DE849506C

DE849506C - Device for butt welding hollow metal bodies

Info

Publication number: DE849506C
Application number: DEC4611A
Authority: DE
Inventors: Edward Corbin Chapman
Original assignee: Combustion Engineering Superheater Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1951-08-19
Filing date: 1951-08-19
Publication date: 1952-09-15

Description

Einrichtung zum Stoßschweißen hohler Metallkörper Die Erfindung bezieht sich auf (las Schweißen von Metallkörpern unter Verwendung elektrischer Energie zum Erhitzen dieser Körper und betrifft insbesondere das Verschweißen von Rohrenden.Apparatus for butt welding hollow metal bodies The invention relates to himself on (read welding of metal bodies using electrical energy for heating these bodies and relates in particular to the welding of pipe ends.

Beim gegenseitigen Verschweißen von Metallteilen, insbesondere Rohrenden, sollen diese nach dem Verschweißen vorzugsweise die gleichen Querabmessungen wie vorher haben, d. li. es sollen sich keine nachteiligen Stauchungen ergeben.When welding metal parts together, especially pipe ends, these should preferably have the same transverse dimensions as have beforehand, d. left there should be no disadvantageous compression.

Bisher wurden die Rohrenden durch mehrere auf sie gerichtete Heizflammen auf die Schweißtemperatur erhitzt. Sie wurden dann aufeinandergedrückt oder gestoßen und verschweißt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß an den Rohrenden Stauchungen auftreten, die ihre Verwendungsmöglichkeiten in der Wirtschaft einschränkten. Die Stauchung ergibt sich durch die Erhitzung und die Erweichung des Arbeitsstückes über die Schweißstelle hinaus, die mit den bisher verwendeten Heizmitteln hervorgerufen werden.So far, the pipe ends have been pointed by several heating flames heated to the welding temperature. They were then squeezed or bumped together and welded. It has been found, however, that upsets at the pipe ends occur that restricted their uses in business. the Compression results from the heating and softening of the workpiece beyond the weld caused by the previously used heating means will.

Ferner ist die Güte der Schweißung vom Schutz gegen Oxydation während des Erhitzens abhängig. Ein vollständiger Schutz ist jedoch bei der Gaserhitzung nicht möglich.Furthermore, the quality of the weld is of protection against oxidation during of heating dependent. However, complete protection is with gas heating not possible.

Die Erfindung richtet sich auf ein verbessertes Verfahren und auf Mittel zum auf elektrischem Wcge erfolgenden Erhitzen der Rohrenden auf die Schweißtemperatur und zum Schutz des erhitzten Metalls gegen Oxydation.The invention is directed to an improved method and to Means for electrically heating the pipe ends to the welding temperature and to protect the heated metal against oxidation.

Weitere Vorteile und Ziele der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter, in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele. Die Zeichnungen zeigen dabei in Fig: i einen Schnitt der konzentrisch um das Rohrende gelegten, erfindungsgemäßen Induktionsspule, und zwar längs der Linie i-i der Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt durch die Spule längs der Linie 2-2 der Fig. i oder der Linie 2-2 der Fig. 3, wobei die ungefähre Lage der Spule bezüglich der zu verschweißenden Rohrenden und das Gehäuse zur Aufnahme einer Atmosphäre aus einem nicht oxydierenden Gas um die Rohrenden während des Erhitzens und während des Schweißvorgangs zu sehen sind, Fig. 3 die Spule nach Fig. i, die hier aus zwei Hälften zusammengesetzt ist, welche zum Abnehmen der Spule gelenkig miteinander verbunden sind, Fig. 4, 5, 6 und 7 Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen der Spule längs der Linie 5-5 der Fig. i.Further advantages and objects of the invention will emerge from the following Description of preferred exemplary embodiments shown in the drawings. The drawings show in Fig: i a section of the concentric around the pipe end, induction coil according to the invention, along the Line i-i of FIG. 2, FIG. 2 shows a section through the coil along line 2-2 of the Fig. I or the line 2-2 of Fig. 3, the approximate location of the coil with respect to the pipe ends to be welded and the housing to absorb an atmosphere a non-oxidizing gas around the pipe ends during heating and during of the welding process can be seen, FIG. 3 shows the coil according to FIG Halves is assembled, which are hinged to each other for removing the spool 4, 5, 6 and 7 are cross-sections through different embodiments of the spool along line 5-5 of Fig. i.

Nach den Fig.1, 2 und 3 werden die zu verschweißenden Rohrenden 1 und 2 in Flucht und, wie dargestellt, mit Abstand in einem nicht gezeichneten, dem Fachmann aber bekannten Apparat angeordnet. Die Fortsetzungen der beiden Rohrenden i und 2 werden in nicht gezeichnete, in der Vorrichtung vorgesehene Blöcke eingeklemmt, von denen einer fest und der andere in Richtung der Rohrachse verschiebbar ist. Selbstverständlich können auch beide Blöcke aufeinander zu beweglich sein. Auf diese Weise können die Rohre in Achsenrichtung gegeneinander bewegt werden, so daß sie am Anfang getrennt und später zum Verschweißen miteinander in Berührung gebracht werden können.According to FIGS. 1, 2 and 3, the pipe ends to be welded 1 and 2 in alignment and, as shown, at a distance in a not shown, the Those skilled in the art but known apparatus arranged. The continuations of the two pipe ends i and 2 are clamped in blocks (not shown) provided in the device, one of which is fixed and the other is displaceable in the direction of the pipe axis. Of course, both blocks can also be movable towards one another. To this Way the tubes can be moved in the axial direction against each other, so that they separated at the beginning and later brought into contact with one another for welding can be.

Eine Induktionsspule 3, in diesem Fall eine einzige Wicklung begrenzter Breite, ist konzentrisch um die Rohrenden gelegt. Die Spule 3 kann aus Kupfer in einer einzigen Wicklung, wie in Fig. i, oder in zwei Hälften, wie in Fig. 3, hergestellt sein. Besteht die Spule wie in Fig. i nur aus einer Wicklung, so ist der Ringteil der Spule 3, der die Rohrenden umgibt, bei 4 und 5 durch einen Spalt getrennt. Die Schienen 6 und 7 führen von den Spulenenden 4 und 5 weg und dienen als Klemmen, an denen die Leitungen (nicht gezeichnet) zur Zufübrung hochfrequenten Wechselstroms zur Spule angeschlossen sind.An induction coil 3, in this case a single winding more limited Width, is placed concentrically around the pipe ends. The coil 3 can be made of copper in a single winding, as in Fig. i, or in two halves, as in Fig. 3, made be. If the coil consists of only one winding, as in Fig. I, the ring part is the coil 3, which surrounds the pipe ends, separated at 4 and 5 by a gap. the Rails 6 and 7 lead away from the coil ends 4 and 5 and serve as clamps, on which the lines (not shown) for supplying high-frequency alternating current connected to the coil.

Damit die Spule 3 gegen Überhitzung geschützt wird, ist sie mit einem Mantel 8 versehen, durch den ein Kühlmedium fließt. Die Nippel 9 und io sind an der Spule befestigt, stehen mit dem Mantel 8 in Verbindung und dienen als Einlaß bzw. Auslaß für das Kühlmedium.So that the coil 3 is protected against overheating, it is with a Provided jacket 8 through which a cooling medium flows. The nipples 9 and io are on attached to the coil, are in communication with the jacket 8 and serve as an inlet or outlet for the cooling medium.

Besteht die Spule aus zwei Hälften, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so'wird eine obere Hälfte 3a bei 4 und 5 von der unteren Hälfte 3b getrennt. Um die Hälften auseinanderspreizen zu können, sind sie drehbar auf Stiften ii gelagert, die durch die Scharniere der Schienen 12 und 13 führen, welche radial von der entsprechenden Hälfte vorstehen. Die Stifte ii sind auf einer gemeinsamen Lagerschiene rja montiert. Um einen wirksamen Stromübertritt zwischen den Schienen 12 und 13 zu gewährleisten, ist ein biegsames Kabel 14 vorgesehen, dessen Enden 15 an den Schienen 12 und 13 der Hälften der Induktionsspule befestigt sind.If the coil consists of two halves, as shown in Fig. 3, so 'an upper half 3a at 4 and 5 is separated from the lower half 3b. Around To be able to spread the halves apart, they are rotatably mounted on pins ii, which pass through the hinges of the rails 12 and 13, which radially from the corresponding Protrude half. The pins ii are mounted on a common bearing rail rja. In order to ensure an effective current transfer between the rails 12 and 13, a flexible cable 14 is provided, the ends 15 of which are attached to the rails 12 and 13 of the halves of the induction coil are attached.

Die Hälften 3a und 3b der Spule sind mit Mänteln oder Leitungen 8a und 81 versehen, durch die ein Kühlmedium zirkuliert. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, führen die Leitungsschienen 7, 6 und 12, 13 radial von den Enden der Spulenhälften 3a und 3b weg und sind eine Fortsetzung dieser Spulenteile. Die Mäntel oder Hohlleitungen 8a, 81 in der Nähe dieser Leitungsschienen bilden eine Fortsetzung der Spulen 3a, 3b. Am Scharnierende der Spule können Nippel 16 und 17 vorgesehen werden, die die Leitungen 8a und 8b mit der Verbindungsleitung 18 verbinden. Durch diese Verbindungsleitung kann das durch die Leitung einer Hälfte fließende Kühlmedium in die Leitung der anderen Hälfte gelangen. An den äußeren Enden der Schienen 6 und 7 führen metallene Hohlleitungen 6a und 7a konzentrisch und im Abstand um die Spule 3 zu Punkten in der Nähe der Scharniere ii. Die Hohlleitungen 6a, 7a sind in die Leitungen 8a, 8b zur Zuführung und zum Abfluß des Kühlmediums geschaltet und dienen gleichzeitig als Leiter für die Stromzuführung zur Spule. Die Enden der Leitungen 6a, 7a sind in der Nähe der Schaniere ii mit Nippeln 6b, 7' für die Kühlmediumzuführung und mit Enden 6°, 7c versehen, an denen die Leiter für die Stromzuführung befestigt sind.The halves 3a and 3b of the coil are provided with jackets or lines 8a and 81 through which a cooling medium circulates. As can be seen from FIG. 3, the conductor rails 7, 6 and 12, 13 lead radially away from the ends of the coil halves 3a and 3b and are a continuation of these coil parts. The jackets or hollow lines 8a, 81 in the vicinity of these line rails form a continuation of the coils 3a, 3b. At the hinge end of the coil, nipples 16 and 17 can be provided which connect the lines 8a and 8b to the connecting line 18. The cooling medium flowing through the line of one half can pass through this connecting line into the line of the other half. At the outer ends of the rails 6 and 7, metal hollow lines 6a and 7a lead concentrically and at a distance around the coil 3 to points in the vicinity of the hinges ii. The hollow lines 6a, 7a are connected to the lines 8a, 8b for supplying and draining the cooling medium and at the same time serve as conductors for supplying power to the coil. The ends of the lines 6a, 7a are provided in the vicinity of the hinges ii with nipples 6b, 7 ' for the cooling medium supply and with ends 6 °, 7c to which the conductors for the power supply are attached.

Der von einer nicht gezeichneten Hochfrequenzquelle kommende Strom für die Spule 3 tritt in den Leiter 7° durch eine Verbindung vom Netz bei 7c ein und fließt dann durch den Leiter 7a, die Schiene 7, die Spulenhälfte 3a, die Schiene 12, das biegsame Kabel 14, die Schiene 13, die Spulenhälfte 3b, die Schiene 6, den Leiter 6a und durch die Verbindung 6° zum Netz. Das Wasser für die Spule 3 tritt beim Nippel 7b ein und fließt dann durch den Hohlleiter 7a, die Leitung 8a, den Nippel 16, den Schlauch 18 und den Nippel 17, durch die Leitung 8b und durch den Hohlleiter 6a zum Austrittnippel 6b.The current for the coil 3 coming from a high-frequency source (not shown) enters the conductor 7 ° through a connection from the network at 7c and then flows through the conductor 7a, the rail 7, the coil half 3a, the rail 12, the flexible cable 14 , the rail 13, the coil half 3b, the rail 6, the conductor 6a and through the connection 6 ° to the network. The water for the coil 3 enters the nipple 7b and then flows through the waveguide 7a, the line 8a, the nipple 16, the hose 18 and the nipple 17, through the line 8b and through the waveguide 6a to the outlet nipple 6b.

Zur Entfernung der Rohre nach dem Schweißen werden ein oder beide Ventile der Spule 3 um die Stifte ii in eine offene Stellung gedreht; die strichpunktierte Linie zeigt die Hälfte 3' in offener Stellung. Selbstverständlich können bekannte Mittel vorgesehen werden, um die Induktionsspule 3 am Rahmen des Apparats zur Halterung und Ausfluchtung der Rohre durch nicht gezeichnete Mittel zu montieren.To remove the pipes after welding, one or both valves of spool 3 are rotated about pins ii to an open position; the dash-dotted line shows half 3 ' in the open position. Of course, known means can be provided to mount the induction coil 3 on the frame of the apparatus for holding and aligning the tubes by means not shown.

Vorzugsweise ist, wie aus den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, ein Gehäuse i9 vorgesehen, das die gesamte Induktionsspule umschließt, so daß eine Atmosphäre aus einem nicht oxydierenden Gas, beispielsweise Stickstoff, in einem Raum um die zu erhitzenden und zu verschweißenden Rohrenden aufrechterhalten werden kann. Zur Vervollständigung des Abschlusses können Stopfen 2o aus geeignetem Material in den Rohren in der Nähe ihrer Enden zur Aufnahme des Gases vorgesehen werden. Das Gehäuse kann aus einem nicht magnetischen und hitzebeständigen Material hergestellt sein. Das Gehäuse kann aus einem oberen und unteren Teil bestehen, die in einer durch die Achse der Rohre verlaufenden Ebene verbunden sind, und kann an den Spulenhälften 3a und 31 befestigt oder in der Nähe des Scharnierendes der Spule 3 angelenkt sein. Ein Nippel 21 bildet den Eintritt tür das nicht oxydierende Gas, das bei Zuführung in das Gehäuse ig die Rohrenden während des Erhitzens vollständig umgibt, so daB diese beim unter Druck erfolgenden Zusammenbringen für den Schweißvorgang nicht durch die Luft beeinträchtigt werden. Diese Beeinträchtigung durch die Luft war ein Nachteil der früheren Verfahren zum unter Druck erfolgenden Schweißen.Preferably, as can be seen from FIGS. 2 and 3, a housing 19 is provided which encloses the entire induction coil so that an atmosphere of a non-oxidizing gas, for example nitrogen, in a space around the pipe ends to be heated and welded can be sustained. To complete the closure, plugs 20 made of suitable material can be provided in the tubes near their ends for receiving the gas. The housing can be made of a non-magnetic and heat-resistant material. The housing may consist of upper and lower parts connected in a plane passing through the axis of the tubes and may be attached to the spool halves 3a and 31 or hinged near the hinge end of the spool 3. A nipple 21 forms the entry for the non-oxidizing gas which, when fed into the housing, completely surrounds the pipe ends during heating, so that they are not impaired by the air when they are brought together under pressure for the welding process. This airborne nuisance has been a disadvantage of previous pressurized welding methods.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Spule, um im wesentlichen nur die bei i und 2 angedeuteten Rohrenden oder andere Metallkörper wirkungsvoll zu erhitzen. Die Breite des erhaltenen erhitzten Bandes, beispielsweise in den Rohrenden, ändert sich direkt mit der Breite der einzigen Spulenwicklung in axialer Richtung.5, 6 and 7 show different embodiments of the coil, to essentially only the pipe ends indicated at i and 2 or other metal bodies to heat effectively. The width of the heated tape obtained, for example in the pipe ends, changes directly with the width of the single coil winding in the axial direction.

Ein Schnitt durch eine bekannte Ausführungsform einer Spule ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Spule besteht aus einem rechteckigen Kupferrohr, durch das Wasser zur Kühlung des Leiters fließt. Die dabei mögliche minimale Breite der Spule beträgt annähernd i,3 cm für die zum Schweißen von Rohren notwendigen Stromstärken, wobei dei Rohrdurchmesser und die Wandstärke im Fall von Dampfkesseln bis zu io cm Durchmesser und o,9 cm Wandstärke betragen.A section through a known embodiment of a coil is shown in FIG Fig. 4 shown. This coil consists of a rectangular copper tube, through the water to cool the conductor flows. The possible minimum width of the Coil is approximately i, 3 cm for the currents necessary for welding pipes, where the pipe diameter and the wall thickness in the case of steam boilers up to io cm diameter and 0.9 cm wall thickness.

Um die Breite des erhitzten Bandes herabzusetzen, finden nach der Erfindung Spulen Verwendung, deren Querschnitt in den Fig.5, 6 und 7 dargestellt ist. Bei diesen Spulen werden Leiter 3 verschiedener Formen verwendet, während äußere Wasserleitungen oder Mäntel 8 zur Kühlung vorgesehen sind. In gewissen Grenzen können die Größe der Leitungsschiene 3 und die Ausführungsform des Wassermantels abhängig von der Größe und Wandstärke der zu verschweißenden Rohre geändert werden. Die Veränderlichen (Strom, Frequenz und Aufheizzeit) sind bei der Bestimmung der minimalen, für jeden Durchmesser und jede Wandsfärke des Rohres möglichen Breite der Spule in Betracht zu ziehen. Die Breite des erhitzten Bandes wird ferner durch die seitliche Stellung der Spule bezüglich der Rohrenden oder durch den Abstand zwischen den Rohrenden beeinflußt. In der Praxis haben die durch die verbesserten Spulen nach den Fig. 5, 6 und 7 erzeugten erhitzten Bänder die besten Ergebnisse gebracht.To reduce the width of the heated belt, see the Invention use of coils, the cross-section of which is shown in FIGS is. In these coils, conductors 3 of different shapes are used, while outer Water pipes or jackets 8 are provided for cooling. Can within certain limits depends on the size of the line rail 3 and the embodiment of the water jacket can be changed by the size and wall thickness of the pipes to be welded. The changeable (Current, frequency and heating time) are in determining the minimum, for each Diameter and any wall thickness of the pipe possible width of the coil into account to pull. The width of the heated belt is further determined by the lateral position the coil with respect to the pipe ends or by the distance between the pipe ends influenced. In practice, the improved coils according to FIGS. 5, 6, and 7, heated tapes produced the best results.

Das verbesserte Induktionsschweißverfahren nach der Erfindung gestattet ferner, die Trennung der Rohrenden zur Regelung der Breite des erhitzten Bandes vor dem Zusammenbringen der Rohre zu regeln. Es läßt sich erkennen, daß bei einer Induktionsspule 3 gegebener axialer Breite die axiale Tiefe des Metalls, das am Rohrende durch die Spule erhitzt wird, fortschreitend geringer wird, wenn das Rohrende aus der Spulenmifte herausgezogen wird. Daher ergibt sich durch eine Steigerung des anfänglichen Abstandes der Rohrenden ein weiterer Weg, die Tiefe des induktiv erhitzten Rohrendmetalls einzuengen. Wenn die Rohrenden in der Spule einander stärker genähert werden, wächst die Breite des erhitzten Bandes entsprechend an. Dies gibt eine zusätzliche Vielseitigkeit des Apparats.The improved induction welding process according to the invention allows furthermore, the separation of the pipe ends to regulate the width of the heated strip to settle before bringing the pipes together. It can be seen that with one Induction coil 3 given axial width the axial depth of the metal that is on Tube end is heated by the coil, gradually decreases when the tube end is pulled out of the bobbin pin. Therefore results from an increase the initial distance of the pipe ends another way, the depth of the inductive constrict heated pipe end metal. When the pipe ends in the coil each other stronger are approached, the width of the heated band increases accordingly. This gives an additional versatility of the device.

Beim Schweißen ohne Umhüllung der Schweißfläche mit einer Schutzatmosphäre, wie es beim Er-')itzen mit Gas der Fall ist, befinden sich die Enden normalerweise miteinander in Berührung, und es wird lurch die Heizung eine axiale Kraft aufgebracht. Beim Schweißen in einer Schutzatmosphäre nach der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, den Rohrenden einen geringen Abstand zu geben, damit das Schutzgas den Raum in den Rohren zwischen den in Fig. 2 dargestellten Stopfen 20 füllen kann. Nunmehr wird auf die Spule 3 Hochfrequenzstrom geleitet, um die Rohrenden i, 2 auf Schweißtemperatur zu bringen. Diese erhitzten Rohrenden werden dann gegeneinandergestoßen, um eine Verbindung des Endmetalls des eines Rohres mit dem des anderen Rohres ohne nachteiliges Stauchen des Rohrmetalls an der Verbindungslinie zu ermöglichen. Dieses Fehlen des nachteiligen Stauchens wird dadurch ermöglicht, daß man die Breite des erhitzten Bandes in den vorher erwähnten engen Grenzen hält.When welding without covering the welding surface with a protective atmosphere, as is the case with gas heating, the ends are usually located in contact with each other, and an axial force is applied by the heater. When welding in a protective atmosphere according to the present invention, it is advantageous to give the pipe ends a small distance so that the protective gas can fill the space in the tubes between the plugs 20 shown in FIG. High-frequency current is now passed to the coil 3 to the pipe ends i, 2 Bring welding temperature. These heated pipe ends are then pushed against each other, to connect the end metal of one pipe to that of the other pipe without allow disadvantageous upsetting of the tube metal at the connecting line. This The absence of the disadvantageous upsetting is made possible by the fact that the width of the heated band within the aforementioned narrow limits.

Wenn wie bisher Gasflammen zur Erhitzung der zu verschweißenden Rohrenden Verwendung finden, wird sekundär Luft oder Sauerstoff aus der Atmosphäre zugeführt, die die Flamme umgeben, und es ist, obwohl eine reduzierende Flamme Verwendung finden kann, ein vollständiger Schutz gegen Oxydation unmöglich, da eine vollkommene Mischung der Gase nicht möglich ist. Bei Gaserhitzung läßt sich ein Schutz gegen die Oxydation durch Luft auf der Innenseite des Rohres am besten dadurch erzielen, daß man die Rohrenden von der Außenseite her abschrägt, um einen eingeschlossenen Winkel von 4 bis 20° zu bilden, und dann während der Heizperiode einen axialen Druck aufbringt, um die abgeschrägten Kanten miteinander in Berührung zu bringen. Der vollständige Luftausschluß hängt von verschiedenen Veränderlichen ab, die schwer zu kontrollieren sind, beispielsweise vom gleichmäßigen Druck um das Rohr und von der gleichmäßigen Erhitzung.If, as before, gas flames to heat the pipe ends to be welded Are used, if air or oxygen from the atmosphere is supplied as a secondary which surround the flame, and it is, although a reducing flame can be used can, a complete protection against oxidation impossible, since a perfect mixture the gases is not possible. When the gas is heated, protection against oxidation can be achieved by air on the inside of the pipe best achieved by the Pipe ends beveled from the outside to an included angle of 4 to 20 °, and then applying axial pressure during the heating season, to bring the beveled edges into contact with each other. The complete Exclusion of air depends on various variables that are difficult to control are, for example, from the uniform pressure around the pipe and from the uniform Heating.

So führt beispielsweise ein ungleichmäßiges Erhitzen zu einer ungleichmäßigen Ausdehnung, wodurch sich offene Spalten an den Berührungskanten bilden und Luft von der Innenseite des Rohres Zufritt erhält. Die gleichmäßige Ausdehnung am Umfang des Rohres hängt von der Gleichförmigkeit der Rohrwandstärke, der Gleichmäßigkeit des Rohrdurchmessers, gleiclunäßiger Flammengröße und genauer Regelung der Verbindungsstelle bezüglich der Mitte des Flammenkreises ab. Diese Faktoren hängen von den Rohrtoleranzen, vom Bau des Brenners und von der Häufigkeit der Reinigung des Brenners ab, was wiederum von der genauen Kontrolle des Materials, von der genauen Übersicht über die Schweißeigenschaften jedes Rohres und von der Erfahrung des Arbeiters abhängig ist. Offenbar wird die Gleichmäßigkeit der Erhitzung nach dem früheren Verfahren durch so viele Veränderliche beeinflußt, und der Mensch selbst ist ein so wichtiger Faktor, daß sich gute Ergebnisse nur durch äußerste Sorgfalt und Fachkenntnis verwirklichen lassen.For example, uneven heating leads to uneven heating Expansion, which creates open gaps at the contact edges and air receives access from the inside of the pipe. The even expansion around the circumference of the pipe depends on the uniformity of the pipe wall thickness, the evenness the pipe diameter, equal flame size and precise control of the connection point with respect to the center of the flame circle. These factors depend on the pipe tolerances, on the construction of the burner and the frequency with which it is cleaned, which in turn from the precise control of the material, from the precise overview of the welding properties each pipe and depends on the experience of the worker. Apparently the Uniformity of heating according to the earlier method through so many variables affects, and man himself is such an important factor that gets good results Can only be realized with the utmost care and expertise.

Bei dem neuartigen, hier vorgeschlagenen Induktionsheizverfahren sind menschliche Irrtümer vernachlässigbar, und derArbeiter braucht nur eine geringe Kenntnis oder Übung zu haben. Darin liegt ein besonderer praktischer Vorteil.In the novel induction heating process proposed here are human errors are negligible and the worker only needs a small one To have knowledge or practice. This is a particular practical advantage.

Ein weiterer wichtiger Faktor zur Erzielung einer guten Schweißung in einer unvollkommenen Atmosphäre ist die Anwesenheit von Restelementen, wie Nickel und Chrom, im Rohrmaterial, da diese Elemente die Schweißbarkeit nachteilig beeinflussen. Sie sind jedoch nicht nachteilig, wenn die Luft während der Heizperiode ausgeschlossen werden kann, was sich dadurch erreichen läßt, daß man die Naht vollständig umschließt und das Verschlußgehäuse mit einem nicht oxydierenden Gas füllt, wie es in Fig. 2 zu sehen ist. Dies ist bei Gasheizung nicht möglich, kann jedoch bei Induktionsheizung ohne Störung des Heizvorgangs durchgeführt werden.Another important factor in getting a good weld in an imperfect atmosphere is the presence of residual elements, such as nickel and chromium, in the pipe material, as these elements adversely affect weldability. However, they are not detrimental if the air is excluded during the heating season can be, which can be achieved by completely enclosing the seam and filling the breech block with a non-oxidizing gas, as shown in Fig. 2 can be seen. This is not possible with gas heating, but it can with induction heating can be carried out without disturbing the heating process.

Gegebenenfalls kann eine Kombination von Induktions- und Widerstandsheizung der Rohrenden erwünscht sein. Nach einer teilweisen oder vorhergehenden Erhitzung durch Induktion auf eine etwas unter der endgültigen Schweißtemperatur liegende Temperatur und nach dem Zusammenbringen der Rohrenden wird ein starker Strom durch die Verbindungen der Rohrenden geschickt, um die Temperatur an der Schweißnaht zu steigern. Diese Steigerung kann schwach oder beträchtlich sein, wenn beispieIsweise der Strom für die Widerstandsschweißung nach dem Stauchen angeschaltet wird oder die Rohrenden in einem plastischen Zustand in der Nähe oder bei der Schweißtemperatur gekommen und in innige Berührung oder sogar teilweise Verschweißung gebracht sind, wobei diese Temperatursteigerung infolge der Widerstandsheizung gleichmäßig um die Rohrenden ist und eine homogene Schweißnaht erzeugt. Ein Vorteil der überlagerten Widerstandserhitzung besteht darin, daß eia scharfer Temperaturanstieg an den gcgeneinanderstoßenden Mefallflächen bewirkt wird, so daß ein scharfer Temperaturgradient entsteht, der bei der Herabsetzung der Stauchung günstig ist. Besonders wichtig ist dies im Fall von schwachwandigen Rohren, bei denen es schwierig ist, ein so enges erhitztes Band zu erhalten, daß ein Ausbeulen verhindert wird.If necessary, a combination of induction and resistance heating can be used the pipe ends are desirable. After partial or previous heating by induction to a temperature slightly below the final welding temperature Temperature and after the pipe ends have been brought together, a strong current flows through it the connections of the pipe ends are sent to increase the temperature at the weld seam increase. This increase can be slight or substantial, if for example the power for the resistance welding is switched on after upsetting or the pipe ends in a plastic state near or at the welding temperature have come into intimate contact or even partially welded together, this temperature increase due to the resistance heating evenly around the Pipe ends and creates a homogeneous weld seam. An advantage of the superimposed Resistance heating consists in the fact that there is a sharp rise in temperature at the abutting one another Mefallflächen is effected, so that a sharp temperature gradient arises, the is beneficial in reducing the compression. This is especially important in the case from weak-walled pipes where it is difficult to get such a tight heated band to obtain that buckling is prevented.

Durch Verwendung der verhältnismäßig engen Spule zur Herabsetzung des Spaltes zwischen den Kantenteilen der zu verschweißenden Rohrenden und durch Einsetzen der Rohrenden bezüglich der Spule, so daß nur ein verhältnismäßig kleiner Endteil jedes Rohres erhitzt wird, ist es möglich, die Rohrenden im wesentlichen ohne Stauchung miteinander zu verschweißen.By using the relatively narrow coil for reduction the gap between the edge parts of the pipe ends to be welded and through Inserting the pipe ends with respect to the coil so that only a relatively small one End portion of each pipe is heated, it is possible to substantially remove the pipe ends to be welded together without upsetting.

Durch Aufsetzen eines Gehäuses über die durch Induktion zu verschweißenden Teile wird eine neutrale Atmosphäre erzeugt, die die Schweißstelle gegen Oxydation schützt. Es läßt sich dabei ein nicht oxydierendes Gas, beispielsweise Stickstoff, oder sogar ein reduzierendes Gas verwenden.By placing a housing over the induction welded Parts, a neutral atmosphere is created that protects the weld against oxidation protects. It can be a non-oxidizing gas, for example nitrogen, or even use a reducing gas.

Die Kombination von Induktions- und Widerstandsheizung gibt neue Vorteile bei der Begrenzung der Erhitzung der Rohrenden auf verhältnismäßig kleine Endteile und führt zu einer Erhitzung dieser Teile in einen plastischen Zustand, wenn das Stauchen begonnen hat und die Rohrenden in inniger Berührung und auf einer gleichmäßigen Temperatur über die gesamten Schweißflächen gebracht sind.The combination of induction and resistance heating gives new advantages in limiting the heating of the pipe ends to relatively small end portions and results in these parts being heated to a plastic state if that Upsetting has started and the pipe ends are in intimate contact and on an even Temperature are brought over the entire welding surfaces.

Während ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und beschrieben wurde und obwohl nur das Verschweißen von Rohrenden erläutert worden ist, so ist es doch selbstverständlich, daß durch das verbesserte Verfahren auch andere Metallkörper verschweißt werden können und Änderungen im Aufbau, in der Zusammenstellung und der Anordnung der Teile möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.While a preferred embodiment of the invention is shown and has been described and although only the welding of pipe ends has been explained is, it goes without saying that through the improved process too other metal bodies can be welded and changes in the structure, in the composition and the arrangement of the parts are possible without exceeding the scope of the invention.

Claims

PATENT CLAIM: Apparatus for butt welding of hollow metal bodies, such as Pipe ends, with means for holding the body in alignment when initially axial Separation, with an induction heating conductor of relatively small axial width, which surrounds the outermost edges of the body ends in alignment and when excited a narrow, high-frequency magnetic field is generated, which is essentially just induction heating the edge parts, and with means for pressing the heated end edges together, in order to bring them into contact with one another and to weld them together, marked through a housing (i9) that encloses the induction heating conductor (3) and those enclosed by it Surrounds ends (i, 2) by plug-like inserted into the interior of the hollow body Baffle plates (20), which prevent a substantial escape of gas through the inside of the body, and by means (2i) for supplying a non-oxidizing gas to the space between fills the baffle plates (2o) so completely that the edge metal washes around the gas and a nuisance from the air at the high temperatures during the Welding process is prevented.