DE498501C

DE498501C - Verfahren zum Schweissen und Loeten mit insbesondere elektrisch erzeugter Strahlungswaerme

Info

Publication number: DE498501C
Application number: DESCH83089D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-06-28
Filing date: 1927-06-29
Publication date: 1930-05-23
Also published as: DE506669C

Description

Verfahren zum Schweißen und Löten mit insbesondere elektrisch erzeugter Strahlungswärme Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verwendung von Strahlungswärme zum lokalen Erhitzen, wie es besonders das Schweißen und Löten von Nähten an aus Blechen geformten Körpern erfordert.
Die Figuren der Zeichnung stellen Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Anwendung des Verfahrens dar.
In Fig. i ist E ein aus wärmebeständigem Material bestehender Leiter, welcher Rohrform hat, aber durch zwei oder drei axial verlaufende Längsschlitze geteilt ist, so daß er an die drei Phasen eines Drehstromnetzes bei Dreiteilung oder an zwei Phasen bei Einphasenstrom oder Gleichstrom angeschlossen werden kann. B ist ein gut leitendes Verbindungsstück. Der Querscluiitt und Widerstand des Strahlers E ist so bemessen, daß er bei der gegebenen Strombelastung auf Glut kommt und wärmestrahlend wirkt. Für den Strahler E können metallische ;Leiter, wie z. B. Wolfram, oder auch Leiter zweiter Klasse (Magnesiumoxyd u. dgl.) Verwendung finden. Bei Verwendung von Leitern zweiter Klasse wird durch eine eingebaute Heizspirale die zum Angehen erforderliche Vorwärmung erzielt. Die radiale Strahlung der zylindrischen lfantelfläclie des Strahlers wird durch einen umgebenden glockenförmigen SpiegelS so abgelenkt, daß sich sämtliche Strahlen im Brennpunkt F vereinigen. Dieser -lockeinförmige Spiegel ist beispielsweise aus Kupferblech ausgeführt, doppelwandig, so daß der Hohlraum H von Kühlwasser durchströmt werden kann, und die Innenfläche ist versilsilbert. Silber besitzt auch für die langwelligen Strahlen, selbst von der Wellenlänge i o/ i ooo mm, noch ein Reflexionsvermögen, welches zwischen 97 und ioo % liegt.
Im Brennpunkt F entsteht somit nahezu die Oberflächentemperatur des Strahlers, jedoch, da sich die Strahlung der ganzen Fläche in seinem Punkt vereinigt, mit entsprechend höherer Amplitude. Es erhält also der Punkt F die Eigenschaften einer starken Wärmequelle, ähnlich beispielsweisse dem Flammenkegel eines Acetylenbrenners.
Wird nun ein Leiter zweiter Klasse verwendet, so läßt sich die Temperatur von E bis über zooo° bringen, so daß in F auch eine zum Schweißen von Eisen erforderliche Temperatur erzielt wird.
Bei Verwendung von Wolfram für den Strahler und Füllung des Glockenhohlraumes mit Schutzgas sind noch höhere Temperaturen erreichbar. Hierbei kann der Diffusionsverlust des Schutzgases entweder auf Null gebracht oder sehr klein gehalten werden, wenn, wie Fig. ¢ zeigt, der Hohlraum durch .eine für den Hauptteil der Strahlung oder für alle erzeugten Strahlen durchlässige Verschlußplatte G abgeschlossen wird. Hierfür eignen sich Flintglas, unter besonderen Verhältnissen auch Sylvih u. dg1. Es kann auch nach Fig. z der Strahler in Drähte E aufgelöst werden, welche einen Zylindermantel bilden und bei welchen jeder Draht in einer Hülle aus möglichst durchlässigem Hüllstoff eingeschlossen ist. In diesem Falle kann ein innerer Zylinders, in seinem äußeren Umfang spiegelnd, auch die nach innen gehende Strahlung auffangen und durch die Zi="ischenräume zwischen den Drähten auf den Sammelspiegel S werfen.
Natürlich kann der zylinderförmige Strahler auch noch anders ausgebildet sein, beispielsweise nach Fig. 3. in welcher ein Heizdraht einen Trägen( in Windungen umgibt, welche natürlich eng gelegt sind, nicht weit, wie es der Darstellung halber in Fig.3 gezeigt ist. Ebenso könnte der Strahler auch selbst hohlspiegelartig eine Strahlungsfläche bilden, wobei allerdings der Raumbedarf in der Durchmesserrichtung größer wird, so daß diese Form sich nur für kleinere Energiemengen eignet, während der einen Zylindermantel bildende Strahler beliebig große Wärmemengen im Punkt F vereinigen läßt.
Abb. 5 zeigt eine andere Form des Strahlers. Hier bilden Lichtbogen L, welche zwischen Elektroden EE überspringen, die strahlende Fläche. Durch radial seine Kraftlinien ausstrahlenden Magneten M können diese Lichtbogen zum Kreisen gebracht werden, wodurch die Zylinderfläche geschlossen erscheint und außerdem ein Wandern der Lichtbogen auf den Übergangsflächen der Elektrode erzielt wird und damit ein längeres K onstantbleiben derselben.
In Fig. 6 bilden die Lichtbogen eine plane Ringfläche, deren Strahlung durch die Linse G aus entsprechend wärmedurchlässigem Stoff im Punkt F gesammelt wird. Auch hier werden die Lichtbogen zweckmäßig durch Magnetwirkung des Magneten M zum Kreisen gebracht.
Mit diesem Strahler ist also rein elektrisch ein. Arteitsverfahren möglich, wie es bisher nur mit Flammenkegeln erreichbar war. Eine Nahtschweißung kann z. B. erzielt werden, indem entweder das Werkstück mit seiner Schweißnaht durch den Punkt F wandert, oder der Punkt F kann durch entsprechende Bewegung des Strahlers die Naht entlang wandern. Ebenso natürlich ist die Wärme des Punktes F zum Löten und anderen lokalen Erwärmungsarbeiten, auch zu punktförmigen Erwärmungen verwendbar.
Infolge der großen Wärmemenge, die sich in F auf einem Punkt sammeln läßt, kann die nötige Arbeitstemperatur in F auch nach Abzug der durch die Ableitung entstehenden Verluste erreicht werden. Denn die Strahlungsfläche des Strahlers E läßt sich immer so groß machen, daß der nötige überschuß in F vorhanden ist. Da sich an E Temperaturen zwischen 2ooo und 3ooo°, bei Lichtbogen sogar noch mehr erreichen lassen, entsteht auch in F eine nahezu ebenso hohe Temperatur, welche nur um die Absorptionsverluste in durchstrahltem Gasraum und um die eventuellen Absorptionsverluste in der Decke G oder der Hülle um E in Fig. 2 kleiner ist, und diese Verluste können sehr klein gehalten werden. Dazu kommen noch die sehr geringen Spiegelungsverluste an S.
Der Strahler läßt sich für Niederspannung besonders nach der Ausführung der Fig. i bauen und liegt dann im Sekundärkreis eines Wechselstromtransformators, oder er kann auch direkt an normale Netzspannung gelegt werden, wenn entweder in E Leiter zweiter Klasse mit hohem Widerstand verwendet werden oder nach Fig. 2 die einzelnen Strahler E in entsprechende Gruppen in Reihe geschaltet sind. Auch die Ausführung nach Fig.3 gestattet die Verwendung normaler 1NTetzspannungen, ebenso die Ausführung nach Fig.5 und 6.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Schweißen und Löten mit Strahlungswärme, insbesondere elektrisch erzeugter Strahlungswärme, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmestrahlung einer relativ großen Regelfläche durch Spiegelung oder Brechung in einem Brennpunkt auf eine wesentlich kleinere Fläche verdichtet wird.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Hüllform eine zylindermantel- oder kegelmantelförmige Regelfläche durch axial verlaufende oder in Windungen angeordnete, elektrisch -erhitzte Drähte gebildet wird.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zylinderförmigen oder ringförmigen Elektroden kreisende Lichtbogen eine mit relativ großer Fläche strahlende Regelfläche bilden.