SU322017A1 - Слособ инлукционного нагрева - Google Patents

Description

СПОСОБ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

Изобретение относитс  к способам индукционного натрева двух расположенных р дом металлических кромок издели  замкнутого профил , преимущественно труб.

Известен способ, при котором индуцированные токи .концентрируютс  вдоль кромок издели . Недо.статком его  вл етс  то, что используемые дл  нагрева продольные индукторы подвергаютс  по всей своей длине тепловому излучению от парреваемых кромок , что приводит к непосто нству геометрических характеристик комплекса индукторы- кромки. Кроме того, при использовании дл  нагрева индукторов, о кружающих изделие, прижимной ролик нарушает цепь индуцированных токов в месте соединени  кромок.

Предложенный способ .отличаетс  тем, что кромки металлического издели  нагревают несколькими индукторамИ, обхватывающими изделие и подключеппыми к источникам питани  таким образом, что соседние индукторы питаютс  токами противоположного направлени .

riATEHTHQ-TEXHHIEC -i

БИБЛИОТЕКА

таллического издели  в форме кольца; фиг. 2-при непрерывном процессе изготовлени  труб со схемой питани  индукторов; фиг. 3 - дл  изготовлени  изделий квадратного сечени ; фиг. 4 - дл  опиральношовных труб; фиг. 5 и 6-при изготовлении труб путем сближени  и сварки кромок иолосовой заготовки. Сущность предлагаемого способа состоит в

следующем.

Металлическа  заготовка в форме трубы 1 (см. фиг. 1) окружена двум  круговыми индукторами 2 и 5 перпендик ул рно продольной оси заготовки. Эти индукторы соедин ютс  в

точках 4 и 5 с источни1ками электрического тока надлежащей частоты, которые производ т токи противоположной фазы таким образом , что электрические токи, произведенные источником, соединенным в точке 5, смещаютс  |ПО фазе на 180° ,по отношению к электрическим токам, произведенным источником, соединенньгм в точке 4 фазовые смещени  показаны стрелками А и Б. 3 . ских исгочйиков, соединенные в точках 4 и 5, должны быть синхронными. Путем выбора рассто ний между ипдукторамИ в зависимости от природы металла и диаметра трубы 1, а также частоты питаю-5 щих электрических токов токи, индуцированвые в трубе в месте расположени  каждого индуктора, распростран ютс  вдоль линии, указанной пунктиром, т. е. они идут .вдоль раопололсенных р дом кромок 5 и 7 (токи,Ю индуцированные вдоль кромки 6,  вл ютс  по направлению лротиваположпьши токам, идущим вдоль кромки 7). Токи коицеитрируютс , довод  таким образом кромки 6 и 7 до требуемой температуры. После нагревапи ,15 если оно предществует сварке, кромки 5 и 7 сжимают и соедин ют друг с другом. Особое преимущество способа, в особенности в процессах непрерывного изготовлени , трвбующих больщого количества электро-20 энергии, чтобы довести соседние кромки заготовки до необходимой температуры, заключаетс  в возможности использовани  требуемого числа индукторов, в которых перемещаютс  металлические кромки, подлежащие25 нагреву. Па фиг. 2 показана заготовка, перемещающа с  в н ти индукторах 8-12 дл  подогрева до требуемой тем1пературы. После подогрева кромки 6 и 7 заготовки свариваютс  в30 точ1ке 5 сближени  кромок. Пндукторы 8-12 соедин ютс  с псточниками-токов высокой частоты таким образом, что токи в индукторах имеют направление, указанное стрелками А и Б; при этом два35 последовательных индуктора питаютс  электрическими токами противоположной фазы. Установка питани  электрической энергии содержит, например, когда речь идет об электрических токах высокой частоты, задающий40 генератор 14, который управл ет п тью генераторами 15-19 мощности. Благодар  этому токи, порождаемые генераторами мощности , наход тс  в полном совпадении фаз. Пндуцированные токи, день которых пред-45 ставлена пунктиром между каждой парой индукторов, перемещаютс  вдоль кромок 6 и 7 только между индукторами; циркул ци  токов возникает лищь при возбуждении индуктора 12, за которым циркул ции токов не50 происходит. Металлическа  деталь - труба 1 - размещена на фиг. 2 слева направо, в результате чего на высоте точки 13 сварки нет концентрации индуцированных токов. как при обычных способах пагрева индукцией55 с поперечными индукторами. Это позвол ет расноложить прижимной ролик 20 па сварпом .шве на высоте точки сварки. Поперечные индукторы по форме соответствуют сечению металлических изделий, ко-60 торые они окружают и которые перемещают4 26 с другой при помощи устройства дл  Кой ки (не представлено на -чертеже) -приводит к образованию трубы квадратного сечени . Профили 21 и 22 посто нно перемещаютс , например, в трех индукторах 27-29 четырехугольной формы, расположенных р дом перпендикул рно иаправле ию перемещени , Пндукторы питаютс  токами высокой частоты таким образом, что электрические тожи, циркулирующие в двух соседних индукторах, наход тс  в -противоположной фазе и имеют наатравление, указанное стрелками Л и . Па фиг. 4 полосова  заготовка скручена спиралью таким образом, что образует почти замкнутую трубу, имеющую щель 30, котора  описывает онираль по поверхности трубы . Заготовка перемещаетс  внутри трех поперечных индукторо-в 31-33, которые соедин ютс  с источниками электрического тока высокой частоты, причем индуктор 32 соедин етс  в противоположной по отнощению к индукторам 31 и 55 фазе. Электрические токи в этих индукторах имеют направление, указанное стрелками А н Б. Листова  заготовка поступает в устройство дл  кавки, в котором кромки свариваютс . При использовании больщого количества индукторов (ом. фиг. 2) можно первую грунпу индукторов, например индукторы 8-10, рассматривать как индукторы предварительного нагрева, а индукторы 11 и 12 - как индукторы окончательного нагрева. Следо вательно , эти группы индукторов могут питатьс  электрическими токами различной частоты . Папример, индукторы 8-10 могут питатьс  электрическими токами с частотой 10000 гц, в то врем  как индукторы 11 и 12 - токами с частотой 400 кгц. Очевидно, что в случае, когда используют две группы индукторов, питаемых электрическими токами с различной частотой, рассто ние между последним индуктором одной группы и первым индуктором другой группы должно быть таким, чтобы действие индукторов на металлические кром1ки, подлел ащие нагреву, которые наход тс  между этими индукторами , было незначительным в св зи с  вленн ми, возникающими в результате разницы частог. Пз этого следует, что условие противоположности фаз между последним индуктором одной группы и первым индуктором другой группы пе  вл етс  «еобходимым . Способ может быть использован в случае., .когда происходит циркулирование индуцированных токов вокруг стыка свариваемых кромок . Па фиг. 5 показана полосова  заготовка, согнута  таким образом, чтобы образовались две расположенные р дом кромки 6 и 7; в первую очередь такое изделие обхватываетс  подключены к источнику. Электрические токи в индукторах 34 и 35 имеют направление, указанное стрелками Л и Б и противоположны по фазе; индуцированные токи заготовки в месте размещени  индукторов 34 и 35 концентрируютс  вдоль металлических кромок 6 и 7 между этими индукторами. Заготовка обхватываетс  затем индуктором 38, соединенным с источником электрических токов соответствующей частоты. Токи, индуцированные индуктором 38, следуют вдоль кромок 5 и 7 заготовки по другую сторопу индуктора 38 до точки 39, где кромки свариваютс  при помощи устройства дл  ковки. Индукторы 34 и 35 могут рассматриватьс  как индукторы предварительного на грева, а индуктор 38 как индуктор сварки. Когда отсутствует общее действие индукторов 35 и 38 на зону, заключенную между этими двум  иидукторами, можио ишользавать дл  питани  этих индукторов электрические токи различной частоты: например, индукторы 34 и 35 могут питатьс  электрическими токами -с частотой 1000 гц, а индуктор 38 - токами с частотой 400 кгц. Ча фиг. 6 показана изогнута  -полосова  заготовка, обхваченна  двум  индукторами 39 и 40, которые располагаютс  впереди устройства дл  ковки (не представлено на чертеже ), соедин ющего кромки 5 и 7 в точке 13. Индукторы 39 и 40 соедин ютс  с источниками токов высокой частоты протпвоположной фазы; фазовое смещение указано стрелками Л и. Путем выбора рассто ний /i и /2, раздел ющих соответственно индукторы 39 и 40 и индуктор 40 и точку 13, можно вызвать распределение индуцированных токов в иолосовой заготовке таким образом, что индуцированиые токи концентрируютс  вдоль кромок 6 и 7 между иидукторами 39 и 40 или по другую сторону индуктора 40. Очевидно, что нри таком расположении энерги  высокой частоты, поступающа  к индуктору 40, должна быть достаточной, чтобы обеспечить циркул цию индуцированных токов между индукторами 39 и 40 и ог индуктора 40 .к точке 13 сварки. Предмет изобретени  Способ индукционного нагрева соседних кромок металлического издели  замкнутого профил , иреимущественно труб, при котором ИНдуцированные токи концентрируютс  вдоль этих кромок, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  качества нагрева под сварку , кромки металлического издели  нагревают несколькими индукторами, обхватывающими изделие и подключенными к источникам питани  таким образом, что соседние индукторы питаютс  токами противоположного направлени .

3

/2 / 32

/336

57

Фиг.5 5