DE927122C

DE927122C - Verfahren zur Pruefung auf Fehlstellen bei der Waermebehandlung von Metallteilen, insbesondere Stahl- und Eisenteilen

Info

Publication number: DE927122C
Application number: DEG1579A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl-Ing Gumprecht
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1950-04-06
Filing date: 1950-04-06
Publication date: 1955-04-28

Description

Verfahren zur Prüfung auf Fehlstellen bei der Wärmebehandlung von Metallteilen, insbesondere Stalhl- und Eisenteilen Zusatz zum Patent 878504 Im Patent 878 504 ist vorgeschlagen worden, Rohre nach dem induktiven oder autogenen Schweißen inidulçtiv einer Ausgleichswärmebehandlung zu unterwerfen. Diese Wärmebehandlung soll gleichzeitig als Prüfung für Fehlstellen in der Schweißnaht dienen, da nur bei einwandfrei Idurchgeführter Schweißnaht die am Umfang der Rohre induzierten Wirbelströme einen gleichmäßigen Verlauf nehmen. Ist nämlich die Schweißnaht nicht einwandfrei und besitzt sie Fehlstellen oder Risse, so erfolgt an der Stelle der Strominduzierung ein ungleichmäßiger 5 tromverlauf und damit auch eine ungleichmäßige Erwärmung selbst. Es ist dies also gleichzeitig ein Kriterium für die Güte der Schweißung, und es können Ausschußstücke sofort erkannt und ans sortiert werden. Das gleiche gilt auch für an der Oberfläche der zu behandeleden Werkstücke befindlichen Risse, da auch diese einen veränderten Stromweg und damit eine ungleichmäßige Erwärmung zur Folge haben.
In weiterer Ausgestaltung der lehren des Patents 878 504 wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, mit mindestens einer Erhitzungsspule zu arbeiten, die in Achsrichtung geringere Ausdehnung aufweist als die zu erwartenden. Fehlstellen.
Bei Spulen, die beispielsweise aus konstruktiven Gründen breiter sind als die zu erwartenden Fehler in axialer Richtung, ist die Durchschubgeschwindigkeit so groß zu wählen, daß die Haupt- erwärmungszone gleich oder kleiner ist als ,die Ausdehnung des Fehlers. Die Durchschubgeschwindigkeit muß naturgemäß in Anpassung an die vorgegebene Leistung der Induktionsanlage so gewählt werden, daß die gewünschte Warmbehandlungstemperatur erreicht wird.
Bei der Durchführung des Verfahrens ist allgemein darauf zu achten, daß die Frequenz des Induktionsstromes so gewählt wird, daß bei der gewünschten Arbeitstemperatur (im allgemeinen im Bereich zwischen 400 und 800° C) die Eindringtiefe gleich oder größer alis die Wandstärke des zu behandelnden Werkstückes ist. Bei Rohren ist dies eindeutig; handelt es sich um volles Rundmaterial, so ist der halbe Durchmesser an Stelle der Wandstärke zu setzen.
Das Erkennen der Fehler ist auf mehrere Arten möglich: Zunächst rein optisch, weil das Erwärmungsbild durch Risse oder dünne Wandstärken an den Fehlerstellen verändert wird. Dann aber auch durch die Veränderung des Scheinwiderstandes der gesamten Induktionserwärmungseinrichtung. Üblicherweise wird bei einer derartigen Einrichtung der in der Spule fließende Blindstrom durch Kondensatoren kompensiert. Zur Abgleichung werden induktive und kapazitive Blindströme sowie der kompensierte, praktisch reine Wirkstrom gemessen, ebenso die zugeführte Spannung. Beim Durchschub einer fehlerhaften Stelle ändert sich der Scheinwiderstand der Anordnung Spule und Werkstück, die induktiven Blindströme und damit auch der bisher praktisch ohmsche, auskompensierte Strom. Gleichzeitig kann sich auch, wenn der Induktionsstrom von einem Generator geliefert wird, die Spannung ändern. Aus der Veränderung dieser Größen erkennt man die Fehler.
Auch die Phasenlage des induktiven Blindstromes kann sich je nach der Fehlerart ändern und auf geeigneten Instrumenten (cos α-Zeiger, Braunsche Röhre) zur Anzeige gebracht werden. Diese Veränderungen werden entweder subjektiv vom Bed;ienungspersonal oder objektiv durch Registriergeräte erkannt. Die Registriergeräte können auch noch Markierungsgeräte betätigen, die den Ort der Fehler auf den Werkstücken genau bezeichnen (Farbspritzpistolen). Gemäß einer Fortbildung der Erfindung können zur besseren Anzeige von Fehlern bei (der Durchführung der Erwärmung zwei in einem Abstand voneinander befindliche, vom gleichen Transformator gespeiste einwindige Induktoren Anwendung finden. Je nach der Größe des zu behandelnden Rohres können diese beiden Induktoren parallel geschaltet oder gegeneinander geschaltet werden. Werden sie parallel geschaltet, so soll ihr Abstand das 0,5- bis 2fache des Werkstückdurchmessers betragen. Bei Gegeneinanderschaltung wird der Abstand so gewählt, daß er das 1- bis 2fache des Werkstückdurchmessers beträgt.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Erwärmungszone aus der Mitte der Induktionsspule herausgedrängt wird und sich in dem Zwischenraum zwischen den beiden Spulen bei Parallelschaltung oder bei Gegeneinanderschaltung rechts und links zwischen den beiden herausverlagert. Die optische Erkennbarkeit der Fehleranzeige wird dadurch vergrößert und ebenso die Möglichkeit, die Anzeige von Fehlern auf den Meßinstrumenten zu verbessern.
In der Abb. 1 ist eine beispielsweise Anordnung zur Ausführung des Verfahrens schematisch dargestellt. 1 bezeichnet ein Rohr, das in Pfeilrichtung bewegt wird, 2 und 3 sind die beiden einwindigen Induktoren, die entweder parallel oder gegensinnig geschaltet sind.
Abb. 2 zeigt die Ausbildung der Erwärmungszone im Falle der Parallelschaltung, Abb. 3 diejenige im Falle der gegensinnigen Schaltung. Die Andeutung der Zonen gilt genau nur für geringe Durchschubgeschwindigkeiten, bei größeren Geschwindigkeiten verlagern sie sich in Pfeilrichtung, ohne jedoch den spezifischen, angedeuteten Charakter zu verlieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Prüfung auf Fehlstellen bei der Wärmebehandlung von Metallteilen, insbesondere Stabl- und Eisenteilen, nach Patent 878 504, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Erhitzungsspule verwendet wird, die in Achsrichtung geringere Ausdehnung aufweist als die zu erwartenden Fehlstellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei breiteren Spulen als die zu erwartenden Fehler in axialer Richtung die Durchschubgeschwindigkeit so groß gewählt wird, daß die Haupterwärmungszone gleich oder kleiner als die Ausdehnung des Fehlers ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel geschaltete, im Abstand des 0,5- bis 2fachen Durchmessers des zu beh'andelnden Werkstückes voneinander getrennt angeordnete Spulen vorgesehen sind.
4. Verfahren mach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegeneinander geschaltete Spulen im Abstand vom 1- bis 2fachen des Durchmessers des zu behandelnden Werkstückes angeordnet sind.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehler durch ein Meß- und/oder ein Registrierinstrument in Abhängigkeit von der Veränderung des Scheinwiderstandes kontrolliert werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Fehler verursachten Änderungen des Scheinwiderstandes beispielsweise über eine Relaisschaltung zu Farbmarkierungen auf dem Werkstück ausgenutzt werden.