DE3703485A1 - Verfahren und vorrichtung zum schweissen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum schweissenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Verschweißen von Teilen und insbesondere ein Preß
schweißverfahren mit Induktionsheizung und eine Vorrichtung
für dieses Verfahren, wobei eine Induktionsspule zwischen
zwei sich nicht drehenden schweißbaren Oberflächen ange
ordnet ist, um zunächst die Oberflächen auf eine Schweiß
temperatur zu erwärmen, wobei anschließend die Spule schnell
aus ihrer Lage zwischen den Oberflächen entfernt wird, um
zu gestatten, daß die Oberflächen zusammengedrückt werden, um
das erhitzte Metall zu stauchen und um eine wiederholbare
Schweißung hoher Festigkeit zu schaffen.
Zwei miteinander zu verschweißende Bauteile, wie sie bei
spielsweise bei der Konstruktion von Auslegern für Kräne
und dergleichen verwendet werden, erfordern genau bearbei
tete verschweißbare Flächen, die flach mit V-förmigen Außen
kerben sind, um die gewünschte Verbindungsgeometrie zu
schaffen, welche die besten Abschmelzschweißungen ergeben.
Die hierzu verfügbaren Rohre variieren häufig in der Dicke
und der Ovalität, so daß sich Schwankungen an der Verbin
dungsstelle ergeben, welche zu schädlichen Schwankungen
in der Schmelzschweißverbindung führen. Auch erfolgt das
Schmelzschweißen unter der willkürlichen Steuerung der
Schweißer, welche weitere Variablen beim Schmelzschweiß
verfahren verursachen. Diese Verbindungsstellen müssen
mittels Ultraschallverfahren überprüft und entweder ge
prüft sein oder als nicht einwandfrei gekennzeichnet und
repariert werden, woraus sich sehr teure Verbindungsstellen
ergeben, weil viel Erfahrung, Sorgfalt, fachmännisches Kön
nen und Zeit erforderlich sind, um zufriedenstellende Ver
bindungen zu schaffen. Das extrem alte Schmiedeverfahren
umfaßt das Wärmen von Stahl- oder Eisenteilen auf ihren
Schmiede- oder plastischen Zustand, das Zusammenbringen
der beiden Bauteile und das Aufbringen von Kraft oder Druck
auf diese Bauteile, beispielsweise durch Hämmern oder der
gleichen, um die Schweißung zu schaffen. Einer der Nachteile
bei dieser Schweißart besteht darin, daß sie sehr vom Arbei
ter abhängig und sehr inkonsistent ist.
Abschmelzschweißen, Widerstandsschweißen und Bogen- und
Stumpfschweißen erfordern, daß die beiden Teile zunächst
durch einen Luftspalt voneinander getrennt sind. Ein hoher
elektrischer Strom wird dann durch beide Bauteile geschickt,
und die zu verschweißenden Oberflächen werden zusammenge
bracht, um für eine ausreichende Zeit Lichtbogenbildung
zum Erreichen der Schmelztemperatur zu bewirken, wonach
der Strom abgeschaltet wird und die beiden Bauteile zusam
mengedrückt werden, um die Schweißstelle zu schaffen.
Beim Reibungsschweißen und Trägheitsschweißen wird ein Bau
teil stationär gehalten, während das andere Bauteil ge
dreht wird. Die beiden Bauteile werden zusammengebracht,
um Reibungswärme zu erzeugen, welche die sich berührenden
Oberflächen auf wenigstens die plastische Temperatur er
wärmen. Die Rotation wird dann angehalten, und eine höhere
Axialkraft wird aufgebracht, um die beiden Teile mitein
ander zu verschweißen.
Das magnetisch betriebene Lichtbogenschweißen ist ähnlich
dem Abschmelzschweißen, erfordert zusätzlich indessen ein
Erregen von Magnetspulen, die um die zu verschweißenden
Bauteile angeordnet sind, wodurch verursacht wird, daß
sich der Lichtbogen um die Mittellinie der zu verschweißenden
Teile dreht, so daß die Gleichmäßigkeit des Erhitzens ver
bessert wird.
Das Radialreibungsschweißen ist ähnlich dem Reibungsschwei
ßen, schließt indessen ein drittes sich drehendes Teil ein.
Das dritte Teil wird sehr hohen Radialkräften ausgesetzt,
so daß ein Ring aus erhitztem plastischem Material im Durch
messer kleiner wird, aber axial größer wird. Die axiale Zu
nahme schafft die Axialkraft, welche die Reibungskraft er
zeugt, wenn bei der genauen Temperatur die Rotation ge
stoppt wird und ein höherer Radialdruck aufgebracht wird, um
die Teile miteinander zu verschweißen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor
richtung umfassen ein Preßschweißsystem mit Induktionshei
zung, welches vorzugsweise zwei rohrförmige Teile miteinan
der verschweißt, ohne daß ein Teil gedreht werden muß. Ei
nes der Teile ist vorzugsweise in fixierter Lage eingeklemmt,
und das andere Teil ist in einer Druckaufbringmechanik fest
geklemmt, die längs eines Weges zwischen einer Position be
wegbar ist, in welcher die zu verschweißenden Oberflächen
einen ausreichenden Abstand voneinander aufweisen, so daß
dazwischen eine Induktionsspule aufgenommen werden kann, wel
che zunächst die Oberflächen auf Schweißtemperatur erwärmt
und dann aus ihrer Lage zwischen den Teilen entfernt wird,
um zu gestatten, daß das andere Teil längs des Weges bewegt
werden kann, um die erhitzten Oberflächen mit ausreichender
Kraft zusammenzupressen und die Oberflächen miteinander zu
verschweißen. Das Heizen und das Aufbringen von Druck erfol
gen vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre, um ein Oxidieren
und die Ausbildung von Krusten zu vermeiden. Obwohl mitein
ander zu verschweißende rohrförmige Teile als bevorzugte
Teile beschrieben werden, sei hervorgehoben, daß andere
ferritische oder nicht-ferritische Teile einschließlich
massiver Teile und solche mit schweißbaren Oberflächen mit
einander verschweißt werden können, die unterschiedlich
sind. Das Verfahren und die Vorrichtung sind unabhängig von
der Bedienungsperson, technisch einwandfrei, genau und
setzen das Überprüfen der Schweißung auf ein Minimum herab.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen
anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 perspektivisch die Vorrichtung zum Verschwei
ßen von Teilen,
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in
Fig. 1, wobei in durchgezogenen Linien eine
Induktionsspule in ihrer Ruhelage und in ge
strichelten Linien in aktiver Erhitzungslage
gezeigt ist,
Fig. 3 perspektivisch eine Teilansicht der Spule
und eine Mechanik zum Bewegen der Spule zwi
schen ihrer aktiven und passiven Lage,
Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in
Fig. 1 mit zwei als Rohre gezeigten mitein
ander zu verschweißenden Teilen, die von
einander beabstandet sind, um dazwischen die
Induktionsspule und Luftspalte aufzunehmen,
Fig. 5 eine Schnittansicht der Induktionsspule in
einer Position zum Erhitzen der endseitigen
Oberflächen eines Paares rohrförmiger Teile
auf Schweißtemperatur, wobei der Abstand
der Spule von dem Teil übertrieben darge
stellt ist,
Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht, wobei die
Spule zurückgezogen ist und die erhitzten
Oberflächen eines der Rohre axial in die
erhitzte Oberfläche des anderen Rohres
bewegt ist, um die erhitzten Abschnitte zu
stauchen und die Schweißstelle auszubilden,
Fig. 7 eine Schnittansicht durch die zusammenge
schweißten Teile, wobei die Stumpfschweiß
verbindung gezeigt ist,
Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht des mittle
ren Abschnittes der beiden zusammenzuschwei
ßenden Teile, welche schweißbare Oberflächen
unterschiedlicher Dicke aufweisen, wobei ein
Paar Induktionsspulen mit Lamellen zum Steuern
der Induktionsheizwege verwendet ist.
Die Vorrichtung 20 (Fig. 1) zum Preßschweißen mit Induktions
heizung umfaßt einen auf einem Boden gelagerten Rahmen 22,
welcher Endplatten 24, 26 und ein Paar Stützrohre 28, 30 auf
weist.
Ein Zylinderhalteblock 32 (Fig. 1 und 4) bildet einen Teil
des Rahmens 22, ist starr an den Rohren 28, 30 befestigt
und weist eine von ihm getragene Hydraulikzylinderanordnung
34 auf. Die Zylinderanordnung 34 (Fig. 4) umfaßt ein Zy
lindergehäuse 36, dessen eines Ende starr an dem Block 32
befestigt ist. Das andere Ende des Zylindergehäuses ist
bei 38 zur Aufnahme einer Kolbenstange 40 aufgebohrt, die
sich durch die Bohrung 38 und durch eine Bohrung 41 in
den Block 32 und durch eine geflanschte Hülse 44 erstreckt,
die an einer Wand 46 einer Kammer 48 für Inertgas 40 liegt,
welche an den Rohren 28, 30 mit Hilfe von Klammern 49 ge
tragen ist. Ein Kolben 50 ist an der Kolbenstange 40 zwi
schen ihren Enden und zwischen zwei Durchgängen 52, 54 fi
xiert, welche mit Hilfe von Leitungen 56, 58 an eine Hy
draulikventilanordnung (nicht gezeigt) angeschlosen sind.
Eine mechanische Haltevorrichtung ist mit dem Innenende der
Kolbenstange 40 verbunden, um das erste Teil M 1 zu ergrei
fen und freizugeben, welches mit einem zweiten Teil M 2 an
schweißbaren Oberflächen S 1 und S 2 zu verschweißen ist.
Ein Hals 54 ist starr mit dem anderen Ende der Kolbenstange
40 in eingestellter Position verbunden, um den Hub der
Kolbenstange und des Werkstückes oder des Teiles M 1 nach
rechts in Fig. 4 zu begrenzen. Wie in Fig. 4 gezeigt ist,
ist das zweite Teil M 2 fest mit der unteren Wand 70 eines
rechteckigen Kastens 72 mit Hilfe von Klammern 74 und Ver
bindern 76 wie beispielsweise Kopfschrauben oder Bolzen
festgeklemmt, die die Längsachse des Teiles M 2 mit der
Längsachse des Teiles M 1 ausrichten, welche konzentrisch
mit der Achse des Zylindergehäuses 34 ist.
Der Kasten 72 umfaßt eine offene obere Wand 78 mit einer
daran angelenkten Abdeckung 79, zwei Seitenwände 80 und
eine Endwand S 2. Das innere Ende der unteren Wand 70 er
streckt sich durch eine Öffnung in der benachbarten Wand
84 der Kammer 48, wobei der benachbarte offene Endabschnitt
des Kastens 72 mit der Wand 84 im wesentlichen luftdicht
verschweißt ist. Um zwischen den Teilen M 1, M 2 und einer
oder mehreren Induktionsspulen 88 einen Luftspalt zu
schaffen und um die Beständigkeit der Klammer 74 gegen den
Materialstauchdruck zu unterstützen, der von der Zylinder
anordnung 34 aufgebracht wird, nachdem die schweißbaren
Oberflächen S 1, S 2 erhitzt worden sind, ist zwischen dem
Teil M 2 und einer einstellbaren Positioniermechanik 92
ein Distanzstück 90 vorbestimmter Länge vorgesehen. Die
Mechanik 92 umfaßt einen Gewindeschaft 94, welcher in
die Endwand 82 eingeschraubt ist und eine Vielzahl von
Muttern 98, 98 a und 98 b aufweist, die zwecks genauer
Positionierung des Teiles M 2 dort fixiert sind, um
letzteres während des Stauchvorganges stationär zu halten.
Die Inertgas-Kammer 48 (Fig. 1, 2 und 4) ist vorgesehen,
um die Teile M 1, M 2 und die Induktionsspule 88 in einer
inerten Atmosphäre wie beispielsweise Argon oder Helium
während des Erhitzens und Stauchens zu halten, um eine
Oxidation und ein Verkrusten der schweißbaren Oberflächen
zu verhindern, so daß die Bindung schwächende Teile zwi
schen den geschweißten Oberflächen auf ein Minimum herab
gesetzt werden und somit die Schweißung verbessert wird.
Die Kammer 48 umfaßt eine entfernbare Abdeckung 100, die
an ihr mittels Flügelmuttern 102 befestigt ist, so daß der
Betriebsperson ein Zugang zu der Kammer zwecks Einsetzens
und Festklemmens des Teiles M 1 an der Halterung 60 möglich
ist. Wenn die Abdeckung geschlossen ist, wird Luft zunächst
aus der Kammer 48 über eine Leitung 104 durch eine von einem
Motor 108 getriebene Vakuumpumpe 106 evakuiert. Danach
wird aus einer Zuführquelle (nicht gezeigt) über eine Lei
tung 110 ein inertes Gas in die Kammer 48 gerichtet.
Wie am besten in Fig. 2, 3 und 4 gezeigt ist, ist die In
duktionsspule 88 in der Kammer 48 vorgesehen und zwischen
einer Lage außer Ausrichtung mit den Teilen M 1, M 2, die mit
einander zu verschweißen sind, wobei die Lage in ausgezogenen
Linien gezeigt ist, und einer Lage in Fluchtung zwischen den
Teilen bewegbar, wie sie in Fig. 2 gestrichelt gezeigt ist.
Die Induktionsspule 88 wird zwischen ihren beiden Lagen mit Hilfe
einer pneumatischen Zylinderanordnung 112 betätigt, die an
Trägern 114 angelenkt ist, welche an dem Block 32 befestigt
sind. Die Kolbenstange 116 der Zylinderanordnung 112 ist
an einem Hebel 118 (Fig. 2 und 3) angelenkt, welcher an
einer Welle 120 befestigt ist, die sich durch eine Wand 46
(Fig. 1) der Kammer erstreckt und dort gelagert ist und sich
durch ein Loch in einer Zunge 124 erstreckt, welche sich von
einer Endstütze einer Sammelschiene 126 vorwärts erstreckt.
Die Zunge 124 (Fig. 2 und 3), die Sammelschiene 126 und die
beiden die Schiene und die Zunge verbindende Verbinder 128
(von denen nur einer gezeigt ist) sind durch einen elektrisch
isolierenden oder nicht-leitenden Streifen 130 voneinander
getrennt, um somit einen Stromfluß von einem Transformator
132 (Fig. 1) zum Errichten eines Kreises von einer Seite
der Sammelschiene 126 durch die Induktionsspule 88 und zu
rück über die andere Seite der Sammelschiene 126 zu er
möglichen. Die Sammelschiene 126 und die Verbinder 128 sind
mit inneren Wasserkühldurchgängen versehen, durch welche
Kühlwasser zirkuliert. Das Kühlwasser tritt in die Durch
gänge über Leitungen 134 ein und wird durch andere nicht
gezeigte Leitungen abgeführt.
Drehbare Sammelschienenarmanschlüsse 136 sind in elektrischem
Kontakt mit benachbarten Seiten der Zunge 124 mit Hilfe eines
Paares nichtleitender Klemmarme 138 gehalten, die auf der
Welle 120 verkeilt sind und mittels mit Gewinde versehenen
Ankerstangen 140 in Reibeingriff mit der Zunge 124 gehalten
sind. Die Verbindungen 136 sind voneinander elektrisch
isoliert und umfassen je Kupferrohre 142, welche als Teile
eines elektrischen Kreises wirken und als Kühlwasserleitungen
dienen, wobei Kühlwasser in der durch die Pfeile in Fig. 2
und 3 angedeuteten Richtung dadurch strömt.
Eine Induktionsspulenhalterung 146 ist von einem Paar elek
trisch leitender Stäbe 148, 149 gebildet, die durch einen
nicht-leitenden Streifen 150 voneinander getrennt sind.
Die Stäbe 148, 149 sind elektrisch mit zugeordneten Ver
bindungen 136 und Leitungen 142 verbunden, welche Strom
leiten und ebenfalls Kühlwasser führen, wie dies in Fig. 2
gezeigt ist. Beabstandete leitende und getragene Blöcke
152, 153 sind an den Stäben 148, 149 befestigt und starr
an einem elektrisch isolierenden Polster 154 befestigt.
Die Spule 88 besteht aus Kupferrohr und leitet elektrischen
Strom und auch Kühlwasser, wobei ihre unteren Enden durch
einen nicht-leitenden Streifen 156 voneinander getrennt
sind. Kupferrohre 158, 159 sind voneinander mittels des
Streifens 156 getrennt, wobei das Rohr 158 elektrisch
mit den Stäben 148 und ebenfalls in Fluidstromeingriff
mit dem Block 152 verbunden ist. Ähnlich ist das Kupfer
rohr 159 elektrisch mit dem Stab 149 verbunden und in
Fluidstromeingriff an dem Block 153 angeschlossen. Ein
Kühlmitteleinlaßschlauch 160 ist mit dem Block 152 und ein
Auslaßschlauch 161 mit dem Block 153 verbunden. Somit zir
kuliert Kühlwasser aus dem Schlauch 160 durch die Induktions
spule 88 und durch den Schlauch 161, so daß die Induktions
spule während des Betriebes gekühlt wird.
Die Spule 88 ist an einem Paar nichtmetallischer Stützen
164 befestigt, die starr mit dem nichtmetallischen Polster
154 mit Hilfe von Winkelträgern 166 und Bolzen verbunden
sind. Wie am besten in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist ein
Paar Winkelarme 168 starr an der Welle 112 befestigt, ihre
freien Enden sind an dem isolierenden Polster 154 festge
legt und verursachen somit, daß die Drehsammelschienenver
bindungen 136 sich drehen, wenn die pneumatische Zylinder
anordnung 112 die Injektionsspule 88 anhebt und absenkt.
In Fig. 7 ist der gestauchte Abschnitt 169 der beiden
Teile M 1 und M 2 gezeigt, nachdem sie miteinander ver
schweißt sind.
In Fig. 8 ist der allgemeine Zustand gezeigt, welcher ein
tritt, wenn die beiden Teile M 3 und M 4 zusammengeschweißt
sind, d.h. die schweißbaren Oberflächen S 3 und S 4 der Teile
sind im Flächenbereich nicht gleich, weil die Oberfläche
S 3 wesentlich größer als die Oberfläche S 4 ist. In diesem
Fall ist die Vorrichtung im wesentlichen gleich der oben
beschriebenen mit der Ausnahme, daß zwei Induktionsspulen
170, 172 Seite an Seite angeordnet sind, wobei dazwischen
ein Isolator 174 vorgesehen ist. Ein erster optischer
Temperaturfühler 176 wie beispielsweise ein Infrarot-
Pyrometer fühlt die Temperatur der Oberflächen S 3 ab,
während ein zweiter optischer Temperaturfühler 178 die
Temperatur der Oberflächen S 4 abfühlt. Die zu den Spulen
170, 172 geführte Strommenge oder die Zeitlänge, in wel
cher der Strom zugeleitet wird, können einzeln oder beide
variiert werden, so daß beide Oberflächen S 3 und S 4 gleich
zeitig auf die gewünschten Schweißtemperaturen gebracht
werden. Dünne im allgemeinen U-förmige Siliziumeisen
streifen oder Lamellen 180 können die Spulen 170 und 172
umgeben, um wirksamer die Hitze der Induktionsspulen auf
die Oberflächen S 3 und S 4 abzugeben, die induktionserhitzt
und danach zusammenzuschweißen sind. Ansonsten ist der Be
trieb der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform wie oben
in bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben ist.
Im Betrieb der Vorrichtung 20 zum Preßschweißen unter In
duktionsheizung werden die beiden zusammenzuschweißenden
Teile zunächst fest in ihrer Schweißposition festgeklemmt,
wobei die schweißbaren Oberflächen S 1 und S 2 in einem ge
ringen Abstand von der Induktionsspule 88 angeordnet sind,
wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Dann wird die Vakuumpumpe
106 (Fig. 1) angelassen, um Luft aus der Kammer 48 zu eva
kuieren. Danach wird in die Kammer 88 ein inertes Gas ge
führt, und die Induktionsspule 88 wird erregt, um die
schweißbaren Oberflächen auf eine Stauch- oder Schweiß
temperatur zu erwärmen. Nachdem die Temperatur auf die
Schweißtemperatur erhöht worden ist, wie dies mit Hilfe
eines Infrarot-Pyrometers oder dergleichen bestimmt wird,
wird die Spule 88 unverzüglich entregt und aus ihrer Lage
zwischen den beiden Oberflächen in ihre Ruhelage bewegt,
wie dies in ausgezogenen Linien in Fig. 2 und 6 gezeigt
ist. Ein Stauchdruck wird dann unmittelbar von der hy
draulischen Zylinderanordnung 34 aufgebracht, um die
Oberflächen S 1, S 2 zu stauchen, so daß sich eine Schweiß
naht 169 ergibt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Das Er
hitzen und das Aufbringen von Druck erfordert ungefähr
5 bis 7 Sekunden.
Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß bei dem
Verfahren und der Vorrichtung zwei Teile so angeordnet wer
den, daß ihre miteinander zu verschweißenden Oberflächen
nahe beieinander angeordnet sind, wobei indessen eine oder
zwei Induktionsspulen dazwischen angeordnet werden können,
um zunächst die schweißbaren Oberflächen auf Schweißtempera
tur zu erhitzen. Die Induktionsspulen werden dann von den
erhitzten schweißbaren Oberflächen bewegt, und die Ober
flächen werden mit ausreichender Kraft zusammengepreßt, um
die erhitzten Oberflächen zu stauchen und somit eine feste
Schweißung zu bilden. Werkstoffprüftests haben ergeben, daß
die so geschaffenen Schweißungen wesentlich stabiler als sol
che sind, die mittels herkömmlicher Abschmelzschweißung er
zeugt werden.
Es lassen sich zweckmäßige Änderungen bei den beschriebenen
Ausführungsformen vornehmen, ohne sich jedoch dabei vom
Kern der Erfindung zu entfernen.
Claims (29)
1. Verfahren zum Verschweißen zweier schweißbarer
Oberflächen, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Fläche so gestützt wird, daß die Oberflächen
einen Abstand voneinander aufweisen, daß jede schweiß
bare Oberfläche auf Schmiedetemperatur induktionser
hitzt wird, und daß die erhitzten Oberflächen mit aus
reichender Kraft zueinander gepreßt werden, um Ab
schnitte der schweißbaren Oberflächen zu stauchen und
diese Oberflächen zusammenzuschweißen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Teile ferritische Teile sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Teile nicht-ferritische Teile sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die schweißbaren Oberflächen ebene Oberflächen
sind, die parallel zueinander gehalten werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine im wesentlichen inerte Atmosphäre um die schweiß
baren Oberflächen während des Induktionserhitzens und
des Pressens aufrechterhalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Induktionsheizen mittels einer Induktionsspule
durchgeführt wird, welche die schweißbaren Oberflächen
auf Bindetemperatur erhitzt und daß die Induktionsspule
von den schweißbaren Oberflächen mit Hilfe von Luftspalten
im Abstand gehalten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Induktionserhitzen von zwei Induktionsspulen durch
geführt wird, und daß zusätzlich die Wärme, die von jeder
Spule zum Erhitzen schweißbarer Oberflächen unterschied
licher Bereiche zugeführt wird, auf annähernd die gleiche
Temperatur gesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Preßvorganges wenigstens eines der Teile
längs eines linearen Weges bewegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Induktionsspule längs eines bogenförmigen Weges
zu einer Lage zwischen diesen Oberflächen vor dem Induk
tionserhitzen bewegt wird, und daß die Induktionsspule
von diesen Oberflächen wegbewegt wird, bevor letztere
gegeneinander gepreßt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Erhitzen und das Pressen eine Zeit erfordern, die
eine Funktion von Metallvolumen, Energieverfügbarkeit und
Wirksamkeit ist, und daß die Induktionsspule gekühlt
wird.
11. Verfahren zum Induktionsschweißen zweier miteinan
der verschweißbarer Oberflächen von zwei Teilen, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Teile so gestützt werden,
daß die Flächen voneinander beabstandet sind, um einen
Spalt zu bilden, daß innerhalb des Spaltes eine Induktions
spule bewegt wird, daß eine im wesentlichen inerte Atmosphä
re um diese Flächen herum geschaffen wird, daß ein Hoch
frequenzstrom durch die Spule geleitet wird, um diese
Flächen zu erhitzen, daß die Spule aus dem Spalt entfernt
wird, wenn diese Teile auf zweckmäßige Temperaturen er
hitzt worden sind, und daß diese Flächen in Schweißein
griff miteinander gestaucht werden.
12. Vorrichtung zum Verschweißen zweier schweißbarer
Oberflächen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum
Stützen einer jeden Oberfläche, wobei diese Oberflächen
voneinander beabstandet sind, daß eine Induktionsheizein
richtung vorgesehen ist, um jede Oberfläche auf eine Stauch
temperatur zu erhitzen, daß eine Einrichtung zum Bewirken
einer Relativbewegung zwischen der Induktionsheizeinrich
tung und den schweißbaren Oberflächen vorgesehen ist, um
diese Oberflächen und die Induktionsheizeinrichtung wahl
weise zwischen einer Oberflächenheizposition und einer
Position anzuordnen, welche von dieser Oberfläche ent
fernt ist, daß eine Einrichtung zum Aktivieren der In
duktionsheizeinrichtung vorgesehen ist, um jede schweiß
bare Oberfläche auf eine Schweißtemperatur zu erhitzen,
wenn sie sich in der Oberflächenerhitzungsposition be
findet, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die
erhitzten Oberflächen mit ausreichender Kraft zusammen
zupressen, um Abschnitte dieser Oberflächen zu stauchen
und diese Teile zusammenzuschweißen, wenn sich die
Heizeinrichtung und die schweißbaren Oberflächen in beab
standeten Positionen befinden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um diese Oberflächen
in einer im wesentlichen inerten Atmosphäre zu halten, wenn
die Induktionsheizeinrichtung diese Oberflächen auf eine
Stauchtemperatur erhitzt und während diese erhitzten Ober
flächen gegeneinander gepreßt werden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Induktionsheizeinrichtung eine einzige Induktions
spule ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Induktionsheizeinrichtung ein Paar unabhängig von
einander gesteuerter Spulen ist, um die Oberflächen ent
sprechend unterschiedlicher Anforderungen zu erhitzen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die miteinander zu verschweißenden Oberflächen sich
in ihrer Größe unterscheiden.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die miteinander zu verschweißenden Oberflächen aus Me
tall bestehen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Teile gegeneinander drehbar gehalten sind,
während sie erhitzt und zusammengepreßt werden, um die
Schweißung auszubilden.
19. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die im wesentlichen inerte Atmosphäre ein reines Vakuum
wie im Weltall ist.
20. Vorrichtung zum Verschweißen zweier Teile, die je
eine schweißbare Oberfläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um jedes Teil zu tragen,
wobei die Oberflächen voneinander beabstandet sind, daß
eine Induktionseinrichtung zum Erhitzen einer jeden Ober
fläche auf eine Stauchtemperatur vorgesehen ist, daß eine
Einrichtung vorgesehen ist, um die Induktionsspuleneinrich
tung zwischen einer Position, in welcher die schweißbaren
Oberflächen auf eine Stauchtemperatur erhitzt werden, und
einer zweiten Position zu bewegen, die von den zu ver
schweißenden Oberflächen entfernt liegt, und daß eine Ein
richtung vorgesehen ist, um die erhitzten Oberflächen mit
ausreichender Kraft zusammenzupressen, um Teile der er
hitzten schweißbaren Oberflächen zu stauchen und die Teile
miteinander zu verschweißen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die schweißbaren
Oberflächen in einer im wesentlichen inerten Atmosphäre zu
halten, während die Induktionsheizeinrichtung die Oberflächen
auf eine Schweißtemperatur erhitzt und während die erhitzten
Oberflächen gegeneinander gepreßt werden.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Induktionsheizeinrichtung eine einzige Induktions
spule ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Induktionsheizeinrichtung ein Paar unabhängig von
einander steuerbarer Spulen ist, um Oberflächen unter
schiedlicher Aufheizungseigenschaften auf ihre zweckmäßigen
Schweißtemperaturen zu erhitzen.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die unterschiedlichen Aufheizanforderungen für die
beiden Oberflächen erfüllt werden, indem die Luftspalte
zwischen der einzigen Spule und jeder der beiden Oberflächen
einstellbar sind, wobei die mehr Energie erfordernde Ober
fläche näher an der Spule als die andere Oberfläche ange
ordnet ist.
25. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftspalte zwischen der Induktionsspule und jeder
der schweißbaren Oberflächen eingestellt wird, wobei die
mehr Energie erfordernde Oberfläche näher an der Spule
als die andere Oberfläche angeordnet wird.
26. Vorrichtung zum Induktionserhitzen und Preßschweißen
schweißbarer Oberflächen zweier Bauteile, welche in einer
im wesentlichen sauerstofffreien Atmosphäre angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Stützeinrichtung
zum Tragen eines der Teile vorgesehen ist, daß eine zweite
Stützeinrichtung zum Tragen des anderen Teiles vorgesehen
ist, wobei die beiden schweißbaren Oberflächen voneinander
beabstandet sind, daß eine Induktionsspule vorgesehen ist,
daß eine Einrichtung zum Bewirken einer Relativbewegung
zwischen der Spule und den schweißbaren Oberflächen vor
gesehen ist, um wahlweise die Spule und die schweißbaren
Oberflächen in einer Erhitzungslage, in welcher sie mit
einander ausgerichtet sind und in einer Schweißlage an
zuordnen, in welcher sie nicht miteinander fluchten, daß
eine Einrichtung vorgesehen ist, um einen Hochfrequenzstrom
durch die Spule zu schicken, wenn sie sich in der Erhitzungs
position befindet, um die Oberflächen auf eine Stauchtempera
tur zu erhitzen und daß eine Einrichtung zum Aufbringen
von Druck vorgesehen ist, um die erhitzten Oberflächen mit
ausreichender Kraft zusammenzubewegen und die Oberflächen
zu stauchen und die Teile miteinander zu verschweißen, wenn
sich die Spule in der Schweißposition befindet.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Stützeinrichtung das eine Teil in fixierter
Lage festhält, während sich die Spule in der Erhitzungs
position und in der Schweißposition befindet.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Stützeinrichtung das andere Teil zwecks
Bewegung zwischen der einen Position und der Schweißposition
bewegbar trägt.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Aufbringen von Druck eine Kolben
stange einer Hydraulikzylinderanordnung ist, die mit der
zweiten Stützeinrichtung verbunden ist.
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