WO2006114316A2 - Method and device for determining the type of microstructure of a metal work piece during heating - Google Patents

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WO2006114316A2
WO2006114316A2 PCT/EP2006/003925 EP2006003925W WO2006114316A2 WO 2006114316 A2 WO2006114316 A2 WO 2006114316A2 EP 2006003925 W EP2006003925 W EP 2006003925W WO 2006114316 A2 WO2006114316 A2 WO 2006114316A2
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induction coil
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current
determining
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Daniele Marcello Borrelli
Alexander Brenner
Günther PRITSCHOW
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Universität Stuttgart
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/10Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/101Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
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    • G01N27/80Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating mechanical hardness, e.g. by investigating saturation or remanence of ferromagnetic material

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the structural state of a metallic workpiece during heating, in particular for a subsequent Thixoforming, according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • Art Furthermore, the invention relates to a device for determining the microstructural state of a metallic workpiece during heating , in particular for a subsequent thixoforming, according to the preamble of claim 7.
  • thixoforming As part of the efforts to increasingly use light metal materials in both automotive and aerospace technology, a new forming process has recently been created, referred to as thixoforming or thixoforging.
  • the material to be reshaped is in a semi-liquid or thixotropic state.
  • One of the boundary conditions of thixoforming is namely that at least for certain materials at the time of forming a uniform material structure should form with fine-grained, globular solid phase skeleton in a defined proportion of a molten matrix in the entire blank.
  • the heating of the components is usually carried out in induction heating systems during thixoforming.
  • the energy-saving heating in a very short time enabling inductive heating leads to the fact that primarily the edge regions of the component are heated, whereas the heating of the core can only be done by the material-dependent heat diffusion. To achieve this, compensating diffusion phases with reduced supplied power are required, which leads to a not inconsiderable prolongation of the heating time.
  • the desired thixotropic region is often determined empirically by means of iterative methods via heating experiments and a subsequent Schuffsent analyses in the laboratory.
  • relationships between the temperature of the component and the transition region from solid to liquid state of the desired microstructure is reproduced in series parts.
  • these are a very complex and extremely inaccurate procedure, since the micrograph analysis can only be used for blanks with exactly the same alloy composition.
  • the relationship between the thixotropic region and device temperature is significantly altered by variations in the alloy composition, which can be as much as one or more percent within a batch of material due to the manufacturing process. A secure process control in series production can not be guaranteed in this way.
  • the temperature measurement fails due to the fact that with some alloys an accuracy of less than one Kelvin has to be achieved in order to be able to draw conclusions about the structural condition.
  • this accuracy can not be achieved with measurements in different surface layers with realistic effort.
  • the inventors have found that there is a direct relationship between the resistivity or the magnetic permeability of the workpiece and its microstructure, in particular in the region of the transition between the solid and liquid phases, which is determined by the invention.
  • the method according to the invention is utilized in a manner with which the microstructure state of the workpiece can be determined very precisely. In this way, the heating process for the workpiece to be formed can be controlled very precisely to a certain required ratio between solid and liquid phase, whereby the problems of the prior art can be circumvented and significantly better processing results with a lower reject rate can be expected in the subsequent Thixoforming. In particular, neither a 100% test nor a destructive test of the workpieces is required.
  • Another advantage of the method according to the invention is that the heating process does not have to be substantially interrupted and no disturbances thereof are to be expected.
  • a particularly suitable method according to the invention for determining the specific resistance or the magnetic permeability of the workpiece is to determine one of these values by determining the time constant or the form of the drop in the current in the induction coil after a voltage pulse.
  • the existing relationship between the time constant and the resistivity or the magnetic permeability is utilized.
  • the applied voltage is interrupted for a certain time, it is advantageously possible to record the decay process and thus the time constant to be determined longer and thus more accurately.
  • the frequency of the voltage at the induction coil during the heating of the workpiece at least once, but advantageously modulated in short successive intervals, where is particularly advantageous if, in at least two different frequencies of the voltage across the induction coil in this context, the time constant of the drop of the current in the induction coil and the difference and change is determined. In this way it is possible to deduce the degree of homogeneity of the heating through the cross section of the workpiece. Such a procedure is not possible with systems which operate according to the resonant circuit principle, since they do not permit rapid successive frequency switching.
  • a device for determining the structural state of a metallic workpiece during heating, in particular for a subsequent thixoforming, can be taken from the features of claim 7.
  • the induction coil as a sensor coil, it is possible to adapt the strategy for heating the workpiece during operation to the actual state, whereby compared to known devices, the process duration can be reduced and the microstructure can be improved.
  • a voltage source with an impressed or imposed frequency is used, which not only causes significantly lower costs, but also a simple has a better construction and more reliable operation, thus allowing a more flexible use of the entire system.
  • FIG. 1 shows a device for carrying out the method according to the invention
  • Fig. 2 is an equivalent circuit diagram of the device of Fig. 1;
  • Fig. 4 shows the resistivity versus temperature for a particular aluminum alloy
  • 5 shows an exemplary circuit diagram of a voltage source of the device according to the invention.
  • FIG. 6 shows a possible construction of additional resistors of the voltage source from FIG. 5.
  • the device 1 shown in Fig. 1 is used for heating a metallic workpiece 2, which is then to be formed by means of a forging press, not shown, or a similar suitable device.
  • the workpiece 2 is heated to a temperature at which a part of the workpiece 2 in a solid and the other part is in a liquid state and formed in this thixotropic state.
  • This type of forming is called thixoforming or thixoforging.
  • the workpiece 2 the most diverse materials are used, such as aluminum or titanium alloys, but also various magnetic materials such as steel materials and the like.
  • the device 1 has a multi-frequency voltage source 3, which is provided with a controller 4.
  • the workpiece 2 is located within an induction coil 5, which is connected to the voltage source 3 via a transformer 6.
  • an ammeter 7 and a voltmeter 8 for measuring the current or the voltage in this circuit.
  • the respective course of the current and voltage signals is evaluated by a digital signal processing system, not shown, and the control information necessary for carrying out the heating described in more detail below is calculated.
  • the voltage source 3 has a rectifier, a DC link for reactive current compensation and a single-phase inverter in bridge circuit as an output stage in a manner known per se, as explained in greater detail in FIGS. 5 and 6.
  • a voltage source is used with an impressed or imposed frequency, wherein the frequency is variable via a controller, not shown.
  • the energy input into the workpiece 2 can be controlled both by frequency modulation and by pulse width modulation.
  • the voltage source 3 is assigned a voltage source 16 and a resistor 9 and the transformer 6 a transformer 15 and resistors 10 and 13.
  • the induction coil 5, an ohmic resistance 11 and inductors 12 and 14 are assigned.
  • the workpiece 2 can be heated to the desired temperature by inducing an electric current therein, but it is also possible to use the induction coil 5 as a sensor coil and thus to detect the structural condition of the workpiece 2 upon heating thereof.
  • the current induced in the workpiece 2 and generating an electromagnetic alternating field is shaped characteristically by pulses of the applied voltage in the induction coil 5 or coil voltage and the specific resistance of the workpiece 2 is determined by evaluating the current profile of the induction coil. Ie 5, for example, determined by determining the time constant of the drop of the current after one of the voltage pulses, ie in a decay.
  • the phrase "after one of the voltage pulses" means a pulse pause which reduces the highest voltage, ie it is not absolutely necessary that there is no more voltage.This lowering or switching off of the voltage takes place only for a short time up to a few If the workpiece 2 is made of a ferromagnetic material, then in addition to the resistivity and the magnetic permeability or its change can be determined.
  • FIG. 3 An exemplary profile of the voltage and the current at the induction coil 5 is shown in FIG. 3 on the basis of a transient analysis.
  • the voltage is represented by the solid, the current by means of the dashed and the time constant of the current by means of the dotted line.
  • the diagram shows that after a voltage pulse, ie in a pulse pause, the current drops relatively quickly. This drop or decrease of the current is recorded in the present exemplary case by the time constant ⁇ in a measured value. From the change of this time constant ⁇ , which can thus be determined with a standard method well-known from electrical engineering, can now on the change in the property of the workpiece 2, in the present case to the change in the resistivity or on the magnetic permeability of the same and thus be closed to the microstructure state.
  • one or more ohmic or complex resistors can be inserted into the circuits of the freewheeling diodes of the bridge circuit of the single-phase inverter in the voltage source 3. These should be selected to a maximum, but only so large that the switching elements, such as transistors, which are currentless at this time, are not destroyed by the voltage dropping across them.
  • a DC intermediate circuit is connected to the inductors 18 and 19 and a capacitor 20.
  • a plurality of semiconductor power switches 21, 22, 23 and 24 are arranged in a known manner and are oppositely electrically conductive in pairs. Respective freewheeling diodes 25, 26, 27 and 28 serve the continuous current profile when using an inductive load 31.
  • additional ohmic or complex resistors 29 and 30 are inserted into the circuit of the freewheeling diodes, as exemplified in Fig. 5.
  • Fig. 6 shows the internal structure of these complex resistors 29 and 30 by a real resistor 32, an inductor 33 and a capacitor 34 in an exemplary manner.
  • the frequency of the voltage at the induction coil 5 during the heating of the workpiece at least once, but advantageously at intervals repeatedly modulated. This results in a lower penetration of a deeper penetration of the current-enforced area.
  • the penetration depth of the stream is changed in the workpiece 2, whereby the microstructure state can be determined in different edge volume and closed on the degree of soak.
  • the current microstructure state can be determined at different distances from the edge of the workpiece 2, ie the degree of homogeneous heating, which in turn can be used to heat those layers of the workpiece 2 in each case. which have not yet reached the desired material state or insert suitable diffusion times with a lower power supply and to achieve the target state exactly.

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Abstract

The invention relates to a method for determining the type of microstructure of a metal work piece (2) during heating, especially for a subsequent thixoforming step, whereby the work piece (2) is heated by inducing an electric current into the same. The current induced into the work piece (2) is pulsed by pulsing the applied voltage. The resistivity or the magnetic permeability of the work piece (2) is determined from the flow of the current in the induction coil. The resistivity or the magnetic permeability of the work piece (2) is determined by determining the time constant or the type of current drop in the induction coil (5) after a voltage pulse. The resistivity or the magnetic permeability of the work piece (2) are used to determine the microstructure of the work piece (2).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Gefügezustandes eines metallischen Werkstückes bei der Erwärmung Method and device for determining the structural state of a metallic workpiece during heating
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Gefügezustandes eines metallischen Werkstückes bei der Erwärmung, insbesondere für ein nachfolgendes Thixoformen, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ermittlung des Gefügezustandes eines metallischen Werkstückes bei der Erwärmung, insbesondere für ein nachfolgendes Thixoformen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7.The invention relates to a method for determining the structural state of a metallic workpiece during heating, in particular for a subsequent Thixoforming, according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art Furthermore, the invention relates to a device for determining the microstructural state of a metallic workpiece during heating , in particular for a subsequent thixoforming, according to the preamble of claim 7.
Im Zuge der Bemühungen, sowohl im Automobilbau als auch in der Luft- und Raumfahrttechnologie vermehrt Leichtmetallwerkstoffe zu verwenden, wurde in jüngster Zeit ein neuartiger Umformungsprozess geschaffen, der als Thixoformen beziehungsweise Thixoschmieden bezeichnet wird. Hierbei befindet sich das umzuformende Material in einem teilflüssigen beziehungsweise thixotropen Zustand. Zwar werden die technologischen Vorteile der durch dieses Verfahren hergestellten Erzeugnisse insbesondere im Hinblick auf die komplizierten herstellbaren Formen bei gleichzeitig sehr hohen Festigkeitswerten, nicht angezweifelt, für die Serienfertigung sind die derzeit bestehenden Prozesse jedoch noch nicht geeignet, was unter anderem auf die ungenügende Prozesssicherheit bei der Erwärmung der Bauteile vor der Umformung zurückzuführen ist. Eine der Randbedingungen des Thixoformens ist nämlich, dass sich zumindest bei bestimmten Werkstoffen zum Zeitpunkt der Umformung im gesamten Rohteil ein gleichmäßiges Werkstoffgefüge mit feinkörnigem, globularem Festphasenskelett in einem definierten Anteil einer schmelzflüssigen Matrix ausbilden sollte. Gemäß dem allgemein bekannten Stand der Technik wird beim Thixoformen die Erwärmung der Bauteile meist in Induktions- Erwärmungsanlagen durchgeführt. Grundsätzlich führt die zwar eine energiesparende Aufheizung in einer sehr kurzen Zeit ermöglichende induktive Erwärmung jedoch dazu, dass vornehmlich die Randbereiche des Bauteils erwärmt werden, wohingegen die Erwärmung des Kerns nur durch die materialabhängige Wärmediffusion erfolgen kann. Um dies zu erreichen, sind ausgleichende Diffusionsphasen mit reduzierter zugeführter Leistung erforderlich, was zu einer nicht unerheblichen Verlängerung der Erwärmungsdauer führt.As part of the efforts to increasingly use light metal materials in both automotive and aerospace technology, a new forming process has recently been created, referred to as thixoforming or thixoforging. Here, the material to be reshaped is in a semi-liquid or thixotropic state. Although the technological advantages of the products produced by this process, in particular with regard to the complicated manufacturable forms with very high strength values, not doubted, for mass production, the existing processes are not yet suitable, due among other things to the insufficient process reliability in the Heating of the components is due to deformation. One of the boundary conditions of thixoforming is namely that at least for certain materials at the time of forming a uniform material structure should form with fine-grained, globular solid phase skeleton in a defined proportion of a molten matrix in the entire blank. According to the generally known state of the art, the heating of the components is usually carried out in induction heating systems during thixoforming. Basically, although the energy-saving heating in a very short time enabling inductive heating leads to the fact that primarily the edge regions of the component are heated, whereas the heating of the core can only be done by the material-dependent heat diffusion. To achieve this, compensating diffusion phases with reduced supplied power are required, which leads to a not inconsiderable prolongation of the heating time.
Ein weiteres prinzipielles Problem bei der Erwärmung der Bauteile besteht darin, dass der Anteil von festen und flüssigen Gefügebestandteilen nicht direkt gemessen werden kann. Allerdings ist aufgrund der oben beschriebenen Erfordernisse an das Gefüge während der Umformung die Kenntnis dieses Verhältnisses erforderlich, da bei einem Überschreiten des flüssigen Anteils ungewünschte Gefügeveränderungen eintreten und bei einem Unterschreiten des flüssigen Anteils die Thi- xoforming-Verfahren nicht erfolgreich durchgeführt werden können.Another fundamental problem in the heating of the components is that the proportion of solid and liquid structural components can not be measured directly. However, due to the above-described requirements on the microstructure during the transformation, it is necessary to know this ratio, since if the liquid fraction is exceeded, undesired microstructural changes occur and if the liquid fraction is not reached, the thixoforming processes can not be successfully carried out.
Bei den Verfahren gemäß dem Stand der Technik wird der gewünschte thixotrope Bereich häufig mit Hilfe von iterativen Verfahren über Erwärmungsversuche und einer anschließenden Schuffbildanalyse im Labor empirisch ermittelt. Durch die auf diese Weise erhaltenen Zusammenhänge zwischen der Temperatur des Bauteils und dem Übergangsbereich vom festen zum flüssigen Zustand wird der angestrebte Gefügezustand bei Serienteilen reproduziert. Hierbei handelt es sich jedoch um eine sehr aufwendige und äußerst ungenaue Vorgehensweise, da die Schliffbildanalyse jeweils nur für Rohteile mit exakt derselben Legierungszusammensetzung verwendbar ist. Der Zusammenhang zwischen thixotropem Bereich und Bauteiltemperatur wird durch Schwankungen in der Legierungszusammensetzung, die herstellungsbedingt sogar innerhalb einer Materialcharge im Bereich von einem oder mehreren Prozent liegen kann, erheblich verändert. Eine sichere Prozessregelung in der Serienfertigung kann auf diese Weise nicht gewährleistet werden.In the methods of the prior art, the desired thixotropic region is often determined empirically by means of iterative methods via heating experiments and a subsequent Schuffbildanalyse in the laboratory. By the thus obtained relationships between the temperature of the component and the transition region from solid to liquid state of the desired microstructure is reproduced in series parts. However, these are a very complex and extremely inaccurate procedure, since the micrograph analysis can only be used for blanks with exactly the same alloy composition. The relationship between the thixotropic region and device temperature is significantly altered by variations in the alloy composition, which can be as much as one or more percent within a batch of material due to the manufacturing process. A secure process control in series production can not be guaranteed in this way.
Die Temperaturmessung scheitert unter anderem auch daran, dass bei einigen Legierungen eine Genauigkeit von weniger als einem Kelvin erreicht werden muss, um Rückschlüsse auf den Gefügezustand ziehen zu können. Diese Genauigkeit ist jedoch bei Messungen in unterschiedlichen Randschichten mit realistischem Aufwand nicht zu erreichen.Among other things, the temperature measurement fails due to the fact that with some alloys an accuracy of less than one Kelvin has to be achieved in order to be able to draw conclusions about the structural condition. However, this accuracy can not be achieved with measurements in different surface layers with realistic effort.
Aus der EP 0 728 304 Bl ist es bekannt, mittels einer zusätzlichen Sensorspule Widerstandsveränderungen im Rohteil zu detektieren. Eine solche zusätzliche Sensorspule reagiert jedoch empfindlich auf externe Störungen oder Streufelder, die sehr leicht zu einer Verfälschung der Messwerte führen können. Des weiteren kann mit einer zusätzlichen Sensorspule die Homogenität der Durchwärmung nicht bestimmt werden, da nur die Stirn- oder Mantelfläche des Rohteils gemessen werden kann.From EP 0 728 304 Bl it is known to detect resistance changes in the blank by means of an additional sensor coil. However, such an additional sensor coil is sensitive to external disturbances or stray fields, which can easily lead to a falsification of the measured values. Furthermore, with an additional sensor coil, the homogeneity of the heating can not be determined, since only the front or lateral surface of the blank can be measured.
In der DE 199 21 827 Al wird der Einsatz eines Mikrofons mit angeschlossener Schallanalyse zur Ermittlung des Gefügezu- stands vorgeschlagen. Auch dieses Verfahren ist jedoch ange- sichts des sehr engen Bereichs, in dem das Thixoschmieden eingesetzt werden kann, nicht zielführend.DE 199 21 827 A1 proposes the use of a microphone with connected sound analysis for determining the microstructure state. However, this procedure is also In view of the very narrow range in which thixoforging can be used, not effective.
Gleiches gilt auch für den Vorschlag, den Gefügezustand anhand der alleinigen Messung des Effektivstroms im Kreis der Induktionsspule, wie in der DE 199 48 843 Al vorgeschlagen, zu ermitteln.The same applies to the proposal to determine the microstructure state based on the sole measurement of the effective current in the circle of the induction coil, as proposed in DE 199 48 843 Al.
J. Baur beschreibt in „Werkstattstechnik online" ein gattungsgemäßes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Ermittlung des Gefügezustandes eines metallischen Werkstückes bei der Erwärmung. Auch hiermit lässt sich jedoch noch keine ausreichend genaue Aussage über den Gefügezustand treffen.J. Baur describes in "Werkstattstechnik online" a generic method and a corresponding device for determining the microstructure state of a metallic workpiece during heating, but even here, it is not possible to make a sufficiently accurate statement about the microstructure state.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung des Gefügezustandes eines metallischen Werkstückes bei der Erwärmung, insbesondere für ein nachfolgendes Thixoformen, zu schaffen, welches in der Lage ist, den aktuellen Gefügezustand während der Erwärmung des Werkstücks sehr exakt zu ermitteln und somit die Erwärmung des Werkstücks auf ein bestimmtes Verhältnis zwischen fester und flüssiger Phase zu ermöglichen.It is therefore an object of the present invention to provide a method for determining the structural state of a metallic workpiece during heating, in particular for a subsequent Thixoforming, which is able to determine the current microstructure state during the heating of the workpiece very accurately and thus to allow heating of the workpiece to a certain ratio between solid and liquid phase.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in claim 1.
Die Erfinder haben festgestellt, dass zwischen dem spezifischen Widerstand oder der magnetischen Permeabilität des Werkstücks und seinem Gefügezustand insbesondere in dem Bereich des Übergangs zwischen fester und flüssiger Phase ein unmittelbarer Zusammenhang besteht, der durch das erfin- dungsgemäße Verfahren in einer Weise ausgenutzt wird, mit der der Gefügezustand des Werkstücks sehr exakt ermittelt werden kann. Auf diese Weise kann der Erwärmungsprozess für das umzuformende Werkstück sehr exakt auf ein bestimmtes erforderliches Verhältnis zwischen fester und flüssiger Phase geregelt werden, wodurch die Probleme des Standes der Technik umgangen werden können und erheblich bessere Bearbeitungsergebnisse mit einem geringeren Ausschussanteil beim nachfolgenden Thixoformen zu erwarten sind. Insbesondere ist weder eine 100%-Prüfung noch eine zerstörende Prüfung der Werkstücke erforderlich.The inventors have found that there is a direct relationship between the resistivity or the magnetic permeability of the workpiece and its microstructure, in particular in the region of the transition between the solid and liquid phases, which is determined by the invention. The method according to the invention is utilized in a manner with which the microstructure state of the workpiece can be determined very precisely. In this way, the heating process for the workpiece to be formed can be controlled very precisely to a certain required ratio between solid and liquid phase, whereby the problems of the prior art can be circumvented and significantly better processing results with a lower reject rate can be expected in the subsequent Thixoforming. In particular, neither a 100% test nor a destructive test of the workpieces is required.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass der Erwärmungsvorgang nicht wesentlich unterbrochen werden muss und keine Störungen desselben zu erwarten sind.Another advantage of the method according to the invention is that the heating process does not have to be substantially interrupted and no disturbances thereof are to be expected.
Eine erfindungsgemäß besonders gut geeignete Möglichkeit zur Ermittlung des spezifischen Widerstands oder der magnetischen Permeabilität des Werkstücks besteht darin, einen dieser Werte durch Ermitteln der Zeitkonstante oder der Form des Abfalls des Stroms in der Induktionsspule nach einem Spannungspuls zu ermitteln. Hierbei wird der bestehende Zusammenhang zwischen der Zeitkonstante und dem spezifischen Widerstand bzw. der magnetischen Permeabilität ausgenutzt.A particularly suitable method according to the invention for determining the specific resistance or the magnetic permeability of the workpiece is to determine one of these values by determining the time constant or the form of the drop in the current in the induction coil after a voltage pulse. Here, the existing relationship between the time constant and the resistivity or the magnetic permeability is utilized.
Wenn in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die angelegte Spannung für eine bestimmte Zeit unterbrochen wird, so ist es vorteilhafterweise möglich, den Ausschwingvorgang und damit die zu ermittelnde Zeitkonstante länger und somit genauer zu erfassen. Um eine Messung der Durchwärmung des Werkstücks zu erreichen, kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Frequenz der Spannung an der Induktionsspule während des Erwärmens des Werkstücks wenigstens einmal, in vorteilhafter Weise jedoch in kurz aufeinander folgenden Intervallen moduliert wird, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn in diesem Zusammenhang bei wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzen der Spannung an der Induktionsspule die Zeitkonstante des Abfalls des Stroms in der Induktionsspule und deren Unterschied und Veränderung ermittelt wird. Auf diese Weise lässt sich auf den Grad der Homogenität der Durchwärmung über den Querschnitt des Werkstücks schließen. Eine derartige Vorgehensweise ist mit Anlagen, die nach dem Schwingkreis-Prinzip arbeiten, nicht möglich, da sie keine schnell aufeinander folgende Frequenzumschal- tung ermöglichen.If, in an advantageous embodiment of the invention, the applied voltage is interrupted for a certain time, it is advantageously possible to record the decay process and thus the time constant to be determined longer and thus more accurately. In order to achieve a measurement of the heating of the workpiece, it can be provided in an advantageous development of the invention that the frequency of the voltage at the induction coil during the heating of the workpiece at least once, but advantageously modulated in short successive intervals, where is particularly advantageous if, in at least two different frequencies of the voltage across the induction coil in this context, the time constant of the drop of the current in the induction coil and the difference and change is determined. In this way it is possible to deduce the degree of homogeneity of the heating through the cross section of the workpiece. Such a procedure is not possible with systems which operate according to the resonant circuit principle, since they do not permit rapid successive frequency switching.
Eine Vorrichtung zur Ermittlung des Gefügezustandes eines metallischen Werkstückes bei der Erwärmung, insbesondere für ein nachfolgendes Thixoformen, ist den Merkmalen von Anspruch 7 zu entnehmen.A device for determining the structural state of a metallic workpiece during heating, in particular for a subsequent thixoforming, can be taken from the features of claim 7.
Durch die erfindungsgemäße Nutzung der Induktionsspule als Sensorspule ist es möglich, die Strategie zur Erwärmung des Werkstücks im laufenden Betrieb an den tatsächlichen Zustand anzupassen, wodurch gegenüber bekannten Vorrichtungen die Prozessdauer verringert und die Gefügestruktur verbessert werden kann.The inventive use of the induction coil as a sensor coil, it is possible to adapt the strategy for heating the workpiece during operation to the actual state, whereby compared to known devices, the process duration can be reduced and the microstructure can be improved.
Hierbei wird eine Spannungsquelle mit einer eingeprägten bzw. aufgezwungenen Frequenz verwendet, die nicht nur erheblich geringere Kosten verursacht, sondern auch einen einfa- cheren Aufbau und einen zuverlässigeren Betrieb aufweist und damit eine flexiblere Nutzung der gesamten Anlage ermöglicht.In this case, a voltage source with an impressed or imposed frequency is used, which not only causes significantly lower costs, but also a simple has a better construction and more reliable operation, thus allowing a more flexible use of the entire system.
Durch einen oder mehrere zusätzliche ohmsche oder komplexe Widerstände im Stromkreis der Rücklaufdioden ergibt sich eine maximale Abhängigkeit der Zeitkonstanten des Abfalls des Stroms in der Induktionsspule von der Änderung des spezifischen Widerstands bzw. der Permeabilität des Werkstücks, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine sehr genaue Bestimmung des Gefügezustands des erwärmten Werkstücks ermöglicht.By one or more additional ohmic or complex resistors in the circuit of the flyback diodes results in a maximum dependence of the time constant of the drop in the current in the induction coil of the change in the resistivity or the permeability of the workpiece, so that the inventive device is a very accurate determination of Microstructure state of the heated workpiece allows.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the remaining dependent claims. Hereinafter, an embodiment of the invention with reference to the drawing is shown in principle.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;1 shows a device for carrying out the method according to the invention;
Fig. 2 ein Ersatzschaltbild der Vorrichtung aus Fig. 1;Fig. 2 is an equivalent circuit diagram of the device of Fig. 1;
Fig. 3 den Verlauf der Spannung und des Stroms bei dem erfindungsgemäßen Verfahren;3 shows the course of the voltage and the current in the method according to the invention;
Fig. 4 den spezifischen Widerstand über der Temperatur bei einer speziellen Aluminiumlegierung; Fig. 5 ein beispielhaftes Schaltbild einer Spannungsquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung; undFig. 4 shows the resistivity versus temperature for a particular aluminum alloy; 5 shows an exemplary circuit diagram of a voltage source of the device according to the invention; and
Fig. 6 ein möglicher Aufbau zusätzlicher Widerstände der Spannungsquelle aus Fig. 5.6 shows a possible construction of additional resistors of the voltage source from FIG. 5.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 1 dient zum Erwärmen eines metallischen Werkstücks 2, welches anschließend mittels einer nicht dargestellten Schmiedepresse oder einer ähnlichen geeigneten Vorrichtung umgeformt werden soll. Dabei wird das Werkstück 2 auf eine Temperatur aufgewärmt, bei welcher ein Teil des Werkstücks 2 in einem festen und der andere Teil in einem flüssigen Zustand vorliegt und in diesem thixotropen Zustand umgeformt. Diese Art der Umformung wird als Thixoformen oder Thixoschmieden bezeichnet. Hierbei können für das Werkstück 2 die verschiedensten Materialien zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel Aluminium- oder Titanlegierungen, jedoch auch verschiedene magnetische Materialien wie Stahlwerkstoffe und dergleichen.The device 1 shown in Fig. 1 is used for heating a metallic workpiece 2, which is then to be formed by means of a forging press, not shown, or a similar suitable device. In this case, the workpiece 2 is heated to a temperature at which a part of the workpiece 2 in a solid and the other part is in a liquid state and formed in this thixotropic state. This type of forming is called thixoforming or thixoforging. Here, the workpiece 2, the most diverse materials are used, such as aluminum or titanium alloys, but also various magnetic materials such as steel materials and the like.
Die Vorrichtung 1 weist eine Mehrfrequenz-Spannungsquelle 3 auf, die mit einer Steuerung 4 versehen ist. Das Werkstück 2 befindet sich innerhalb einer Induktionsspule 5, welche mit der Spannungsquelle 3 über einen Transformator 6 verbunden ist. In dem Stromkreis der Induktionsspule 5 befinden sich ein Amperemeter 7 sowie ein Voltmeter 8 zum Messen des Stroms beziehungsweise der Spannung in diesem Stromkreis. Der jeweilige Verlauf der Strom- und Spannungssignale wird durch eine nicht dargestellte digitale Signalverarbeitungsanlage ausgewertet und es werden die zur Durchführung der nachfolgend detaillierter beschriebenen Erwärmung notwendigen Steuerungsinformationen errechnet. Die Spannungsquelle 3 weist in an sich bekannter, in Fig. 5 und Fig. 6 näher erläuterter Art und Weise einen Gleichrichter, einen Zwischenkreis zur Blindstromkompensation und einen Einphasen-Wechselrichter in Brückenschaltung als Ausgangsstufe auf. Im vorliegenden Fall wird eine Spannungsquelle mit einer eingeprägten bzw. aufgezwungenen Frequenz verwendet, wobei die Frequenz über eine nicht dargestellte Steuerung veränderbar ist. Die Energieeinbringung in das Werkstück 2 kann sowohl über Frequenzmodulation als auch über Pulsweitenmodulation gesteuert werden.The device 1 has a multi-frequency voltage source 3, which is provided with a controller 4. The workpiece 2 is located within an induction coil 5, which is connected to the voltage source 3 via a transformer 6. In the circuit of the induction coil 5 are an ammeter 7 and a voltmeter 8 for measuring the current or the voltage in this circuit. The respective course of the current and voltage signals is evaluated by a digital signal processing system, not shown, and the control information necessary for carrying out the heating described in more detail below is calculated. The voltage source 3 has a rectifier, a DC link for reactive current compensation and a single-phase inverter in bridge circuit as an output stage in a manner known per se, as explained in greater detail in FIGS. 5 and 6. In the present case, a voltage source is used with an impressed or imposed frequency, wherein the frequency is variable via a controller, not shown. The energy input into the workpiece 2 can be controlled both by frequency modulation and by pulse width modulation.
In dem vereinfachten Ersatzschaltbild der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 2, in welchem parasitäre Kapazitäten, Induktivitäten und Widerstände nicht dargestellt sind, ist der Spannungsquelle 3 eine Spannungsquelle 16 und ein Widerstand 9 und dem Transformator 6 ein Transformator 15 und Widerstände 10 und 13 zugeordnet. Der Induktionsspule 5 sind ein ohmscher Widerstand 11 und Induktivitäten 12 und 14 zugeordnet .In the simplified equivalent circuit diagram of the device 1 according to FIG. 2, in which parasitic capacitances, inductances and resistances are not shown, the voltage source 3 is assigned a voltage source 16 and a resistor 9 and the transformer 6 a transformer 15 and resistors 10 and 13. The induction coil 5, an ohmic resistance 11 and inductors 12 and 14 are assigned.
Mit der beschriebenen Vorrichtung 1 kann nicht nur das Werkstück 2 mittels Induzieren eines elektrischen Stroms in dasselbe auf die gewünschte Temperatur erwärmt werden, sondern es ist auch möglich, die Induktionsspule 5 als Sensorspule einzusetzen und damit den Gefügezustand des Werkstücks 2 bei der Erwärmung desselben festzustellen. Hierbei wird der in das Werkstück 2 induzierte, ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugende Strom durch Pulsen der angelegten Spannung in der Induktionsspule 5 bzw. Spulenspannung charakteristisch geformt und der spezifische Widerstand des Werkstücks 2 wird durch Auswertung des Stromverlaufs der Induktionsspu- Ie 5, beispielsweise durch Ermitteln der Zeitkonstante des Abfalls des Stroms nach einem der Spannungspulse, also in einem Ausschwingvorgang, bestimmt. Mit der Angabe „nach einem der Spannungspulse" ist eine Pulspause gemeint, durch welche die höchste Spannung verringert wird, d.h. es ist nicht unbedingt erforderlich, dass keine Spannung mehr anliegt. Dieses Absenken oder Abschalten der Spannung erfolgt nur für kurze Zeit bis hin zu wenigen Perioden und hat damit keinen wesentlichen Einfluss auf die Erwärmungsdauer des Werkstücks 2. Wenn das Werkstück 2 aus einem ferromagneti- schen Material besteht, so kann neben dem spezifischen Widerstand auch die magnetische Permeabilität bzw. deren Änderung ermittelt werden.With the described device 1, not only the workpiece 2 can be heated to the desired temperature by inducing an electric current therein, but it is also possible to use the induction coil 5 as a sensor coil and thus to detect the structural condition of the workpiece 2 upon heating thereof. In this case, the current induced in the workpiece 2 and generating an electromagnetic alternating field is shaped characteristically by pulses of the applied voltage in the induction coil 5 or coil voltage and the specific resistance of the workpiece 2 is determined by evaluating the current profile of the induction coil. Ie 5, for example, determined by determining the time constant of the drop of the current after one of the voltage pulses, ie in a decay. The phrase "after one of the voltage pulses" means a pulse pause which reduces the highest voltage, ie it is not absolutely necessary that there is no more voltage.This lowering or switching off of the voltage takes place only for a short time up to a few If the workpiece 2 is made of a ferromagnetic material, then in addition to the resistivity and the magnetic permeability or its change can be determined.
Ein beispielhafter Verlauf der Spannung und des Stroms an der Induktionsspule 5 ist in Fig. 3 anhand einer Transiente- nanalyse dargestellt. Dabei ist die Spannung mittels der durchgezogenen, der Strom mittels der gestrichelten und die Zeitkonstante des Stroms mittels der strichpunktierten Linie dargestellt. Aus dem Diagramm geht hervor, dass nach einem Spannungspuls, also in einer Pulspause, der Strom relativ rasch abfällt. Dieses Abfallen bzw. Absinken des Stroms wird im vorliegenden, beispielhaften Fall durch die Zeitkonstante τ in einem Messwert festgehalten. Aus der Veränderung dieser Zeitkonstanten τ, die also mit einem aus der Elektrotechnik allgemein bekannten Standardverfahren ermittelt werden kann, kann nun auf die Veränderung der Eigenschaft des Werkstücks 2, im vorliegenden Fall auf die Veränderung des spezifischen Widerstands bzw. auf die magnetische Permeabilität desselben und damit auf den Gefügezustand geschlossen werden. Dabei kann zur Berechnung des spezifischen Widerstands eine Gleichung entsprechend τ = L/R verwendet werden. Um den für die nachfolgende Umformung gewünschten Gefügezu- stand einzustellen, wird die Veränderung des Spulenstroms und damit sowohl der ohmsche Widerstand als auch die Induktivität der Anordnung überwacht. Aus dem Änderungsverhalten kann ein Rückschluss nach dem oben dargestellten Zusammenhang zwischen Widerstand bzw. Induktivität und Temperatur bzw. Gefügezustand des Werkstücks hergestellt werden.An exemplary profile of the voltage and the current at the induction coil 5 is shown in FIG. 3 on the basis of a transient analysis. In this case, the voltage is represented by the solid, the current by means of the dashed and the time constant of the current by means of the dotted line. The diagram shows that after a voltage pulse, ie in a pulse pause, the current drops relatively quickly. This drop or decrease of the current is recorded in the present exemplary case by the time constant τ in a measured value. From the change of this time constant τ, which can thus be determined with a standard method well-known from electrical engineering, can now on the change in the property of the workpiece 2, in the present case to the change in the resistivity or on the magnetic permeability of the same and thus be closed to the microstructure state. In this case, an equation corresponding to τ = L / R can be used to calculate the resistivity. In order to set the microstructural state desired for the subsequent forming, the change in the coil current and thus both the ohmic resistance and the inductance of the arrangement are monitored. From the change behavior, a conclusion can be drawn for the above-described relationship between resistance or inductance and temperature or structural state of the workpiece.
Aus dem Diagramm von Fig. 4, in dem der Bereich der festen Phase des Werkstücks 1 mit A, der Bereich, in dem feste und flüssige Phase nebeneinander vorliegen, mit B und der Bereich der flüssigen Phase mit C bezeichnet sind, wird deutlich, dass sich der spezifische Widerstand gerade in dem Bereich des Übergangs zwischen der festen und der flüssigen Phase sehr stark ändert, so dass bereits geringe Änderungen der Temperatur zu einer starken Änderung des spezifischen Widerstands führen, weshalb der spezifische Widerstand sehr gut für die Ermittlung des Gefügezustands des Werkstücks 2 eingesetzt werden kann.From the diagram of FIG. 4, in which the area of the solid phase of the workpiece 1 with A, the area in which solid and liquid phases are present next to each other, B and the liquid phase area C, it is clear that the resistivity changes very much even in the region of the transition between the solid and the liquid phase, so that even small changes in the temperature lead to a large change in the specific resistance, which is why the resistivity is very good for determining the structural state of the workpiece 2 can be used.
Damit die Änderung der Zeitkonstanten des Stromverlaufs maximal von der Änderung des spezifischen Widerstands bzw. Permeabilität des Werkstück 2 abhängt, können in die Stromkreise der Freilaufdioden der Brückenschaltung des Einpha- sen-Wechselrichters in der Spannungsquelle 3 ein oder mehrere ohmsche oder komplexe Widerstände eingesetzt werden. Diese sollten maximal gewählt werden, jedoch nur so groß, dass durch die an denselben abfallende Spannung die schaltenden Elemente, wie zum Beispiel Transistoren, die zu diesem Zeitpunkt stromlos sind, nicht zerstört werden. In dem vereinfachten Schaltbild der Spannungsquelle 3 gemäß Fig. 5 folgt nach einem mit einem Netzanschluss versehenen Gleichrichter 17 ein Gleichspannungszwischenkreis dem Induktivitäten 18 und 19 sowie eine Kapazität 20 zugeordnet sind. Mehrere Halbleiter-Leistungsschalter 21, 22, 23 und 24 sind in bekannter Weise angeordnet und werden paarweise gegensätzlich elektrisch leitend. Jeweilige Freilaufdioden 25, 26, 27 und 28 dienen dem stetigen Stromverlauf bei Verwendung einer induktiven Last 31. Für die maximale Abhängigkeit der Zeitkonstanten von den Eigenschaftsveränderungen des Werkstücks während dem Erwärmungsvorgang werden zusätzliche ohmsche oder komplexe Widerstände 29 und 30 in den Stromkreis der Freilaufdioden eingefügt, wie in Fig. 5 beispielhaft ausgeführt. Fig. 6 zeigt den inneren Aufbau dieser komplexen Widerstände 29 bzw. 30 durch einen reellen Widerstand 32, eine Induktivität 33 und eine Kapazität 34 in einer beispielhaften Weise.So that the change in the time constants of the current profile depends maximally on the change in the specific resistance or permeability of the workpiece 2, one or more ohmic or complex resistors can be inserted into the circuits of the freewheeling diodes of the bridge circuit of the single-phase inverter in the voltage source 3. These should be selected to a maximum, but only so large that the switching elements, such as transistors, which are currentless at this time, are not destroyed by the voltage dropping across them. In the simplified circuit diagram of the voltage source 3 according to FIG. 5, after a rectifier 17 provided with a mains connection, a DC intermediate circuit is connected to the inductors 18 and 19 and a capacitor 20. A plurality of semiconductor power switches 21, 22, 23 and 24 are arranged in a known manner and are oppositely electrically conductive in pairs. Respective freewheeling diodes 25, 26, 27 and 28 serve the continuous current profile when using an inductive load 31. For the maximum dependence of the time constant of the property changes of the workpiece during the heating process additional ohmic or complex resistors 29 and 30 are inserted into the circuit of the freewheeling diodes, as exemplified in Fig. 5. Fig. 6 shows the internal structure of these complex resistors 29 and 30 by a real resistor 32, an inductor 33 and a capacitor 34 in an exemplary manner.
Bei dem Verfahren zur Ermittlung des Gefügezustandes des Werkstücks 2 kann des weiteren vorgesehen sein, dass die Frequenz der Spannung an der Induktionsspule 5 während des Erwärmens des Werkstücks wenigstens einmal, vorteilhafterweise jedoch in Intervallen mehrmals moduliert wird. Hierbei ergibt sich bei einer niedrigeren Frequenz eine größere Eindringtiefe des stromdurchsetzten Bereichs. Durch eine solche Frequenzänderung wird die Eindringtiefe des Stroms in das Werkstück 2 verändert, wodurch der Gefügezustand in unterschiedlichen Randvolumen bestimmt und auf den Grad der Durchwärmung geschlossen werden kann. Mit einer nachfolgenden Erwärmungsregelung kann so eine homogene Erwärmung des Werkstücks ermöglicht werden. Wenn bei unterschiedlichen Frequenzen der Spannung die Veränderung und/oder die Geschwindigkeit der Veränderung der Zeitkonstante des Abfalls des Stroms ermittelt wird, so lässt sich der aktuelle Gefügezustand in unterschiedlichen Abständen vom Rand des Werkstücks 2, also der Grad der homogenen Durchwärmung, ermitteln, was wiederum dazu genutzt werden kann, jeweils diejenigen Schichten des Werkstücks 2 zu erwärmen, die den gewünschten Materialzustand noch nicht erreicht haben bzw. geeignete Diffusionszeiten mit geringerer Leistungszufuhr einzufügen und den Zielzustand genau zu erreichen. In the method for determining the microstructure state of the workpiece 2 may further be provided that the frequency of the voltage at the induction coil 5 during the heating of the workpiece at least once, but advantageously at intervals repeatedly modulated. This results in a lower penetration of a deeper penetration of the current-enforced area. By such a change in frequency, the penetration depth of the stream is changed in the workpiece 2, whereby the microstructure state can be determined in different edge volume and closed on the degree of soak. With a subsequent heating control so a homogeneous heating of the workpiece can be made possible. If, at different frequencies of the voltage, the change and / or the speed of the If the change in the time constant of the drop in the current is determined, then the current microstructure state can be determined at different distances from the edge of the workpiece 2, ie the degree of homogeneous heating, which in turn can be used to heat those layers of the workpiece 2 in each case. which have not yet reached the desired material state or insert suitable diffusion times with a lower power supply and to achieve the target state exactly.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Ermittlung des Gefügezustandes eines metallischen Werkstückes bei der Erwärmung, insbesondere für ein nachfolgendes Thixoformen, wobei das Werkstück mittels Induzieren eines elektrischen Stroms in dasselbe erwärmt wird, wobei der in das Werkstück induzierte Strom durch Pulsen der angelegten Spannung pulsiert wird, und wobei der spezifische Widerstand oder die magnetische Permeabilität des Werkstücks aus dem Verlauf des Stroms in der Induktionsspule ermittelt wird, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der spezifische Widerstand oder die magnetische Permeabilität des Werkstücks (2) durch Ermitteln der Zeitkonstante oder der Form des Abfalls des Stroms in der Induktionsspule (5) nach einem Spannungspuls ermittelt wird, und dass aus dem spezifischen Widerstand oder der magnetischen Permeabilität des Werkstücks (2) der Gefügezustandes des Werkstücks (2) ermittelt wird.A method of determining the microstructure state of a metallic workpiece during heating, in particular for subsequent thixoforming, wherein the workpiece is heated by inducing an electric current therein, wherein the current induced in the workpiece is pulsed by pulsing the applied voltage, and wherein the resistivity or magnetic permeability of the workpiece is determined from the course of the current in the induction coil, since the resistivity or magnetic permeability of the workpiece (2) is determined by determining the time constant or the shape of the current drop in the induction coil Induction coil (5) is determined after a voltage pulse, and that from the resistivity or the magnetic permeability of the workpiece (2) of the structural state of the workpiece (2) is determined.
2. Verfahren nach Anspruch 1, da du r c h g e k e n n z e i ch n e t , dass die angelegte Spannung für eine bestimmte Zeit unterbrochen wird.2. The method of claim 1, wherein the applied voltage is interrupted for a certain period of time.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Spannung im wesentlichen rechteckförmig gepulst wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage is pulsed substantially rectangular.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Frequenz der Spannung an der Induktionsspule (5) während des Erwärmens des Werkstücks (2) wenigstens einmal moduliert wird.4. The method according to claim 1, wherein the frequency of the voltage at the induction coil is modulated at least once during heating of the workpiece.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a du r c h g e ke n n z e i chn e t , dass die Frequenz der Spannung an der Induktionsspule (5) während des Erwärmens des Werkstücks (2) mehrmals in kurz aufeinander folgenden Intervallen moduliert wird.5. Method according to claim 4, wherein the frequency of the voltage at the induction coil is modulated a plurality of times during heating of the workpiece in a succession of intervals.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzen der Spannung an der Induktionsspule (5) die Zeitkonstante des Abfalls des Stroms in der Induktionsspule (5) und deren Unterschied und Veränderung ermittelt wird.6. The method of claim 4 or 5, characterized in that at at least two different frequencies of the voltage at the induction coil (5) the time constant of the drop of the current in the induction coil (5) and their difference and change is determined.
7. Vorrichtung zur Ermittlung des Gefügezustandes eines metallischen Werkstückes bei der Erwärmung, insbesondere für ein nachfolgendes Thixoformen, mit einer mit einer Spannungsquelle verbundenen Induktionsspule zum Induzieren eines elektrischen Stroms in das Werkstück, wobei in dem Stromkreis der Induktionsspule wenigstens eine Strommesseinrichtung vorhanden ist, und wobei die Spannungsquelle einen Wechselrichter in Brückenschaltung aufweist, d a du r c h g e ke nn z e i c h n e t , dass in den Stromkreis der Freilaufdioden der Brückenschaltung wenigstens ein ohmscher oder komplexer Widerstand integriert ist, und dass die Induktionsspule (5) auch als Sensorspule zum Ermitteln eines Verlaufs des in das Werkstück (2) induzierten elektrischen Stroms ausgebildet ist.7. A device for determining the structural state of a metallic workpiece during heating, in particular for a subsequent thixoforming, with an induction coil connected to a voltage source for inducing an electrical current into the workpiece, wherein in the circuit of the induction coil at least one current measuring device is present, and the voltage source has an inverter in bridge circuit, since you rchge ke nn records that in the circuit of the freewheeling diodes of the bridge circuit at least one ohmic or complex resistor is integrated, and that the induction coil (5) as a sensor coil for determining a profile of the workpiece (2) induced electrical current is formed.
Vorrichtung nach Anspruch 7, d a du r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass der elektrische Widerstand des wenigstens einen ohmschen oder komplexen Widerstands maximal so hoch ist, dass die daran abfallende Spannung die schaltenden Elemente derDevice according to claim 7, characterized in that the electrical resistance of the at least one ohmic or complex resistor is maximally so high that the voltage dropping thereon is the switching elements of the
Brückenschaltung nicht zerstört. Bridge circuit not destroyed.
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