DE966697C - Anordnung zum induktiven Stumpfschweissen von metallischen Werkstuecken - Google Patents

Anordnung zum induktiven Stumpfschweissen von metallischen Werkstuecken

Info

Publication number
DE966697C
DE966697C DED7741A DED0007741A DE966697C DE 966697 C DE966697 C DE 966697C DE D7741 A DED7741 A DE D7741A DE D0007741 A DED0007741 A DE D0007741A DE 966697 C DE966697 C DE 966697C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
welding
preheating
inductive
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DED7741A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Gerhard Seulen
Dr Theodor Wuppermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Edelstahlwerke AG
Theodor Wuppermann GmbH
Original Assignee
Deutsche Edelstahlwerke AG
Theodor Wuppermann GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Edelstahlwerke AG, Theodor Wuppermann GmbH filed Critical Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority to DED7741A priority Critical patent/DE966697C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE966697C publication Critical patent/DE966697C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K13/00Welding by high-frequency current heating

Description

  • Anordnung zum induktiven Stumpfschweißen von metallischen Werkstücken Nach einem vorbekannten Vorschlag kann beim Stumpfschweißen metallischer Werkstücke die Schweißstelle induktiv vorgewärmt und anschließend das Verschweißen im unmittelbaren Stromdurchgang vorgenommen werden. Die dazu benötigten Einrichtungen arbeiten für das induktive Vorwärmen mit Heizleiterschleifen oder Spulen, die unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Transformators an die Stromquelle höherer Frequenz angeschlossen sind. Das Vorwärmen der Schweißstelle durch induktives Beheizen wird mit einem Strom höherer als normaler Frequenz durchgeführt, und anschließend wird im unmittelbaren Stromdurchgang mit einem Strom gleicher Stärke und gleicher Frequenz geschweißt, der den beiden zu verschweißenden Werkstücken zugeleitet wird. Der Induktor, meist eine Heizleiterschleife, und die Klemmen für den unmittelbaren Stromdurchgang können hierbei entweder in vollkommen getrennten Stromkreisen liegen, oder aber der Induktor kann zu den Anschlußklemmen, die den Werkstücken den eigentlichen Schweißstrom zuführen, parallel geschaltet sein. Sobald das induktive Vorwärmen beendet ist, wird der Induktor herausgeklappt, die Werkstückenden werden zusammengeführt, und nunmehr fließt der Strom unmittelbar im Werkstück, so daß an der übergangssteile das Verschweißen eintritt.
  • Diese Einrichtungen haben jedoch gewisse betriebstechnische Nachteile. Bei der erstgenannten Einrichtung sind zwei völlig getrennte Stromkreise vorhanden und damit zwei getrennte Transformatonen, von denen der eine für das eigentliche Schweißen mit einer niedrigeren Frequenz und der andere zum Vorwärmen mit einer höheren Frequenz gespeist wird. Da im allgemeinen der Strom mit der niederen Frequenz über den Schweißtransformator dem Werkstück einphasig zugeführt wird, treten in dem Versorgungsnetz, namentlich bei größeren Schweißaggregaten, äußerst ungleichmäßige Belastungen auf. Außerdem ist bekanntlich der Leistungsfaktor solcher Schweißapparate ungünstig, wodurch weitere Schwierigkeiten im Versorgungsnetz eintreten. Es ist zwar bekannt, durch Spezialschaltungen an diesen Schweißtransformatoren eine gleichmäßige Belastung des speisenden Netzes herbeizuführen, jedoch haben bisher diese Kunstschaltungen nicht zum vollen Erfolg geführt.
  • Bei der zweiten Einrichtung, die für das Vorwärmen und für das anschließende Verschweißen Strom gleicher Frequenz verwendet, ergibt sich zwar der Vorteil, daß eine gleichmäßige Belastung des speisenden Niederfrequenznetzes infolge der Zwischenschaltung des Motorgenerators des Röhren- oder Funkstreckensenders gegeben und nur ein Transformator erforderlich ist. Schweißtechnisch ergeben sich jedoch gewisse Schwierigkeiten, -da infolge der magnetischen Blaswirkung die beim Schweißen entstehenden Lichtbögen die Neigung haben, nur an den Außenkanten der zu verschweißenden Flächen zu brennen. Hierdurch wird das erforderliche Abbrennen der Schlacke und das Herausschleudern dieser Oxydteile nur in unvollkommenem Maße erreicht.
  • Um den genannten Übelständen beim Stumpfschweißen metallischer Werkstücke unter induktivem Vorwärmen der zu verschweißenden Flächen und anschließendem Verschweißen im unmittelbaren Stromdurchgang abzuhelfen, wird gemäß der Erfindung eine Anordnung vorgeschlagen, bei welcher zwischen Stromquelle und Heizeinrichtungen ein Transformator eingeschaltet ist, der mit an sich bekannten primärseitigen Anzapfstellen zur Beeinflussung der sekundärseitigen Spannungen unterschiedlicher Frequenz ausgerüstet ist und für das induktive Vorwärmen mit einem Strom höherer, für das Schweißen im unmittelbaren Stromdurchgang mit einem Strom niederer Frequenz beaufschlagt wird.
  • Die Abb. i zeigt schematisch die Anordnung und die dazu gehörige Schaltung. Es sollen die beiden Werkstücke i und a an ihren Stirnflächen miteinander verschweißt werden. Es kann sich hierbei um Werkstücke mit beliebigem Querschnitt, also Stangen, Rohre, Schienen od. dgl., handeln. Zum Vorwärmen wird zwischen die beiden zu verschweißenden Flächen der Heizinduktor 3 angeordnet. Dieser kann die Form eines Mäanders, einer Flachspirale oder einer Rundspule aufweisen, die sich in bezug auf die Stirnflächen über der Werkstückoberfläche schließt und mithin eine Leiterschleife darstellt. Er kann mit geeigneten Blechjochen versehen werden, um die beiden aufzuheizenden Stirnflächen während des Vorwärmvorganges gleichmäßig zu beaufschlagen. Der Induktor ist angeschlossen an die Sekundärwicklung q. eines Transformators, der mit einem Eisenkern 5 und der Primärwicklung 6 versehen ist und der beispielsweise die Form eines Schweißtransformators aufweist. Die Primärseite dieses Transformators wird an den Klemmen 9' und 9" mit einem Strom höherer Frequenz, wie bei 8 angedeutet, gespeist, der dem induktiven Vorwärmen mit dem Induktor dient, Nach Beendigung des Vorwärmvorganges wird über einen nicht dargestellten Schalter der Strom höherer Frequenz abgeschaltet, und es wird der Primärseite des Transformators ein Strom niederer Frequenz, wie bei 9 angedeutet, zugeführt.
  • Dieser Strom niederer Frequenz dient dem Schweißvorgang selbst. Über die Kontaktklemmbacken io und io' wird-dieser Strom den an ihren Stirnenden hocherhitzten Werkstücken zugeführt, worauf sich der übliche Schweißvorgang abspielt, nachdem der Induktor 3 aus der Berührungsebene der Werkstücke i und :2 herausgeklappt worden ist. Während dieses Schweißens kann der Induktor 3 abgeschaltet werden, oder es kann dafür Sorge getragen sein, daß der Gesamtwiderstand der Schweißstrecke, verglichen mit dem Gesamtwiderstand des Induktors 3, so klein bemessen ist, daß die durch den Induktor 3 fließenden Ströme beim Schweißvorgang geringstmögliche Werte annehmen.
  • Je nach der Form und der Größe des zu verschweißenden O_uerschnittes sowie nach den verwendeten Frequenzen wird die Sekundärspannung des Transformators für das Vorwärmen und für das Schweißen in verschiedener Höhe benötigt. Um die Höhe dieser Sekundärspannung beeinflussen und gegebenenfalls regeln zu können, kann die Primärseite des Schweißtransformators mit Anzapfungen versehen sein. So kann beispielsweise die für das Vorwärmen im allgemeinen am Induktor erforderliche höhere Sekundärspannung dadurch erzielt werden, daß der höhenfrequente Strom 8 den Klemmen g' und 7 bzw. 9' und 7' zugeführt wird. Bei der elektrischen Auslegung des Schweißtransformators ist darauf zu achten, daß sich ein guter Wirkungsgrad für beide Stromfrequenzen ergibt.. Hierzu wird von der an sich bekannten elektrotechnischen Maßnahme für die Auslegung der Primär- und Sekundärwicklungen sowie für die Bemessung des Transformatorkerns Gebrauch gemacht. Außerdem kann das Spannungsverhältnis des höhenfrequenten und niederfrequenten Primärstromes gegeneinander so bemessen werden, daß sich für beide Stromarten eine optimale Ausnutzung des Transformators ergibt.
  • Die schematisch in Abb. i dargestellte beispielsweise Ausführungsform bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, daß nur ein Transformator für das zeitlich aufeinanderfolgende Vorwärmen und Verschweißen erforderlich ist. Hierdurch ergeben sich nicht nur erhebliche Ersparnisse beim Bau entsprechender Schweißmaschinen, sondern es entfallen auch alle räumlichen Schwierigkeiten für die Anordnung des sonst erforderlichen zweiten Transformators. Auf diese Weise ist für das Vorwärmen eine völlig gleichmäßige , Phasenbelastung des speisenden Netzes gegeben. Stromstöße treten beim induktiven Vorwärmen praktisch nicht auf, sind aber jedenfalls geringer als beim bekannten Vorwärmen, bei welchem die Werkstückenden im unmittelbaren Stromdurchgang liegend wiederholt gegeneinander geführt und zur Bildung wärmender Lichtbögen wieder auseinandergezogen werden. Der Transformator braucht daher nur für die beim Verschweißen im unmittelbaren Stromdurchgang auftretenden Leistungsspitzen ausgelegt zu sein, die ihrerseits geringer sind als die Spitzen, die bei dein sonst üblichen Vorwärmen im unmittelbaren Stromdurchgang entstehen. Der gemeinsame Transformator kann daher wesentlich kleiner bemessen sein, als dies auf Grund der Erfahrung zu erwarten war, und außerdem sind aus den oben geschilderten Gründen die einphasigen Netzbelastungen ebenfalls wesentlich geringer als bei anderen Anordnungen. Es können daher mit Transformatoren einer bestimmten Durchgangsleistung erheblich größere Querschnitte geschweißt werden, als dies bisher möglich war.
  • Besonders günstige Bedingungen ergeben sich dann, wenn die Anordnung unter Anwendung eines Frequenzverhältnisses zwischen Vorwärm- und Schweißstrom von beispielsweise 2ooo :5o betrieben wird. Noch günstiger ist es indes, wenn die Frequenz für den Schweißstrom auf geringere Werte gesenkt wird, beispielsweise zwischen 5 und 20 Per/Sek. Erfahrungsgemäß wird es hierdurch möglich, auch große Querschnitte einwandfrei zu verschweißen. Das Vorwärmen kann beispielsweise mit Frequenzen von ioo bis 2o ooo- Hz erfolgen. Es kann jedoch auch in manchen Fällen zweckmäßig sein, das Vorwärmen mit einer Frequenz von iooo Hz und das eigentliche Schweißen mit einer solchen von 3oo Hz durchzuführen.
  • Die Wahl der geeigneten Frequenzen richtet sich dabei nach der Werkstückzusammensetzung der zu schweißenden Werkstücke und nach der Größe und Form der Querschnitte sowie der Art der Werkstücke.
  • In den Abb. 2 bis-4 ist die Schaltung eines Transformators für das Stumpfschweißen von langgestreckten Werkstücken, beispielsweise von Rohren mit zuvorigem induktivem Aufheizen dargestellt, und zwar für die Anwendung eines Stromes von 2ooo Hz für das induktive Vorwärmen und von 5o Hz für den endgültigen Schweißvorgang.
  • Über die Anschlüsse 21 und das Schütz 22 wird der Primärwicklung 23 des Transformators 24 der Strom mit 2ooo Hz zugeführt. Von der Sekundärwicklung 25 wird der Strom abgenommen und dem Induktor 26 zugeleitet, der das Vorwärmen der zu schweißenden Stoßstellen übernimmt. Während dieses Abschnittes des Verfahrens ist das Schütz 27 abgeschaltet. Wenn die Vorwärmung beendet ist, wird das Schütz 22 ausgeschaltet und das Schütz 27 eingerückt, so daß nunmehr ein Dreiphasenstrom mit 5o Hz über die Anschlüsse 28 der Primärwicklung 23 des Transformators 24 zugeführt wird. Von der Sekundärwicklung 25 wird der Strom über Anschlußschellen den beiden zu verschweißenden Werkstücken 29 zugeführt.
  • Bei diesem Schweißvorgang sind die Primärwicklung 23 und die Sekundärwicklung 25 so geschaltet, wie dies aus Abb. 3 ersichtlich ist, während bei dem Vorwärmvorgang die Schaltung von Primärwicklung 23 und Sekundärwicklung 25 so erfolgt, wie in Abb. q. gezeigt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum induktiven Stumpfschweißen von metallischen Werkstücken, bei welchem die zu verschweißenden Flächen mittels eines abschaltbaren Induktors vorgewärmt werden, der in Parallelschaltung zu den Anschlußklemmen für den die Schweißung bewirkenden unmittelbaren Stromdurchgang liegt, gekennzeichnet durch einen zwischen Stromquelle und Heizeinrichtungen eingeschalteten Transformator, der mit an sich bekannten primärseitigen Anzapfstellen zur Beeinflussung der sekundärseitigen Spannungen unterschiedlicher Frequenz ausgerüstet für das induktive Vorwärmen mit einem Strom höherer, für das Schweißen im unmittelbaren Stromdurchgang mit einem Strom niedriger Frequenz beaufschlagt wird.
  2. 2. Verfahren zum Betrieb einer Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzverhältnis zwischen Vorwärm- und Schweißstrom etwa 2ooo :5o beträgt.
  3. 3. Verfahren zum Betrieb einer Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für das Schweißen ein Strom mit einer Frequenz von 5 bis 2o Hz verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 429 632; »Auszüge aus deutschen Patentschriften«, Bd. q., »Elektrotechnik«, K1. 2i h, S. 85q.: K 168747 VIIIc/2ih; S.8o9: D92q.79VIIIc/2ih.
DED7741A 1951-01-12 1951-01-12 Anordnung zum induktiven Stumpfschweissen von metallischen Werkstuecken Expired DE966697C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DED7741A DE966697C (de) 1951-01-12 1951-01-12 Anordnung zum induktiven Stumpfschweissen von metallischen Werkstuecken

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DED7741A DE966697C (de) 1951-01-12 1951-01-12 Anordnung zum induktiven Stumpfschweissen von metallischen Werkstuecken

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE966697C true DE966697C (de) 1957-09-05

Family

ID=7032253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DED7741A Expired DE966697C (de) 1951-01-12 1951-01-12 Anordnung zum induktiven Stumpfschweissen von metallischen Werkstuecken

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE966697C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1148319B (de) * 1958-01-24 1963-05-09 Traitement Electrolytiques Et Roehrengenerator fuer die Induktionsheizung
DE1149837B (de) * 1959-02-06 1963-06-06 Konstruktionsbuero Fuer Schwer Einrichtung zum Erwaermen von Walzstaeben auf die zum Zusammenschweissen derselben zu einem endlosen Strang notwendige Schweisstemperatur

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE429632C (de) * 1923-07-31 1926-06-01 Hans Willi Roth Elektrisches Schweissverfahren

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE429632C (de) * 1923-07-31 1926-06-01 Hans Willi Roth Elektrisches Schweissverfahren

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1148319B (de) * 1958-01-24 1963-05-09 Traitement Electrolytiques Et Roehrengenerator fuer die Induktionsheizung
DE1149837B (de) * 1959-02-06 1963-06-06 Konstruktionsbuero Fuer Schwer Einrichtung zum Erwaermen von Walzstaeben auf die zum Zusammenschweissen derselben zu einem endlosen Strang notwendige Schweisstemperatur

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1440625B1 (de) Stromquelle fuer Gleichstrom-Kurzlichtbogenschweissungen unter Schutzgas mit abschmelzender Elektrode und automatischem Elektrodenvorschub
DE966697C (de) Anordnung zum induktiven Stumpfschweissen von metallischen Werkstuecken
DE729768C (de) Einrichtung zur Entnahme von Schweissstrom aus einem Mehrphasennetz, die fuer die Lieferung von Gleich- oder Wechselstrom umschaltbar ist
DE923866C (de) Anordnung zum induktiven Stumpfschweissen von metallischen Werkstuecken
DE1515090A1 (de) Elektrische Schweisseinrichtung
DE970768C (de) Wechselstromgespeiste Widerstands-Schweissmaschine zum Schweissen mit Gleich- oder Wechselstrom
DE648898C (de) Schaltanordnung fuer Widerstandsabbrennschweissmaschinen
AT120789B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen oder Schneiden durch den elektrischen Lichtbogen mittels Zweiphasenstromes.
DE719445C (de) Schaltanordnung zum abwechselnden Ein- und Ausschalten von Laststromkreisen
DE896096C (de) Elektrisches Schweissverfahren
DE735492C (de) Elektrische Erhitzungs- oder Widerstandsstumpfschweissmaschine
EP1223228A2 (de) Induktionsglühe
DE372793C (de) Elektrische Schweissvorrichtung
DE718241C (de) Einrichtung zur Selbsterregung elektrischer Wechselstrommaschinen
DE467058C (de) Einrichtung zur Erniedrigung der Leerlaufspannung bei Wechselstromsystemen mit relativ grossem Spannungsabfall, insbesondere fuer die elektrische Lichtbogenschweissung
AT406029B (de) Stromquelle, insbesondere schweissstromquelle
DE640889C (de) Elektrische Wechselstromlichtbogenschweissung
DE954089C (de) Wechselstrom-Lichtbogen-Schweissgeraet mit automatischer Schaltvorrichtung ueber einen Hilfstransformator
DE387386C (de) Vorrichtung zum elektrischen Schweissen von Metallstuecken, bei welcher die beiden zu verschweissenden Flaechen zunaechst unter Durchfuehrung eines Stromes zusammengebracht und zur Bildung eines Lichtbogens wieder getrennt werden, um daraufhin zur Erzielung des Schweissdruckes nochmals gegeneinandergedrueckt zu werden
DE939222C (de) Einrichtung zum elektro-induktiven Erhitzen von metallischen Werkstuecken
DE963363C (de) Schaltungsanordnung und Verfahren fuer Bolzen-Lichtbogenschweissgeraete unter Verwendung von Magnetspulen
DE916721C (de) Verfahren zum Betriebe von Elektroschmiedemaschinen und Elektroschmiedemaschine zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE465432C (de) Transformator sowohl fuer Widerstands- als auch Lichtbogenschweissung
DE1940536C3 (de) Erregerkreis für einen als Schweißstromquelle dienenden Wechselstromgenerator
DE764015C (de) Transformator zum induktiven Erhitzen von Metallen