und als Folge davon die zu verschweißenden Oberflächen an der betreffenden Stelle erwärmt oder aktiviert werden. In einer versuchsmäßig ausgewählten optimalen Zeitspanne wird der Stromschalter 4 eingeschaltet, und die Kondensatorenbatterie 5 beginnt sich über den Induktor 3 zu entladen, wobei sie in diesem ein Impulsmagnetfeld erzeugt Der Druck dieses Feldes verformt den zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings 1, 1' bis zum Zusammenpressen der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1,1' und 2 miteinander oder über den elektrisch leitenden Werkstoff dazwischen.The welding conditions of the first group start when the switch 10 is switched on, whereby the activating capacitor battery 7 between the blanks Ij Γ and 2 discharged and as As a result, the surfaces to be welded are heated or activated at the relevant point. The power switch 4 is switched on in an optimal time span selected by experiment, and the Capacitor battery 5 begins to discharge through inductor 3, whereby it is in this one Impulse magnetic field generated The pressure of this field deforms the section of the to be welded The blanks 1, 1 'until the surfaces of the blanks 1, 1' and 2 to be welded are pressed together with each other or via the electrically conductive material in between.

Die Schweißbedingungen der zweiten Gruppe beginnen mit dem Einschalten des Stromschalters 4, wodurch sich die Kondensatorenbatterie 5 auf den Induktor 3The welding conditions of the second group start when the power switch 4 is turned on, whereby the capacitor battery 5 on the inductor 3

to entlädt, indem sie in diesem ein Impulsmagnetfeld erzeugt Der Druck dieses Feldes verformt den zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings 1,1' wobei er die Durchschlagsspannung des Spaltes »a«, die Kennlinien des diesen Spalt füllenden elektrisch leitendento discharges by generating an impulse magnetic field in it. The pressure of this field deforms the section of the blank 1,1 'to be welded, thereby reducing the breakdown voltage of the gap "a", the characteristics of the electrically conductive one filling this gap

Werkstoffs oder den Wirkwiderstand des Übergangskontakts zwischen den Rohlingen Γ und 2 ändert In einem durch Probeschweißungen versuchsmäßig ausgewählten Zeitpunkt wird der Stromschalter 10 eingeschaltet, und die aktivierende Kodensatorenbatterie 7 entlädt sich über das zwischen den Rohlingen 1,1' und 2 befindliche Medium, '.vobsi sie dis Schweißzonc erwärmt oder aktiviert Bei der Weiterbewegung des zu verschweißenden Abschnitts des Rohlings 1,1' findet das Zusammenpressen bzw. der Zusammenstoß der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1, Γ und 2 statt wodurch die Schweißung erfolgtMaterial or the effective resistance of the transition contact between the blanks Γ and 2 changes In The current switch 10 is switched on at a point in time selected experimentally by test welds, and the activating capacitor battery 7 discharges via the between the blanks 1, 1 'and 2 located medium, '.vobsi sie dis welding zone warmed up or activated when moving the to The welding portion of the blank 1,1 'is pressed together or collided with welding surfaces of the blanks 1, Γ and 2 instead of whereby the weld takes place

Das simultane Einschalten der Stromschalter 4 und 10 kann nur formell einen Sonderfall bilden, weil im Zusammenhang mit der Notwendigkeit den zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings 1, Γ um einen gewissen Abstand zwecks Gewährleistung des Zusammenpreß- oder Zusammenstoßeffekts der zu verschweißenden Oberflächen zu verschieben, die Erwärmung bzw. die Aktivierung immer etwas früher vor sich gehen sollte.The simultaneous switching on of the power switches 4 and 10 can only formally form a special case, because im In connection with the need to weld the section of the blank 1, Γ around a certain distance in order to ensure the compression or collision effect of the to be welded To move surfaces, the warming or the activation always take place a little earlier should.

F i g. 6 zeigt das Schema einer anderen Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens, falls die Durchschlagsspannung des Spaltes »a« gering, dieser Spalt mit elektrisch leitendem Werkstoff gefüllt ist oder die Rohlinge Γ und 2 einander berühren. Ein Unterscheidungsmerkmal der betreffenden Vorrichtung ist der Einsatz eines Impulsanpassungstransformators zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Erwärmung oder der Aktivierung der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1, Γ und 2.F i g. 6 shows the diagram of another device for implementing the welding process if the breakdown voltage of the gap "a" is low, this gap is filled with electrically conductive material or the blanks Γ and 2 touch one another. A distinguishing feature of the device in question is the use of a pulse matching transformer to increase the efficiency of the heating or the activation of the surfaces of the blanks 1, Γ and 2 to be welded.

Mit Hilfe der induktivitätsarmen Stromzuführungen 8 und 9 ist die Niederspannungswicklung 12 eines Impulsanpassungstransformators an die Rohlinge 1, Γ und 2 angeschlossen. Die Hochspannungswicklung 11 dieses Transformators steht über den Stromschalter 10 mit der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 in VerbindungWith the aid of the low-inductance power supply lines 8 and 9, the low-voltage winding 12 is one Pulse matching transformer connected to blanks 1, Γ and 2. The high voltage winding 11 this transformer is connected to the activating capacitor battery 7 via the current switch 10 link

Die .Schweißbedingungen der ersten Gruppe beginnen mit dem Einschalten des Stromschalters 10.The welding conditions of the first group begin when the current switch 10 is switched on.

wodurch die aktivierende Kondensatorenbatterie 7 sich auf die Hochspannungswicklung Γ des Impulsanpassungstransformators entlädt. Der dabei entstehende Magnetfluß durchsetzt die Niederspannungswicklung 12 des Impulsanpassungstransformators, und im Ergebnis wird eine elektrische Spannung induziert, die an die Rohlinge Γ und 2 angelegt wird. Dadurch beginnt der elektrische Strom zwischen diesen zu fließen. Wird der Spalt »a« mit Gas unter Unterdruck gefüllt, so wird die Durchschlagsspannung dieses Spaltes geringer sein als die in der Niederspannungswicklung 12 des Impulsanpassungstransformators induzierte Spannung. Der elektrische Strom erwärmt oder aktiviert die zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1,1' und 2.whereby the activating capacitor battery 7 is discharged onto the high-voltage winding Γ of the pulse matching transformer. The resulting magnetic flux passes through the low-voltage winding 12 of the pulse matching transformer, and as a result, an electrical voltage is induced, which is applied to the blanks Γ and 2. This causes the electric current to flow between them. If the gap "a" is filled with gas under negative pressure, the breakdown voltage of this gap will be lower than the voltage induced in the low-voltage winding 12 of the pulse matching transformer. The electric current heats or activates the surfaces of the blanks 1, 1 'and 2 to be welded.

1010

1515th

2020th

Die Verwendung des Irnpulstransformators bietet die Möglichkeit, den geringen Wirkwiderstand des Spaltes »s« zwischen den Rohlingen I₁ 1' und 2 an die Kenngrößen des Stromkreises der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 anzupassen. Den optimalen Anpassungszustand, der der Höchstleistung entspricht, die im Wirkwiderstand des Spaltes »a« ausgelöst wird, stellt der Fail dar, wennThe use of the impulse transformer offers the possibility of adapting the low effective resistance of the gap "s" between the blanks I ₁ 1 'and 2 to the characteristics of the circuit of the activating capacitor battery 7. The optimal state of adaptation, which corresponds to the maximum power that is triggered in the effective resistance of the gap "a" , is represented by the fail, if

^{r = 2}Vt ^{r = 2} Vt

ist, wobei R Widerstand des Spaltes »a«, reduziert auf die Primärwicklung 11 des Impulsanpassungstransformators, L Induktivität des Stromkreises und C Kapazität der Kondensatorenbatterie 7 sind. Durch die Anpassung gelingt es, einen viel höheren Anteil der in der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 gespeicherten Energie auf die zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1, Γ und 2 zu übertragen.where R is the resistance of the gap "a", reduced to the primary winding 11 of the pulse matching transformer, L is the inductance of the circuit and C is the capacitance of the capacitor battery 7. The adaptation makes it possible to transfer a much higher proportion of the energy stored in the activating capacitor battery 7 to the surfaces of the blanks 1, Γ and 2 to be welded.

Nach der Erwärmung {Aktivierung) dieser Oberflächen wird der Stromschalter 4 in einem versuchsmäßig ausgewählten optimaien Zeitabschnitt eingeschaltet, und die Kondensatorenbatterie 5 beginnt sich über den Induktor 3 zu entladen, wobei sie in diesem ein Inipulsmagnetfeld erzeugt. Der Druck dieses Feldes verformt den zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings 1, 1' bis zum Zusammenpressen der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1, Γ und 2 miteinander oder über den intermediären elektrisch leitenden Werkstoff.After the heating {activation) of these surfaces the power switch 4 is switched on in an experimentally selected optimal time period, and the capacitor battery 5 begins to discharge through the inductor 3, whereby they are in this one Inipulse magnetic field generated. The pressure of this field deforms the section of the to be welded Blanks 1, 1 'until the surfaces to be welded of blanks 1, Γ and 2 are pressed together with each other or via the intermediate electrically conductive material.

Die Schweißbedingungen der zweiten Gruppe beginnen mit dem Einschalten des Stromschalters 4, wodurch die Kondensatorenbatterie 5 sich über den Induktor 3 entlädt, und in diesem ein Impulsmagnetfeld erzeugt Der Druck dieses Feldes verformt den zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings 1, Γ. wobei er die Durchschlagsspannung des Spaltes »a«. die Kennlinien des diesen Spalt füllenden elektrisch leitenden Werkstoffs oder den Wirkwiderstand des Übergangskontakts zv< ischen den Rohlingen 1' und 2 ändert. Zu einem durch Probeschweißungen versuchsmäßig ausgewählten Zeitpunkt wird der .Stromschalter 10 eingeschaltet, und die aktivierende Kondensatorenbatterie 7 entlädt sich über din Hochspannungswicklung 11 des Impulsanpassungs-".ransformators. Die Energie dieser Batterie wird auf induktivem Wege auf die an die Niederspannungswicklung 12 des Impulsanpassungstransformators angeschlossenen Rohlinge 1, Γ und 2 übertragen. Auf diese Weise werden die zu verschweißenden Rohlinge 1, Γ und 2 erwärmt oder aktiviert. Bei der Weiterbewegung des zu verschweißenden Abschnitts des beweglichen Rohlings 1, Γ findet das Zusammenpressen bzw. der Zusammenstoß der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1, 1' und 2 statt, wodurch eine Schweißverbindung entsteht.The welding conditions of the second group begin when the current switch 4 is switched on, as a result of which the capacitor battery 5 is discharged via the inductor 3, and in this a pulse magnetic field is generated. The pressure of this field deforms the section of the blank 1 to be welded, Γ. where he is the breakdown voltage of the gap "a". the characteristics of the electrically conductive material filling this gap or the effective resistance of the transition contact between the blanks 1 'and 2 changes. At a time selected experimentally by test welds, the power switch 10 is switched on and the activating capacitor battery 7 is discharged via the high-voltage winding 11 of the pulse-matching transformer. The energy of this battery is inductively transferred to the blanks connected to the low-voltage winding 12 of the pulse-matching transformer 1, Γ and 2. In this way, the blanks 1, Γ and 2 to be welded are heated or activated 1, 1 'and 2 instead, creating a welded joint.

Der Impulstransformator muß einer Spannung von etwa ein paar Dutzend Kilovolt zwischen den Wicklungen standhalten, mechanisch fest sein, um Kräfte wegen des Durchganges von Strömen zwischen 10* und 10⁷A in den Wicklungen auszuhalten, und geringe Streuinduktivität aufweisen. Letzteres ist für die Herabsetzung der Energieverluste im eigentlichen Transformator nötig.The pulse transformer must withstand a voltage of about a few dozen kilovolts between the windings, be mechanically strong to withstand forces due to the passage of currents between 10 * and 10 ⁷ A in the windings, and have a low leakage inductance. The latter is necessary to reduce the energy losses in the actual transformer.

Fig.7 veranschaulicht das Schema einer weiteren Vorrichtung zur Verwirklichung des erfindungsgemäßeh Schweißverfahreiis, für den Fall, daß die Durchsclhlagsspannung des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 hoch ist Ein Unterscheidungsmerkmal dieser Vorrichtung bildet der Anschluß des Induktors 3, in dem sich der zu verschweißende Abschnitt des Rohlings 1 befindet, und der Kondensatorenbatterie 5, die in Reihe geschaltet sind, über die induktivitätsarmen Stromzuführungen 8 und 9 an die Rohlinge 1 und 2. Auf diese Weise wird die Kondensatorenbatterie 5 sowohl für die Erzeugung des Impulsmagnetfeldes im Induktor 3 als auch für die Aktivierung der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1 und 2 benutzt wird.7 illustrates the scheme of a further device for implementing the welding process according to the invention, for the case that the breakdown voltage of the gap "a" between the blanks 1 and 2 is high To be welded section of the blank 1 is, and the capacitor battery 5, which are connected in series, via the low-inductance power supply lines 8 and 9 to the blanks 1 and 2. In this way, the capacitor battery 5 is both for the generation of the pulse magnetic field in the inductor 3 and is also used for activating the surfaces of the blanks 1 and 2 to be welded.

Durch die Verwertung der Energie des den Induktor 3 durchfließenden elektrischen Stromes zur Aktivierung der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1 und 2 zeichnet sich die betreffende Vorrichtung durch außerordentliche konstruktive Einfachheit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit aus. Die Steuerung des Schweißzyklus ist äußerst leicht, weil keine Synchronisiermittel nötig sind.By utilizing the energy of the electrical current flowing through the inductor 3 for activation the surfaces of the blanks 1 and 2 to be welded are characterized by the device in question extraordinary constructive simplicity, reliability and economy. The control of the The welding cycle is extremely easy because no synchronizing means are required.

Der Schweißzyklus beginnt mit der Initiierung der elektrischen Entladung zwischen den Rohlingen 1 und 2 nach irgendeinem bekannten Verfahren, z. B. mit einem Zündfunken. Der im Stromkreis fließende Strom erzeugt, einerseits, ein Impulsmagnetfeld im Induktor 3, das den zu verschweißenden Abschnitt oes Rohlings 1 verformt, und aktiviert andererseits, die zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1 und 2. Die Zyklen der Aktivierung und des anschließenden Zusammenstoßes der Oberflächen werden in der notwendigen Reihenfolge selbsttätig synchronisiert, weil der gesamte Vorgang von ein und derselben Gasentladung gesteuert wird. Der Zusammenstoß der Rohlinge, der ihre Schweißung mit sich bringt, wird immer verzögert in Hinblick auf den Anfang des Stromdurchganges im Stromkreis erfolgen. Für einen besonders wirkungsvollen Betriebszustand der Vorrichtung sollen ihre Hauptkenndaten entsprechend dem folgenden Ausdruck, der Versuchs- und Berechnungswerte enthält, ausgewählt werden:The welding cycle begins with the initiation of the electrical discharge between blanks 1 and 2 by any known method, e.g. B. with a Spark. The current flowing in the circuit generates, on the one hand, a pulse magnetic field in the inductor 3, which deforms the portion to be welded oes blank 1, and on the other hand activates the to be welded Surfaces of blanks 1 and 2. The cycles of activation and subsequent collision of the surfaces are automatically synchronized in the necessary sequence because the entire Process is controlled by one and the same gas discharge. The clash of the blanks, theirs Welding brings with it, is always delayed with regard to the beginning of the current passage in the Circuit done. For a particularly effective operating state of the device, their Main characteristics according to the following expression, which contains test and calculation values, to be selected:

C₀ C ₀

wobei U Induktivität des Induktors, b geometrische Abmessung, die die Stromverteilung im System Induktor — Rohling 1 kennzeichnet, ρ Metalldichte des beweglichen Rohlings 1, ό Wandstärke des beweglichen Rohlings 1. v_c Geschwindigkeit des zu verschweißenden Abschnitts des beweglichen Rohlings 1, die für die Herstellung einer Schweißverbindung be' dem vorliegenden Schweißverfahren erforderlich ist (für konkrete Metallpaare wird sie versuchsmäßig ermittelt). Ca Kapazität der Kondensatorenbatterie 5, a Betriebsspannung an der Kondensatorenbatterie 5, ε Spalt zwischen den Rohlingen 1 und 2, η Windungszahl des Induktors 3 und μο-magnetische Vakuumkonstante sind.where U inductance of the inductor, b geometric dimension that characterizes the current distribution in the inductor - blank 1 system, ρ metal density of the movable blank 1, ό wall thickness of the movable blank 1.v _c speed of the section of the movable blank 1 to be welded, which is for the Production of a welded joint is necessary for the present welding process (for specific metal pairs it is determined by way of experiment). Ca capacity of the capacitor battery 5, a operating voltage on the capacitor battery 5, ε gap between the blanks 1 and 2, η number of turns of the inductor 3 and μο-magnetic vacuum constant.

Es sei betont, daß Induktoren mit einer Windung vorzugsweise für die Schweißung von Rohlingen 1 und 2 mit relativ großen Abmessungen (mit über 20 bis 30 mm Durchmesser) und bei verhältnismäßig geringer Durchschlagsspannung des technologisch zulässigen Spaltes zwischen den Rohlingen 1 und 2 (üblicherweise etwa 3 bis 5 kV/rnm) in den meisten praktischen Fällen verwendet werden müssen. Unter den bekannten tnduktortypen weisen diese Induktoren die Mindestinduktivität auf. Außerdem sind sie mechanisch fest und fertigungsgerecht herstellbar.It should be emphasized that inductors with one turn preferably for welding blanks 1 and 2 with relatively large dimensions (with over 20 to 30 mm Diameter) and with a relatively low breakdown voltage of the technologically permissible gap between blanks 1 and 2 (usually around 3 to 5 kV / rnm) in most practical cases must be used. Among the known types of inductors, these inductors have the minimum inductance on. In addition, they are mechanically strong and can be manufactured for production.

F i g. 8 zeigt das Schema einer anderen Vorrichtung ZUf Verwirklichung des Schweißverfahrens, wenn dieF i g. 8 shows the diagram of another device ZUf implementation of the welding process when the

Durchschlagsspannung des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 gering ist, dieser Spalt mit elektrisch leitendem Werkstoff gefüllt ist oder die Rohlinge 1 und 2 einander berühren. Ein Unterscheidungsmerkmal dieser Vorrichtung bildet die EinschaJ'ung des Stromschalters 4 zwischen der induktivitätsarmen Stromzuführung 8 und der Ausleitung des mit der Kondensatorenbatterie 5 in Reihe geschalteten Induktors 3. Dieser Stromschalter 4 kann auch zwischen dem Induktor 3 und der Kondensatorenbatterie 5 oder zwischen der Kondensatorenbatterie 5 und der induktivitätsarmen Stromzuführung 9 angeordnet werden.The breakdown voltage of the gap "a" between the blanks 1 and 2 is low, this gap is filled with electrically conductive material or the blanks 1 and 2 are touching each other. A distinguishing feature of this device is the insertion of the current switch 4 between the low-inductance power supply 8 and the output of the inductor 3 connected in series with the capacitor battery 5. This current switch 4 can also be between the inductor 3 and the capacitor battery 5 or between the capacitor battery 5 and the low-inductance power supply 9 can be arranged.

Die Schweißung beginnt mit dem Einschalten des Stromschalters 4, wodurch der elektrische Entladestrom der Kcndensatorenbatterie 5 durch den Induktor 3 und zwischen den zu verschweißenden Abschnitten der Rohlinge 1,1' und 2 zu fließen beginntThe welding begins when the power switch 4 is turned on, which causes the electrical discharge current of the capacitor battery 5 through the inductor 3 and between the sections to be welded Blanks 1,1 'and 2 begins to flow

Die mit Hilfe dieser Vorrichtung erfolgende Schweißung hat zwei kennzeichnende Schweißbedingungen, die von der Mfiiumart zwischen den Rohlingen 1, Γ und 2 abhängig s;nd.The welding carried out with the aid of this device has two characteristic welding conditions, which depends on the type of material between the blanks 1, Γ and 2.

Die erste Schweißbedingung ist gegeben, wenn der Spalt «art zwischen den Rohlingen 1 und 2 mit elektrisch leitendem Werkstoff gefüllt oder wenn ein Kontakt mit einem relativ hohen Übergangswirkwiderstand zwischen den Rohlingen 1 und 2 vorhanden ist In diesen Fällen geht praktisch immer nur die· Erwärmung der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1,1' und 2 vor sich, die nicht bis zum Aktivierungsstadium kommt Gleichzeitig mit der Erwärmung der zu verschweißenden Oberflächen findet ihr Zusammenpressen als Ergebnis der Verformung des zu verschweißenden Abschnitts des Rohlings 1, Γ · -it dem Druck des Impulsmagnetfeldes statt djs im Induktor 3 erzeugt wird. Auf diese Weise kommt die e ite Schweißbedingung der Rohlinge 1, Γ und 2 zustande.The first welding condition is given when the type of gap between blanks 1 and 2 is electrical conductive material filled or if a contact with a relatively high transition resistance between the blanks 1 and 2 is present. In these cases, only the heating is practically always possible Welding surfaces of the blanks 1, 1 'and 2 in front of it, which does not come to the activation stage Simultaneously with the heating of the surfaces to be welded, they are pressed together as Result of the deformation of the section to be welded of the blank 1, Γ · -with the pressure of the Pulse magnetic field is generated in the inductor 3 instead of djs. In this way comes the one welding condition of the blanks 1, Γ and 2.

Die zweite Schweißbedingung ist beim Füllen des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 mit Gas unter gesenktem Druck gegeben. In diesem Fall schlägt die mit der gesamten Betriebsspannung an der Kondensatorenbatterie 5 gleiche, an den Spalt »a« angelegte Spannung nach dem Einschalten des Stromschalters 4 diesen Spalt durch.The second welding condition is when the gap "a" between the blanks 1 and 2 is filled with gas under reduced pressure. In this case, the voltage applied to the gap “a”, which is the same as the entire operating voltage on the capacitor battery 5, breaks through this gap after the current switch 4 has been switched on.

Der nach dem Durchschlag im Spalt »a« fließende elektrische Strom führt die Aktivierung der zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1 und 2 durch. Gleichzeitig wird der zu verschweißende Abschnitt des Rohlings 1 auf einer der Spaltgröße »a« gleichen Strecke bis zu einer Geschwindigkeit von etwa ein paar Hundert Meter je Sekunde beschleunigt. Beim Zusammenstoß dieses Abschnitts mit dem zu verschwc
ßenden Abschnitt des unbeweglichen Rohlings 2 bildet sich eine Schweißverbindung aus. The electrical current flowing in gap "a" after the breakdown activates the surfaces of blanks 1 and 2 to be welded. At the same time, the section of the blank 1 to be welded is accelerated on a distance equal to the gap size "a" up to a speed of about a few hundred meters per second. When this section collides with the too blurred
At the end of the immovable blank 2, a welded joint is formed.

Die Verwendung des Stromschalters 4 bietet die Möglichkeit, die Betriebsspannung an der Kondensatorenbittene 5 zn erhöhen. Mit einer gleichbleibenden Größe der in dieser Batterie zu speichernden Energie kann also ihre Kapazität vermindert werden. Auf diese Weise gelingt es, die Stromfrequenz im Induktor 3 zu erhöhen, was für den Fall notwendig ist, wenn der Rohling 1 aus Werkstoffen mit relativ geringer Leitfähigkeit z. B. aus nichtrostendem Stahl gefertigt ist Auf dieselbe Weise gelingt es, eine ausreichend hohe Frequenz des elektrischen Stromes im Induktor 3 bei großen Durchmessern der Rohlinge 1 und 2 aufrechtzu erhalten, d. h. wenn die induktivität einer Konstruktion mit nur einer Windung des Induktors groß wird.The use of the current switch 4 offers the possibility of adjusting the operating voltage at the capacitors Increase 5 zn. With a constant amount of energy to be stored in this battery so their capacity can be reduced. In this way it is possible to increase the current frequency in the inductor 3 increase, which is necessary for the case when the blank 1 is made of materials with relatively less Conductivity z. B. is made of stainless steel In the same way it is possible to achieve a sufficiently high frequency of the electric current in the inductor 3 to maintain large diameters of blanks 1 and 2, d. H. if the inductance of a construction becomes large with just one turn of the inductor.

Fig.9 veranschaulicht das Schema einer weiteren Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens, wenn die Durchschlagsspannung des Spaltes na« zwischen den Rohlingen 1 und 2 hoch ist Ein Unterscheidungsmerkmal dieser Vorrichtung bildet der Anschluß der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 an die: induktivitätsarmen Stromzuführungen 8 und 9 an deren Berührungsstelle mit dem Induktor 3 und der Kondensatorenbatterie 5, die in Reihe geschaltet sind. Die zweiten Kontakte der induktivitätsarmen Sfomzuführungen 8 und 9 sind an die Rohlinge 1 und 2 angeschlossen.9 illustrates the schematic of another apparatus for implementing the welding method, when the breakdown voltage of the gap na "between the blanks 1 and 2 is high A distinguishing feature of this device forms the connection of the activated capacitors battery 7 to the: inductance power supply lines 8 and 9 at their Contact point with the inductor 3 and the capacitor battery 5, which are connected in series. The second contacts of the low-inductance Sfomzuführungen 8 and 9 are connected to the blanks 1 and 2.

Der Schweißzyklus beginnt mit der Initiierung einer elektrischen Entladung zwischen den Rohlingen 1 und 2 nach irgendeinem bekannten Verfahren, z. B. mit einem Zündfunken. Die beiden Kondensatorenbatterien 5 und 7 entladen sich über ein und dieselbe elektrische Entladung. Dabei erzeugt der Entladestrom der Kondensatorenbatterie 5, der den Induktor 3 durchfließt, im letzteren ein Impulsmagnetfeld. Der Druck dieses Feldes verformt den zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings 1 und beschleunigt diesen auf einer der Spaltgröße »a« gleichen Strecke beim Zusammenstoß der zu verschweißenden Abschnitt der Rohlinge 1 und 2 bis zu einer Geschwindigkeit von etwa ein paar hundert Metern je Sekunde.The welding cycle begins with the initiation of an electrical discharge between blanks 1 and 2 by any known method, e.g. B. with an ignition spark. The two capacitor batteries 5 and 7 discharge via one and the same electrical discharge. The discharge current of the capacitor battery 5, which flows through the inductor 3, generates a pulse magnetic field in the latter. The pressure of this field deforms the section of the blank 1 to be welded and accelerates it on a distance equal to the gap size "a" when the sections of the blanks 1 and 2 to be welded collide up to a speed of about a few hundred meters per second.

Wie aus der Schaltung hervorgeht führen die Aktivierung der Rohlinge zwei in der elektrischen Entladung parallel fließende Ströme durch. Da die Induktivität des Entladekreises der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 viel geringer ist als die der Kondensatorenbatterie 5, so wird der elektrische Strom von der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 mit vergleichbaren Größen der in diesen Batterien zu speichernden Energien viel größer sein. Es ist also möglich, durch die Anpassung der Kapazitäten der Kondensatorenbatterien 5 und 7 den Aktivierungsgrad der Rohlinge 1 und 2 und deren Zusammenstoßgeschwindigkeit zu regeln. Als Ergebnis gelingt es, mit Hilfe von einfachen technischen Mitieln die Regelmöglichkeiten der Vorrichtung wesentlich ^α erweitern.As can be seen from the circuit, the activation of the blanks is carried out by two currents flowing in parallel in the electrical discharge. Since the inductance of the discharge circuit of the activating capacitor battery 7 is much lower than that of the capacitor battery 5, the electrical current from the activating capacitor battery 7 will be much greater with comparable sizes of the energies to be stored in these batteries. It is therefore possible, by adapting the capacities of the capacitor batteries 5 and 7, to regulate the degree of activation of the blanks 1 and 2 and their collision speed. As a result, it is possible to expand significantly ^ α the control possibilities of the device with the help of simple technical Mitieln.

Fig. 10 veranschaulicht das Schema einer weiteren Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens, wenn die Durchschlagsspannung des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 hoch ist. Ein Unterscheidungsmerkmal dieser Vorrichtung bildet das Schalten des Stromschalters 4 in Reihe mit dem Induktor 3 und der Kondensatorenbatterie 5. Dieser Reihenstromkreis hat Kontakte zu den induktivitätsarmen Stromzuführung 8 und 9. die zu den Rohlingen 1 und 2 führen. An dieselben Kontakte ist die aktivierende Kondensatorenbatterie 7 angeschlossen.Fig. 10 illustrates the scheme of a further device for implementing the welding process when the breakdown voltage of the gap "a" between the blanks 1 and 2 is high. A distinguishing feature of this device is the switching of the current switch 4 in series with the inductor 3 and the capacitor battery 5. This series circuit has contacts to the low-inductance power supply lines 8 and 9, which lead to the blanks 1 and 2. The activating capacitor battery 7 is connected to the same contacts.

Im vorliegenden Fall kann die Betreibsspannung der Kondensatorenbatterie 5 viel höher sein als die der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7.In the present case, the operating voltage of the capacitor battery 5 can be much higher than that of the activating capacitor battery 7.

Der Schweißzyklus beginnt mit der Initiierung einer elektrischen Entladung zwischen den Rohlingen 1 und 2 nach irgendeinem bekannten Verfahren, z. B. mit einem Zündfunken. Als Ergebnis beginnt die aktivierende Kondensatorenbatterie 7 sich über die elektrische Entladung im Spalt »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 zu entladen und die zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1 und 2 zu aktivieren. In einer in jedem konkreten Fall versuchsmäßig auszuwählenden Zeitspanne wird der Stromschalter 4 eingeschaltet, und dieThe welding cycle begins with the initiation of an electrical discharge between blanks 1 and 2 by any known method, e.g. B. with an ignition spark. As a result, the activating capacitor battery 7 begins to discharge via the electrical discharge in the gap "a" between the blanks 1 and 2 and to activate the surfaces of the blanks 1 and 2 to be welded. In a time period to be selected experimentally in each specific case, the power switch 4 is switched on, and the

Kondensatorenbatterie 5 beginnt, sich über den Induktor 3 und die elektrische Entladung im Spalt »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 zu entladen. Das dabei entstehende Impulsmagnetfeld verformt mit seinemCapacitor battery 5 begins to discharge via inductor 3 and the electrical discharge in gap "a" between blanks 1 and 2. The resulting impulse magnetic field deforms with his

Druck den zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings 1 und beschleunigt ihn auf einer der Spaltgröße »a« gleichen Strecke bis zu einer Geschwindigkeit von etwa ein paar hundert Meter je Sekunde. Beim Zusammenstoß der zu verschweißenden Abschnitte der Rohlinge 1 und 2 bildet sich die Schweißverbindung der Rohlinge 1 und 2 aus.Press the section of the blank 1 to be welded and accelerate it on a distance equal to the gap size "a" up to a speed of about a few hundred meters per second. When the sections of the blanks 1 and 2 to be welded collide, the welded joint of the blanks 1 and 2 is formed.

Die Verwendung des Stromschalters 4 bietet die Möglichkeit, die Betriebsspannung an der Kondensatorenbatterie 5 zu erhöhen. Mit einer gleichbleibenden Größe der in dieser Batterie zu speichernden Energie kann also ihre Kapazität vermindert werden. Auf diese Weise gelingt es, die Stromfrequenz im Induktor 3 zu erhöhen, was für die Fälle notwendig ist, wenn der Rohling 1 aus Werkstoffen mit relativ geringer Leitfähigkeit z. B. aus nichtrostendem Stahl gefertigt ist. Auf dieselbe Weise gelingt es, eine ausreichend hohe Frequenz des elektrischen Stromes im Induktor 3 bei großen Durchmessern der Rohlinge 1 und 2 aufrechtzu erhalten, d.h. wenn die Induktivität selbst einer einwindigen Konstruktion des Induktors groß wird.The use of the current switch 4 offers the possibility of the operating voltage on the capacitor battery 5 to increase. With a constant amount of energy to be stored in this battery so their capacity can be reduced. In this way it is possible to increase the current frequency in the inductor 3 increase, which is necessary for the cases when the blank 1 made of materials with relatively less Conductivity z. B. is made of stainless steel. In the same way it is possible to achieve a sufficiently high frequency of the electric current in the inductor 3 large diameters of blanks 1 and 2, i.e. if the inductance itself is a single-turn construction of the inductor becomes large.

Für den Faii, daß die Regeimögiichkeit der Schweißbedingungen mit Hilfe der Spannung an der Kundensatorenbatterie 7 bereits durch die Durchschlagsspannung des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 begrenzt ist, wird der Aktivierungsgrad der Rohlinge 1 und 2 durch die Kapazitätsanpassung der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 und die Auswahl des Einschaltmoments des Stromschalters 4 geregelt.In the event that the ability to regulate the welding conditions with the help of the voltage on the customer battery 7 is already limited by the breakdown voltage of the gap "a" between the blanks 1 and 2, the degree of activation of the blanks 1 and 2 is determined by adjusting the capacitance of the activating capacitor battery 7 and the selection of the switch-on moment of the power switch 4 is regulated.

Die Polarität der Ladespannung an den Kondsnsatorenbatterien 5 und 7 muß derart ausgewählt werden, das zu einem optimalen Zeitpunkt ihre elektrischen Entladeströme die elektrische Entladung in gleicher Richtung durchfließen, wodurch der Aktivierungsgrad der Rohlinge 1 und 2 erhöht wird.The polarity of the charging voltage on the capacitor batteries 5 and 7 must be selected in such a way that their electrical Discharge currents flow through the electrical discharge in the same direction, thereby increasing the degree of activation of blanks 1 and 2 is increased.

Die beschriebene Vorrichtung gestattet es, den Aktivierungsgrad der Rohlinge und die Zusammenstoßgeschwindigkeiten ihrer zu verschweißenden Oberflächen in stärkerem Maße unabhängig zu regeln. Sie löst auch wirkungsvoll das Schweißproblem von Rohlingen mit großen Abmessungen.The device described allows the degree of activation of the blanks and the collision speeds to regulate their surfaces to be welded independently to a greater extent. She solves also effectively solves the problem of welding large size blanks.

F i g. 11 zeigt das Schema einer weiteren Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens, wenn die Durchschlagsspannung des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 hoch ist Ein Unterscheidungsmerkmal dieser Vorrichtung bildet die Reihenschaltung des Stromschaiters 10 mit der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7. Dieser Reihenstromkreis hat Kontakte zu den induktivitätsarmen Stromzufiihrungen 8 und S, die zu den Rohlingen 1 und 2 führen. An die gleichen Kontakte ist der Reihenstromkreis aus dem Induktor 3 und der Kondensatorenbatterie 5 angeschlossen. Die Betriebsspannung der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 kann viel höher sein als die der Kondensatorenbatterie 5.F i g. 11 shows the diagram of a further device for implementing the welding process when the breakdown voltage of the gap "a" between the blanks 1 and 2 is high Low-inductance power supply lines 8 and S, which lead to the blanks 1 and 2. The series circuit comprising the inductor 3 and the capacitor battery 5 is connected to the same contacts. The operating voltage of the activating capacitor battery 7 can be much higher than that of the capacitor battery 5.

Der Schweißzyklus beginnt mit der Initiierung eine·· elektrischen Entladung zwischen den Rohlingen 1 und 2 nach irgendeinem bekannten Verfahren, z. B. mit einem Zündfunken. Als Ergebnis beginnt die Kondensatorenbatterie 5 sich über den Induktor 3 und die elektrische Entladung im Spalt »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 zu entladen, wobei sie die zu verschweißenden Oberflächen aktiviert und den zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings 1 mit dem Druck des Impulsmagnetfeldes verformt, das im induktor 3 erzeugt wird. In eine? in jedem konkreten Fall durch Probeschweißungen versuchsmäßig auszuwählenden optimalen Zeitspanne wird der Stromschalter 10The welding cycle begins with the initiation of an electrical discharge between blanks 1 and 2 by any known method, e.g. B. with an ignition spark. As a result, the capacitor battery 5 begins to discharge via the inductor 3 and the electrical discharge in the gap "a" between the blanks 1 and 2, activating the surfaces to be welded and deforming the section of the blank 1 to be welded with the pressure of the pulse magnetic field , which is generated in the inductor 3. In a? In each specific case, the optimum time span to be selected experimentally by trial welds is the current switch 10

eingeschaltet, und die aktivierende Kondensatorenbatterie beginnt sich über die elektrische Entladung im Spalt »a« zwischen den Rohlingen t und 2 zu entladen. Im Ergebnis wirkt zusätzlich ein leistungsstarker Aktivierungsimpuls auf die zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1 und 2 ein. Bei der Weiterbewegung des zu verschweißenden Abschnitts des Rohlings 1 findet sein Zusammenstoß mit dem zu verschweißenden Abschnitt des Rohlings 2 statt, und ihre Schweißverbindung bildet sich aus.switched on, and the activating capacitor battery begins to discharge via the electrical discharge in the gap "a" between the blanks t and 2. As a result, a powerful activation pulse also acts on the surfaces of the blanks 1 and 2 to be welded. During the further movement of the section of the blank 1 to be welded, it collides with the section of the blank 2 to be welded, and its welded joint is formed.

Die Verwendung des Stromschaiters 10 bietet die Möglichkeit, die Betriebsspannung an der Kondensatorenbatterie 7 zu erhöhen. Mit einer gleichbleibenden Größe der in dieser Batterie zu speichernden Energie kann also ihre Kapazität vermindert werden. Auf diese Weise gelingt es, die Frequenz und die Amplitude des Entladestromes der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 zu erhöhen. Es ist sehr nützlich, einen leistungsstarken kurzzeitigen zusätzlichen Aktivierungsimpuls unmittelbar im Augenblick des Zusammenstoßes der zu verschweißenden A^l;chnitte an die Rohlinge ί und 2 anzulegen, weil bekanntlich die Erosionswirkung der elektrischen Entladung auf die Oberflächen der Elektroden (der Rohlinge 1 und 2) mit Verminderung des Spaltes zwischen ihnen zunimmt.The use of the current switch 10 offers the possibility of increasing the operating voltage on the capacitor battery 7. With a constant amount of energy to be stored in this battery, its capacity can be reduced. In this way it is possible to increase the frequency and the amplitude of the discharge current of the activating capacitor battery 7. It is very useful to apply a powerful, short-term additional activation impulse to the blanks ί and 2 immediately at the moment of the collision of the A ^l ; sections to be welded, because, as is well known, the erosion effect of the electrical discharge on the surfaces of the electrodes (blanks 1 and 2) is also involved Decrease in the gap between them increases.

Die Pc'arität der Ladespannung an den Kondensatorenbatterien 5 und 7 muß derart ausgewählt werden, daß zu einem optimalen Zeitpunkt ihre elektrischen Entladeströme die elektrische Entladung in gleicher Richtung durchfließen, wodurch der AHivierungsgrad der Rohlinge 1 und 2 erhöht wird.The polarity of the charging voltage at the capacitor batteries 5 and 7 must be selected in such a way that that at an optimal point in time their electrical discharge currents equal the electrical discharge In the direction of flow, which increases the degree of hardening of blanks 1 and 2.

Diese Vorrichtung gestattet es, den Aktivierungsgrad der Rohlinge und die Zusammenstoßgeschwindigkeiten ihrer zu verschweißenden Oberflächen in stärkerem Maße unabhängig zu regeln.This device allows the degree of activation of the blanks and the collision speeds to regulate their surfaces to be welded independently to a greater extent.

Fig. 12 veranschaulicht das Schema einer weiteren Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens, wenn die Durchschlagsspannung des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 gering, dieser Spa^lt mit elektrisch leitendem Werkstoff gefüllt ist oder die Rohlinge 1 und 2 einander berühren.Fig. 12 shows the scheme illustrates another apparatus for implementing the welding method, when the breakdown voltage of the gap "a" between the blanks 1 and 2 low, this Spa ^l t with electrically conductive material is filled or the blanks 1 and 2 contact each other.

Ei·, Unterscheidungsmerkmal dieser Vorrichtung bildet die Reihenschaltung des Stromschalters 4 mit dem Induktor 3 und der Kondensatorenbatterie 5 sowie die Reihenschaltung des Stromschalters 10 mit der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7. Diese beiden elektrischen Reihenstromkreise sind an der Berührungsstelle mit den induktivitätsarmen Stromzuführungen 8 und 9, die zu den zu verschweißenden Rohlingen 1, Γ und 2 führen, parallel miteinander verbunden.The distinguishing feature of this device is the series connection of the current switch 4 the inductor 3 and the capacitor battery 5 and the series connection of the power switch 10 with the activating capacitor battery 7. These two electrical series circuits are at the point of contact with the low-inductance power supply lines 8 and 9, which lead to the blanks 1, Γ and 2 to be welded, connected to one another in parallel.

Die Schweißbedingungen, die mit Hilfe dieser Vorrichtung verwirklicht werden — wie in Verbindung mit F i g. 5 beschrieben, können in zwei Gruppen eingetf It werden: die erste, wenn zuerst der Stromschalter 10 im Stromkreis der aktivierenden Kondensatorenbatterie 7 eingc schaltet wird, und die zwe'te, wenr zuerst der Stromschalter 4 im Stromkreis der Kondensatorenbatterie 5 eingeschaltet wird, der im Induktor 3 ein Impulsmagnetfeld unter gleichzeitiger Erwärmung (Aktiv,erung) der Rohlinge 1, Γ und 2 erzeugtThe welding conditions that are realized with the help of this device - as in connection with F i g. 5 can be divided into two groups: the first, when the power switch is first 10 is switched on in the circuit of the activating capacitor battery 7, and the second, wenr first the power switch 4 is turned on in the circuit of the capacitor battery 5, which is in the Inductor 3 a pulse magnetic field with simultaneous heating (active, erung) of the blanks 1, Γ and 2 generated

Diese Vorrichtung hat umfassende Regelmöglkhkeiten der Schweißbedingungen, wobei sie die Energie der beiden Kondensatorenbatterien zur Aktivierung verwertet. Bei ihrer Gestaltung kann die Auswahl der zum Einsatz gelangenden Sfandardausrüstung insbesondere die der Impulskondensatoren beträchtlich erweitert werden. Die Vorrichtung gewährleistet die SchweißungThis device has extensive control options the welding conditions, using the energy of the two capacitor banks for activation. The selection of the standard equipment used can be particularly important when it comes to their design that of the pulse capacitors can be expanded considerably. The device ensures the weld

der Rohlinge 1, Γ und 2 mit großen Durchmessern.of the blanks 1, Γ and 2 with large diameters.

Fig. 13 veranschaulicht das Schema einer weiteren Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens, Falls die Durchschlagsspannung des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen i und 2 gering und dieser Spalt mit elektrisch leitendem Werkstoff gefüllt ist oder die Rohlinge 1' und 2 einander berühren. Ein Unterscheidungsmerkmal dieser Vorrichtung bildet der Spalt όι zwischen der induktivitätsarmen Stromzuführung 8 und dem beweglichen Rohling 1, Γ, der mit Gas unter Unterdruck gefüllt ist. Von der entgegengesetzten Seite ist diese Stromzuführung 8 an den elektrischen Reihenstromkreis aus dem Induktor 3, der Kondensatorenbatterie 5 und der induktivitätsarmen Stromzuführung 9 angeschlossen, die ihrerseits mit dem unbeweglichen Rohling 2 in Verbindung steht. Der Spalt Oi kann auch zwischen dem Rohling 2 und der induktivitätsarmen Stromzuführung 9 bestehen. Dann muß der Rohling ί, Γ mit der indukiiviiSUuffricn Stromzuführung 8 in Verbindung stehen. Für den Fall, daß ein elektrisch leitendes Medium sich zwischen den Rohlingen 1, Γ und 2 befindet, muß die Durchschlagsspannung des Spaltes »<5i« höher als die Betriebsspannung an der Kondensatorenbatterie 5 sein. Ist hingegen der Spalt »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 mit Gas unter Unterdruck gefüllt, so muß die gesamte Durchschlagsspannung der Spalte »a« und »<5i« höher als die Betriebsspannung dieser Batterie sein.13 illustrates the scheme of a further device for implementing the welding process, if the breakdown voltage of the gap "a" between the blanks i and 2 is low and this gap is filled with electrically conductive material or the blanks 1 'and 2 touch one another. A distinguishing feature of this device is the gap όι between the low-inductance power supply 8 and the movable blank 1, Γ, which is filled with gas under negative pressure. From the opposite side, this power supply 8 is connected to the electrical series circuit comprising the inductor 3, the capacitor battery 5 and the low-inductance power supply 9, which in turn is connected to the immovable blank 2. The gap Oi can also exist between the blank 2 and the low-inductance power supply 9. Then the blank ί, Γ must be connected to the indukiiviiSUuffricn power supply 8. In the event that an electrically conductive medium is located between the blanks 1, Γ and 2, the breakdown voltage of the gap "<5i" must be higher than the operating voltage on the capacitor battery 5. If, however, the gap "a" between the blanks 1 and 2 is filled with gas under negative pressure, the total breakdown voltage of the gaps "a" and "<5i" must be higher than the operating voltage of this battery.

Der Schweißzyklus beginnt mit der Initiierung einer elektrischen Entladung im Spalt »όι« zwischen dem Rohling 1 und der induktivitätsarmen Stromzuführung 8. Als Ergebnis beginnt der elektrische Entladestrom der Kondensatorenbatterie 5 durch den Induktor 3 und zwischen den zu verschweißenden Abschnitten der Rohlinge 1,1'und 2 zu fließen.The welding cycle begins with the initiation of an electrical discharge in the gap »όι« between the Blank 1 and the low-inductance power supply 8. As a result, the electrical discharge current begins Capacitor battery 5 through the inductor 3 and between the sections to be welded Blanks 1,1 'and 2 to flow.

Die Schweißung mit Hilfe dieser Vorrichtung, wie im Zusammenhang mit F i g. 8 beschrieben, hat zwei kennzeichnende Schweißbedingungen, die von der Art des zwischen den Rohlingen 1, Γ und 2 befindlichen Mediums abhängig ist.The welding with the aid of this device, as in connection with FIG. 8 has two characteristic welding conditions, depending on the type of between the blanks 1, Γ and 2 Depends on the medium.

Die erste Schweißbedingung ist gegeben, wenn der Spalt «acc zwischen den Rohlingen 1 und 2 mit elektrisch leitendem Werkstoff gefüllt oder ein Kontakt mit einem relativ hohen Übergangswirkwiderstand zwischen den Rohlingen 1' und 2 vorhanden istThe first welding condition is given when the gap between the blanks 1 and 2 is electrically conductive material filled or a contact with a relatively high transition resistance between the Blanks 1 'and 2 is present

Die zweite Schweißbedingung ist gegeben beim Füllen des Spaltes »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 mit Gas unter gesenktem Druck. In diesem Fall schlägt die nach dem Durchschlag des Spaltes »όι« an den Spalt »a« angelegte, der gesamten Betriebsspannung an der Kondensatorenb&iterie 5 gleiche Spannung diesen Spalt durch. Der nach dem Durchschlag im Spalt »a« fließende elektrische Strom aktiviert die zu verschweißenden Oberflächen der Rohlinge 1 und 2. Gleichzeitig wird der zu verschweißende Abschnitt des Rohlings 1 auf einer der Spaltgröße »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 gleichen Strecke bis zu einer Geschwindigkeit von etwa ein paar hundert Meter je Sekunde beschleunigt Beim Zusammenstoß dieses Abschnitts mit dem zu verschweißenden Abschnitt des unbeweglichen Rohlings 2 bildet sich eine Schweißverbindung aus.The second welding condition is given when the gap "a" between blanks 1 and 2 is filled with gas under reduced pressure. In this case, the voltage applied to the gap “a” after the breakdown of the gap “όι” and the same voltage as the entire operating voltage on the capacitor bank 5 breaks through this gap. The current flowing to the breakdown in the gap "a" electric current activates the surfaces to be welded of the blanks 1 and 2. At the same time, the to be welded portion of the blank 1 on a size of the gap "a" between the blanks 1 and 2 same route up to a Accelerated speed of about a few hundred meters per second. When this section collides with the section of the immovable blank 2 to be welded, a welded joint is formed.

Die Benutzung des Spaltes »öi« zwischen dem Rohling 1, 1' und der induktivitätsarmen Stromzuführung 8 bietet die Möglichkeit, die Betriebsspannung an der Kondensatorenbatterie 5 zu erhöhen. Mit einer gleichbleibenden Größe der in dieser Batterie zu speichernden Energie kann also ihre Kapazität vermindert werden. Auf diese Weise gelingt es, die Stromfrequenz im Induktor zu erhöhen, was für die Fälle notwendig ist, wenn der Rohling 1, Γ aus Werkstoffen mit relativ geringer Leitfähigkeit z. B. aus nichtrostendem Stahl gefertigt ist. Auf dieselbe Weise gelingt es, eine ausreichend hohe Frequenz des elektrischen Stromes im Induktor bei großen Durchmessern der Rohlinge 1 und 2 aufrechtzuerhalten, d. h. wenn die induktivität selbst einer einwindigen Konstruktion des Induktors groß wird.The use of the gap "öi" between the blank 1, 1 'and the low-inductance power supply 8 offers the possibility of increasing the operating voltage on the capacitor battery 5. With a Constant size of the energy to be stored in this battery can reduce its capacity will. In this way it is possible to increase the current frequency in the inductor, which for the Cases is necessary when the blank 1, Γ made of materials with relatively low conductivity z. B. off stainless steel is made. In the same way it is possible to achieve a sufficiently high frequency of the to maintain electrical current in the inductor with large diameters of the blanks 1 and 2, d. H. when the inductance even of a single-turn construction of the inductor becomes large.

Der Spalt »όι« zwischen dem Rohling 1, 1' und der induktivitätsarmen Stromzuführung 8 bietet weiter die Möglichkeit, die für die Stromzuführung an die Rohlinge bei der Möglichkeit der senkrechten Anordnung der Rohlinge 1, Γ und 2 erforderlichen Kontaktvorrichtungen beträchtlich zu vereinfachen. In diesem Fall kann der untere Kontakt zwischen der induktivitätsarmen Stromzuführung 9 und dem unbeweglichen Rohling 2 ein Flüssigmetallkontakt sein. Die beschriebene Vorrichtung kann zur Schweißung ^vo" Rohlingen 1.1' und 2 für den Fall eingesetzt werden, wenn nach technologischen Bedingungen Erosionsspuren der Metalle an der Außenfläche des Rohlings 1, Γ im Bereich der elektrischen Entladung zulässig sind. In den meisten praktischen Fällen ist diese Bedingung erfüllbar.The gap "όι" between the blank 1, 1 'and the low-inductance power supply 8 also offers the possibility of considerably simplifying the contact devices required for supplying power to the blanks with the possibility of vertical arrangement of the blanks 1, Γ and 2. In this case, the lower contact between the low-inductance power supply 9 and the immovable blank 2 can be a liquid metal contact. The device described can be used to weld ^v o "blanks 1.1 'and 2 for the case where the metals to the outer surface of the blank 1, Γ in the range of the electrical discharge are permitted under technological conditions erosion tracks. In most practical cases this is Condition can be met.

F i g. 14 zeigt das Schema einer weiteren Vorrichtung zur Verwirklichung des Schweißverfahrens, wenn die Durchsohlagsspannung des Spaltes »a« zwischen den Rohling η 1 und 2 gering, dieser Spalt mit elektrisch leitendem Werkstoff gefüllt ist oder die Rohlinge Γ und 2 einander berühren. Ein Unterscheidungsmerkmal dieser Vorrichtung sind Spalte »<*·« und »O2« zwischen den induktivitätsarmen Stromzuführungen 8 und 9 und den entsprechenden Rohlingen 1, Γ und 2. Diese beiden Spalten sind mit Gas unter Unterdruck gefüllt. Von den entgegengesetzten Seiten sind die induktivitätsarmen Stromzuführmengen 8 und 9 mit dem Induktor 3 und der Kondensatorenbatterie 5 in Reihe geschaltet. Für den Fall, daß ein elektrisch leitendes Medium sich zwischen den Rohlingen 1, 1' und 2 befindet muß die gesamte Durchschlagsspannung der Spalte »όι« und »ό₂« höher sein als die Betriebsspannung an der Kondensatorenbatterie 5. Ist hingegen der Spalt »a« zwischen den Rohlingen 1 und 2 mit Gas unter Unterdruck gefüllt so muß die gesamte Durchschlagsspannung der Spalte »a«, »όι« und »Ö2« höher sein als die Betriebsspannung dieser Batterie.F i g. 14 shows the diagram of a further device for implementing the welding process when the penetration voltage of the gap "a" between the blank η 1 and 2 is low, this gap is filled with electrically conductive material or the blanks Γ and 2 touch each other. A distinguishing feature of this device are columns “<* ·” and “O2” between the low-inductance power supply lines 8 and 9 and the corresponding blanks 1, Γ and 2. These two columns are filled with gas under negative pressure. From the opposite sides, the low-inductance power supply quantities 8 and 9 are connected in series with the inductor 3 and the capacitor battery 5. In the event that an electrically conductive medium is between the blanks 1, 1 'and 2, the total breakdown voltage of the column "όι" and "ό ₂ " must be higher than the operating voltage on the capacitor battery 5. If, however, the gap "a « Between the blanks 1 and 2 filled with gas under negative pressure, the total breakdown voltage of the column» a «, » όι «and» Ö2 «must be higher than the operating voltage of this battery.

Der Schweißzyklus beginnt mit der Initiierung elektrischer Entladungen in den Spalten »öi« und »O2« nach beliebigen bekannten Verfahren, z. B. mit einem Zündfunken. Als Ergebnis beginnt der elektrische Entladestrom der Kondensatorenbatterie 5 durc'r den Induktor 3 und zwischen den zu verschweißenden Abschnitten der Rohlinge 1,1' und 2 zu fließen.The welding cycle begins with the initiation of electrical discharges in the columns "öi" and "O2" by any known method, e.g. B. with an ignition spark. As a result, the electric begins Discharge current of the capacitor battery 5 through the inductor 3 and between the ones to be welded Sections of blanks 1,1 'and 2 flow.

Im übrigen verlaufen die Schweißvorgänge ähnlich wie die Vorgänge bei der Vorrichtung nach F i g. 13.Otherwise, the welding processes proceed similarly to the processes in the device according to FIG. 13th

Die Benutzung der Spalte »öi« und »O2« zwischen den Rohlingen 1, Γ und 2 und den entsprechenden induktivitätsarmen Stromzuführungen 8 und 9 bietet die Möglichkeit die Betriebsspannung an der Kondensatorenbatterie 5 zu erhöhen. Mit einer gleichbleibenden Größe der in dieser Batterie zu speichernden Energie kann also ihre Kapazität vermindert werden. Auf diese Weise gelingt es, die Stromfrequenz im Induktor zu erhöhen, was für die Fälle notwendig ist wenn der Rohling 1, Γ aus Werkstoffen mit relativ geringer Leitfähigkeit, z. B. aus nichtrostendem Stahl, gefertigt ist Auf dieselbe Weise gelingt es, eine ausreichend hohe Frequenz des elektrischen Stromes im Induktor beiThe use of the column "öi" and "O2" between the Blanks 1, Γ and 2 and the corresponding low-inductance power supplies 8 and 9 offers the Possibility to increase the operating voltage on the capacitor battery 5. With a consistent The amount of energy to be stored in this battery can therefore reduce its capacity. To this Way it is possible to increase the current frequency in the inductor, which is necessary in cases when the Blank 1, Γ made of materials with relatively low conductivity, z. B. made of stainless steel In the same way it is possible to achieve a sufficiently high frequency of the electric current in the inductor

großen Durchmessern der Rohlinge 1, Γ und 2 aufrechtzuerhalten, d.h. wenn die Induktivität selbst einer einwindigen Konstruktion des Induktors groß wird.to maintain large diameters of blanks 1, Γ and 2, i.e. if the inductance itself a single-turn construction of the inductor becomes large.

Die Spalten »<5|« und »02« bieten die Möglichkeit, die sonst für die Stromzuführung an die Rohlinge notwendigen Kontaktvorrichtungen vollkommen zu vermeiden. Die beschriebene Vorrichtung ist somit sehr einfach aufgebaut.The columns "<5 |" and "02" offer the option of displaying the otherwise contact devices necessary for the power supply to the blanks completely avoid. The device described has a very simple structure.

IFig. 15 veranschaulicht das Schema einer weiteren Vorrichtung zur Verwirklichung des Schvteißverfahrens, wenn die Durchschlagsfestigkeit des Spaltes zwischen den Rohlingen 1 und 2 groß ist. Ein Unterscheidungsmerkmal dieser Vorrichtung bildet der Anschluß von Stromtrennschaltern 13, 13' und 14. 14' zwischen den Ausgangsleitungen der Kondensatorenbatterie 5, einerseits, und der Ausgangsleitung des Induktors und der an den Rohling 2 angeschlossenen inciukllvitäisariVicn SirGiTiZüiüiirüfig j, Gn«£rerSS!tE. —£Γ Induktor 3 steht mit der induktivitätsarmen Stromzuführung 8 in Verbindung, deren andere Seite an den Rohling 1 angeschlossen ist.Iig. 15 illustrates the scheme of another device for realizing the welding process when the dielectric strength of the gap between the blanks 1 and 2 is large. A distinguishing feature of this device is the connection of circuit breakers 13, 13 'and 14, 14' between the output lines of the capacitor battery 5, on the one hand, and the output line of the inductor and the inciukllvitäisariVicn SirGiTiZüiüiirüfig j, Gn «£ rerSS! TE connected to the blank 2. - £ Γ inductor 3 is connected to the low-inductance power supply 8, the other side of which is connected to the blank 1.

Eine weitere Besonderheit der Vorrichtung bildet die Anordnung des Induktors 3. der zu verschweißenden Rohlinge 1 und 2 sowie der induktivitätsarmen Stromzuführungen 8 und 9 in einem einzelnen abnehmbaren Schweißblock. Die Anzahl dieser Blöcke beträgt mehr als eins, und sie finden an einem Steuermechanismus 15 Platz, der den Reihenanschluß der Schweißblöcke an die Kondensatorenbatterie 5 gewäh. leistet An den Ausgangsleitungen der Kondensaiorenbatterie 5 sind Kontakte der Trennschalter 13 und 14 angeordnet Rückmeldekontakte der Trennschalter 13' und 14' sind an jedem Schweißblock vorgesehen. Die Konstruktion des Trennschalters kann beliebig sein, am aussichtsreichsten erscheinen unter Verwendung eines Flüssigmetallkontakts ausgeführte Konstruktionen.Another special feature of the device is the arrangement of the inductor 3. of the inductor to be welded Blanks 1 and 2 and the low-inductance power supply lines 8 and 9 in a single removable welding block. The number of these blocks is more than one, and they are found on one Control mechanism 15, which connects the welding blocks in series to the capacitor bank 5 choose Performs on the output lines of the condenser battery 5 contacts of the disconnectors 13 and 14 are arranged feedback contacts of the disconnectors 13 'and 14' are provided on each weld block. The construction of the circuit breaker can be arbitrary, the most promising appear to be carried out using a liquid metal contact Constructions.

Wenn man es vom Augenblick des Abschlusses des ordentlichen Schweißzyklus an betrachtet arbeitet die Vorrichtung wie folgt Mit Hilfe des Steuermechanismus 15 wird der Schweißblock von der Kondensatorenbatterie: 5 getrennt, der Ent- und Beladezone zugeführt wo das Fertigerzeugnis daraus ausgezogen und die Rohlinge 1 und 2 eingesetzt werden. Danach wird die Schweißzone hermetisch abgedichtet, und dann beginnt ihr Evakuieren und Füllen mit dem erforderlichen Gas. Diese Arbeitsgänge dauern die ganze Zeit, bis die Schweißvorgänge in allen folgenden, in ähnlicher Weise vorbereiteten Schweißblöcken der Reihe nach zum Anschluß kommen. In dieser Zeit wandert der betreffende Schweißblock zur Kondensatorenbatterie 5 und wird mittels Trennschalter 13,13' und 14,14' damit verbunden. Der Steuermechanismus 15 z.B. vom Karusselltyp erfüllt Aus-, Einrückungs- und Bewegungsfunktionen der Schweißblöcke im Raum. Die Verstellzeit der Blöcke wird zum Laden der Kondensatorenbatterie 5 benutzt Nach der Verbindung der Schweißbiökke mit einem Energiespeicher wird eine Gasentladung zwischen den Rohlingen 1 und 2 initiiert Im übrigen ist der Schweißvorgang dem Vorgang bei der Vorrichtung naich F i g. 7 ähnlich.If you look at it from the moment the proper welding cycle is completed, it works Device as follows With the help of the control mechanism 15, the welding block is removed from the capacitor battery: 5 separated, fed to the unloading and loading zone where the finished product is pulled out and the Blanks 1 and 2 are used. After that, the weld zone is hermetically sealed, and then begins their evacuation and filling with the required gas. These operations last all the time until the Welding operations in all of the following similarly prepared welding blocks in sequence for Connection come. During this time, the relevant welding block migrates to the capacitor battery 5 and by means of disconnectors 13,13 'and 14,14' with it tied together. The control mechanism 15, e.g. of the carousel type, performs functions of disengaging, engaging and moving the welding blocks in space. The adjustment time the block is used to charge the capacitor battery 5 after connecting the welding blocks a gas discharge between the blanks 1 and 2 is initiated with an energy store the welding process corresponds to the process in the device according to FIG. 7 similar.

Diese Vorrichtung bietet die Möglichkeit die Schweißung mit einer nur auf die Aufladezeit der Kondensatorenbatterie 5 beschränkten Frequenz durchzuführen. Ist die Aufladezeit der Kondensatorenbatterie 5 gleich ττι, die Zeit der Einstelloperationen 1Γ2 und die Evakuier- und Gasfüllzeit ri so errechnet sich die notwendige Schweißblockzahl aus dem VerhältnisThis device offers the possibility of welding with one only on the charging time of the Capacitor battery 5 to perform limited frequency. Is the charging time of the capacitor battery 5 equals ττι, the time of the setting operations 1Γ2 and the evacuation and gas filling time ri is calculated the necessary number of welding blocks from the ratio

und die Leistung der Vorrichtung nimmt im Vergleich zu der Vorrichtung nach Fig. 7 um dasand the performance of the device decreases as compared to the apparatus of Fig. 7 around the

JDL±2±JLJDL ± 2 ± JL

fachetimes

Das erfindungsgemäße Schweißverfahren ist fähig, einen breiten technologischen Aufgabenkreis zu lös-n, wozu eine ausreichend große Auswahl an Varianten von entwickelten Vorrichtungen zur Verfügung steht. Wenn man von fertigungstechnischen Gründen ausgeht, so ist es unmöglich, irgendeiner Variante den Vorzug zu geben. Es is* Häher zweckmäßig, die in Fig. 7 dargestellte Variante näher zu behandeln, die konstruktiv sehr einfach aufgebaut ist und minimale Energieverluste aufweist. Mit Hilfe von Vorrichtungen von diesem Typ gelingt es, Rohrreduzierstücke Kupfer-Stahl und Stahl-Stahl mit ca. 130 mm Durchmesser und ca. 2,5 mm Wandstärke des beweglichen Rohlings zu verschweißen. Am genauesten ist die Arbeit einer Anlage untersucht die zum Verschweißen von Rohrreduzierstücken Kupfer-Stahl mit 40 bis 50 mm Durchmesser und 1 bis 1,5 mm Wandstärke des beweglichen (kupfernen) Rohlings dient Diese Vorrichtung hatte einen induktivitätsarmen Energiespeicher mit 2,24 ■ ΙΟ"³/" Kapazität und 5 ■ 10³V Höchstbetriebsspannung. Der Induktor ist mit einer Windung, über induktivitätsarme Stromzuführungen mit den restlichen Elementen der Anlage verbunden. Der Spalt zwischen den Rohlingen kann zwischen 0,5 und 3,5 mm variieren. Eine Ungleichförmigkeit des Spaltes innerhalb 20% wirkt sich praktisch nicht auf die Schweißnahtgüte aus. Der Raum zwischen den Rohlingen wurde hermetisch abgedichtet und bis zu einem Restdruck von 10"' bis 10-* mm Q. S. evakuiert. Im Schweißzustand beträgt die Spannung am Speicher 3 · 10³V, wobei die Stärke des Magnetfeldes im Spalt Induktor - beweglicher Rohling nicht über 230 · 10³Oe liegt. Auf dem Umfang ist die Schweißnaht homogen. Je nach der Spannung des Speichers und den Zusammenstoßparametern der Rohlinge variiert ihre Länge in Axialrichtung von 3 bis 10 mm. Die nach der Formel 1 berechnete maximale Schweißwirtschaftlichkeit beträgt etwa 1.25 g/kJ.Scherversuche der Nahtfestigkeit zeigten, daß sie höher ist als die Festigkeit des schwächsten der Metalle (Kupfer). Die gesamte Scherkraft der Naht beträgt 12 bis 14 t bei Probekörpern mit 44 mm Durchmesser. Das Gefüge der nach dem erfindungsgemäßen Schweißverfahren hergestellten Naht zeichnet sich durch große Eigenart aus, die es gestattet, diese von allen zur Zeit bekannten Schweißverfahren zu unterscheiden. Am Schliff einer auf gewöhnliche Weise hergestellten Schweißverbindung von Probekörpern lassen sich Merkmale an der Berührungsstelle der Rohlinge beobachten, die für die Explosionsschweißung und die Schmelzschweißung kennzeichnend sind. Mengenmäßig kann der Offenbarungsgrad dieser Merkmale verschieden sein, ihre gleichzeitige Anwesenheit ist aber in jeder Naht obligatorisch.The welding method according to the invention is capable of solving a wide range of technological tasks, for which a sufficiently large selection of variants of developed devices is available. If you start from manufacturing reasons, it is impossible to give preference to any variant. It is more expedient to deal with the variant shown in FIG. 7 in more detail, which is structurally very simple and has minimal energy losses. With the help of devices of this type it is possible to weld copper-steel and steel-steel pipe reducers with a diameter of approx. 130 mm and a wall thickness of approx. 2.5 mm for the movable blank. The work of a system has been examined most precisely which is used to weld copper-steel pipe reducers with a diameter of 40 to 50 mm and a wall thickness of 1 to 1.5 mm for the movable (copper) blank. ³ / "capacity and 5 ■ 10 ³ V maximum operating voltage. One turn of the inductor is connected to the remaining elements of the system via low-inductance power supply lines. The gap between the blanks can vary between 0.5 and 3.5 mm. A non-uniformity of the gap within 20% has practically no effect on the weld seam quality. The space between the blanks was hermetically sealed and evacuated to a residual pressure of 10 "'to 10- * mm QS. In the welding state, the voltage at the memory is 3 · 10 ³ V, whereby the strength of the magnetic field in the gap inductor - movable blank is not is higher than 230 x 10 ³ Oe. on the periphery of the weld is homogeneous. Depending on the voltage of the memory and the collision parameters of the blanks varies its length in the axial direction from 3 to 10 mm. the calculated according to the formula 1 maximum welding efficiency is about 25.1 g / kJ. Shear tests of the seam strength showed that it is higher than the strength of the weakest of the metals (copper). The total shear force of the seam is 12 to 14 t for test specimens with a diameter of 44 mm. The structure of the seam produced by the welding process according to the invention shows are characterized by their great peculiarity, which allows them to be distinguished from all currently known welding processes A welded connection of test specimens produced in a similar manner, features can be observed at the point of contact of the blanks which are characteristic of explosion welding and fusion welding. In terms of quantity, the degree of disclosure of these features can be different, but their simultaneous presence is obligatory in every seam.

Nach dem erfindungsgemäßen Schweißverfahren lassen sich folgende Metallpaare erprobt verschweißen: Stahl-Stahl, Stahl-Aluminium, Stahl-Aluminiumlegie-The following metal pairs can be tried and tested using the welding process according to the invention: Steel-steel, steel-aluminum, steel-aluminum-alloy

rungen, Stahl-Titan und dessen Legierungen, Stahl-Kupfer und dessen Legierungen, Roheisen-Kupfer und dessen Legierungen, Kupfer-Aluminium und dessen Legierungen, Titan und dessen Legierungen, Aluminium und dessen Legierungen usw.stanchions, steel-titanium and its alloys, steel-copper and its alloys, pig iron-copper and its alloys, copper-aluminum and its alloys, titanium and its alloys, aluminum and its alloys etc.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for lap welding blanks, one of which is a movable blank with s a tubular portion to be welded and the second an immovable blank with a is arranged coaxially to the movable blank to be welded section, which consists of a Preheating of the blanks and the subsequent pressing together of those to be welded Surfaces by deformation of the section of the movable blank to be welded with the pressure of a pulse magnetic field, characterized in that the Vorwärvnung by simultaneous transmission of short high-current pulses in radial directions between the blanks (1, 1 'and 2) takes place over the entire circumference of the welded joint

2. The method according to claim 1, characterized in that daJJ the momentum current at the moment of Compression of the surfaces of the blanks (1, 1 'and 2) to be welded between them is passed through.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the blanks (1 and 2) with a gap (a) arranged skid which is filled with electrically conductive material.

4. The method according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the to be welded Section of the movable blank (1) is given the shape of a Kegelsiumpfes, the end of the immovable blank (2) be »", hear.

5. The method according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the raw! ' ■ ge (1 and 2) are arranged with a gap (a) which is filled with gas under reduced pressure.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the blanks (I ₁ Γ and 2) made of the same metal materials, for. B. steel-steel, copper «fer-copper, aluminum-aluminum are executed.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the blanks (1, Γ and 2) from different metal materials z. B. copper steel, Steel-aluminum and its alloys, steel-titanium and its alloys, copper-titanium and its alloys are carried out.

8. Apparatus for carrying out the welding process of the blanks according to claim 1 and 2 and 5 to 7, which contains a battery of capacitors, which with a power switch and an inductor, u
the section of the movable blank to be welded is deformed, connected in series, characterized in that an activating capacitor battery (7) is connected to this via low-inductance power supply lines (8, 9) to generate a pulse current between the blanks (1, Γ and 2) .

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that a current holder (10) is connected in series in the circuit of the activating capacitor battery (7), which welds the blanks (I ₁ 1 'and 2) with a low breakdown voltage of the gap ^ between allows them if this gap (a) is filled with electrically conductive material and the blanks (1 and 2) touch each other.

10. Apparatus according to claim 9, characterized

characterized in that the high-voltage winding in the circuit of the activating capacitor bank (7) (11) a pulse matching transformer is connected, its low-voltage winding (12) is connected to the blanks (1,1 'and 2)

11. Device for carrying out the welding process according to claim 1 to 2 and 5 to 7, which includes a capacitor battery, soft with a the inductor deforming the portion to be welded of the movable blank is connected in series is, characterized in that the one blank (1) to the inductor (3) and the second blank (2) to the capacitor battery (5) via low-inductance Power supply lines (8,9) are connected.

12. The device according to claim 11, characterized in that a current switch (4) is connected in series with the inductor (3), the capacitor battery (5) and the blanks (1, Γ and 2), which the welding of the blanks (1, Γ and 2) with a low breakdown voltage of the gap (a) between them allows this gap (a) to be filled with electrically conductive material and the blanks (1 and 2) touch each other.

13. Apparatus according to claim 11, characterized characterized in that in parallel with the inductor (3) and the capacitor battery (5) an activating Capacitor battery (7) is connected to the pulse current between the blanks (1, 2) enlarge.

14. The device according to claim 13, characterized in that in series with the inductor (3) and the capacitor battery (5) is connected to a power switch (4) which increases the Operating voltage on the capacitor battery (5) enables

15. The device according to claim 13, characterized in that in series with the activating Capacitor battery (7) a power switch (10) is connected. of an increase .ier operating voltage on the activating capacitor bank

(7) enables.

16. The apparatus according to claim 13, characterized in that the one power switch (4) with the inductor (3) and the capacitor battery (5) and the other current switch (10) with the activating capacitor bank are connected in series.

17. The device according to claims 11 to 16, characterized in that between one of the blanks (1, V) and its low-inductance power supply (8) a gap filled with gas under reduced pressure (όι) is provided which punched through during welding with an electrical discharge will.

18. The device according to claims 11 to 17, characterized in that between the two blanks (1, Γ and 2) and their low-inductance power supply lines (8, 9) miv gas under reduced pressure filled column (όι, δτ) exist during welding be broken through with electrical discharges.

19. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that between one of the blanks (1,1 ') and its low-inductance power supply

(8) a gap (öi) filled with gas under reduced pressure is provided, which during welding with an electrical discharge is broken through.

20. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that between the two blanks (1,1 'and 2) and their low-inductance power supply lines (8, 9) filled with gas under reduced pressure column (όι, δι) exist when Welding with electrical discharges can be broken through.

21. The device according to claim 11 to 18, characterized in that the disconnector (13, 13 'and 14, 14 ') are arranged on the output lines of the capacitor bank (5).

2020th

The invention relates to a method for top lap welding of blanks, one of which is a movable blank with a tubular section to be welded and the second an immovable one Blank with a section to be welded arranged coaxially to the movable blank is that of preheating the blanks and then pressing them together surfaces to be welded by deforming the portion of the movable blank to be welded with the pressure of an impulse magnetic field.

It is well known that magnetic pulse welding offers the possibility of producing blanks from the same and different ones To weld metal materials with minimal energy input. This procedure takes place in the essential when welding thin-walled tube blanks made of light metals and alloys. It is characterized by great productivity and favorable working conditions. At the moment there can be a weld of pipes made of aluminum alloys with a wall thickness of 1 to 1.5 mm and a diameter of 30 to 40 mm as to be practically mastered in terms of production technology. This area could be considerably wider if the The welding process would be more efficient, the system would last longer and the preparatory work would be easier.

Is known. a magnetic pulse welding process (SU copyright no. 226 393) in which the current, the is excited in an inductor when connecting a precharged capacitor battery in this, a Back current is induced in the blank made of electrically conductive material not far from the inductor. As a result of the interaction of these currents, their Total pressure amplitude of the magnetic fields, the yield point of the metal to be processed exceeds, the portion to be welded of the movable blank is accelerated, if tubular Blanks are welded, there is a radial displacement of the end portion of the movable blank instead of. After this section collides with the immovable blank, a welded joint is created the blanks.

The section of the blank to be deformed with the pulse magnetic field generally has the shape of a thin-walled pipe. The blank with this section is said to be movable, and the non-deformable one Blank called immovable blank.The latter can be cylindrical, conical, etc.

If the blanks are preset with play, the speed of the moving section is reached of the moving blank at the moment of their collision a few hundred meters per second, and In the contact zone of the surfaces to be welded, pressures of hundreds of thousands of atmospheres

3030th

3535

4040

4545

5050

5555

6060

65 ren generated Finds the collision of these surfaces at an angle instead of (oblique crash), which is ensured by previous or in the acceleration process ertolgendes profiling of the blanks, as a weld connection is formed.

Disadvantages of the known magnetic pulse welding process are: low economic efficiency; a welded joint can only be produced with relatively high collision speeds of the blanks; the Surfaces to be welded must be cleaned carefully.

Welding economy 3 means the ratio of the actually welded metal mass to the energy consumed in the process, which corresponds to the following expression: