CH407360A - Method and device for preheating the end faces of workpieces for the purpose of butt welding - Google Patents

Method and device for preheating the end faces of workpieces for the purpose of butt welding

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CH407360A
CH407360A CH450664A CH450664A CH407360A CH 407360 A CH407360 A CH 407360A CH 450664 A CH450664 A CH 450664A CH 450664 A CH450664 A CH 450664A CH 407360 A CH407360 A CH 407360A
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CH
Switzerland
Prior art keywords
preheating
area
workpieces
end faces
spiral
Prior art date
Application number
CH450664A
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German (de)
Inventor
Geisel Herbert
Leonhard Dipl Ing Springob
Rietsch Eberhard
Original Assignee
Wuppermann Gmbh Theodor
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/34Preliminary treatment

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Description

  

  Verfahren     und        Vorrichtung        zum        Vorwärmen    der Endflächen von     Werkstücken          für    Zwecke des     Stumpfschweissens       Die vordiegende Erfindung betrifft ein Verfahren  und eine Vorrichtung zum Vorwärmen der     End-          flächen    von Werkstücken für Zwecke des     Stumpf-          schweissens,    unter Verwendung von     spiralförmigen     Induktoren, (die kurz vor dem Verschweissen aus       ,

  dem        Zwischenraum    zwischen     Iden        Werkstückenden     herausgeschwenkt werden.  



       Die    Endflächen vorzuwärmen,     um    das Ver  schweissen im unmittelbaren Stromdurchgang     rascher     und mit geringerem Energieaufwand     durchführen    zu  können, ist bereits bekannt.

   Man verwendet     schlei-          fenförmige    Induktoren, die zwischen die Endflächen  der beiden     zusammenzuschweissenden        Werkstücke     eingefahren werden und diese     aufheizen,    und     ,zwar     handelt es sich sowohl um mäanderförmige als auch       spiralförmige    Induktoren.     Diese        Induktoren        werden,     nachdem Idas Vorwärmten durchgeführt .worden ist,  kurz vor Odem     Zusammenführen    der     Endflächen    zum  Zwecke des Verschweissens laus dein Zwischenraum  herausgeschwenkt.  



  Bekanntlich wird mit den Heizleiterschleifen ein       gleichförmiges        Erwärmen    ,der     Endflächen        nicht    er  reicht, vielmehr !besteht die Gefahr, dass die     Rand-          zonen        höhere    Temperaturen annehmen     als        die    Mit  telzonen.

       Eine        solche        Temperaturverteilung    ist uner  wünscht, rund es ist     zweckmässiger        eine        gleichförmige          Temperaturverteilung    :auf den     Endflächen        herbeizu-          führen,    ehe     die        Flächen    zum     endgültigen    Ver  schweissen     zusammengeführt    werden.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren ist dadurch ge  kennzeichnet, dass im Mittelbereich der Werkstück  enden eine höhere Temperatur erzeugt wird Tals in  den     Randbezirken.       Hierdurch wird beim anschliessenden Stumpf  schweissen     im    unmittelbaren     Stromdurchgang    ein  :gleichförmiges Binden der beiden Werkstückteile an  einander über dem (gesamten Querschnitt erleichert.  



  Es hat sich als     zweckmässig        erwiesen,        Aals        Vor-          wärnntemperatur    im Kern etwa 1,200  und am Rand  1000 bis, 1 100  C     anzuwenden.     



       Die    erfindungsgemässe     Vorrichtung    ist dadurch  gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, .die be  wirken, dass die Mittelbereiche der Werkstrickenden  einer höheren     Temperatur        ;ausgesetzt        sind        als    die       Randbezirke.     



       Nachfolgend    wird     :anhand    .der     Zeichnung        ein.     Ausführungsbeispiel des     erfindungsgemässen    Verfah  rens rund oder erfindungsgemässen Vorrichtung be  schrieben.  



  Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der zu ver  schweissenden Werkstückenden, nebst Vorwärmvor  richtung, teilweise im Schnitt, und  Fig. 2 zeigt eine Aufsicht :auf einen Induktor.  



  Es sollen zwei Werkstückteile 1 und 2 von       zylindrischem.        Querschnitt    mit     ihren        Stirnenden   <B>zu-</B>  sammengeschweisst werden (Fig. 1). Dabei kann es  sich z. B. um zylindrische Brammen handeln,  oder tauch .um ,Zapfen von Grosskurbelwellen.

   Um  die Stirnflächen zu erwärmen, ;sind spiralförmige       Heizleiber        vorgesehen.    Im vorliegenden     Ausführungs-          beispiel        handelt        ges    sich um     eine        ,fünfwindige,    aus  wassergekühltem Kupferrohr spiralförmig     aufgewun-          Jene    Heizleiterschleife 3 (Fig. 2). Die drei mittleren       Windungen    4 liegen in     einer    Ebene.

   Die äusseren Win  dungen 5 sind aus der Ebene     herausverlegt.    Es       entsteht    Kauf diese     Weise    eine     ,Spirale,        idie        einen         ebenen Mittelabschnitt [aufweist und .am Rand kon  vex     gekrümmt    ist.  



  Ausserdem     äst    im Bereich des     Zentrums    ein     ro-          tationssymmetrischer    Kern 6     vorgesehen,        der        aus     magnetisch     ;

  gut        leitendem        Werkstoff        hergestellt        äst.     Der Kern ragt mit einem     zylindrischen        Mittelstück    7  in die Mitte [der     Spirale        hinein.        Durch        die        Mass-          nahme,        die        Windungen    4 näher     ,an        Idas        Werkstück     heranzubringen ,als die Windung ,5, wird erreicht,  ,

  dass in der Mitte seine stärkere Temperaturerhöhung       eintritt,als    an den Rändern.  



  Die gleiche     Wirkung    wie die erwähnte     wird    er  reicht     [durch        die    Anordnung     ges        Kerns    6/7.  



       Im        vorliegenden    Ausführungsbeispiel     sind        beide     Massnahmen     gleichzeitig    angewendet. Es ist aber       auch        möglich,        nur        die    eine oder die     andere    Mass  nahme     zu        benutzen.     



       Die        Beschreibung        beschränkt        mich    bisher     auf    den  Induktor, der gegenüber dem Stirnende [dies Werk  stückes 1     ;angeordnet    äst.

   Gegenüber     dem        Stirnende     des Werkstückes 2 ist der gleiche Induktor vorge  sehen, und     ,zwar    in     spiegelbildlicher        Anordnung.    Im       vorliegenden    Falle sind     beide    Induktoren in     Reihe     geschaltet. .Sie sind an einen Mittelfrequenzumformer  8     ,angeschlossen,    wobei zur     Kompensation    der     Blind-          ströme    eine Kondensatorbatterie 9 parallel zu.

   den  in     .Reihe    geschalteten     Heizinduktoren        angeordnet          sind.    Die     Reihenschaltung    der     Induktoren    ist     durch          die        Verbindung    10     dargestellt,    die zwischen den       Zentren    der beiden     Spiralen        vorgesehen    ist.     Die     beiden Heizleiterschleifen könnten aber auch par  allel geschaltet     sein.  



  Method and device for preheating the end surfaces of workpieces for butt welding purposes. The present invention relates to a method and a device for preheating the end surfaces of workpieces for butt welding purposes using spiral inductors ,

  be swiveled out of the space between the ends of the workpiece.



       It is already known to preheat the end faces in order to be able to carry out the welding in the immediate passage of electricity more quickly and with less energy expenditure.

   Loop-shaped inductors are used, which are inserted between the end faces of the two workpieces to be welded together and heat them up, namely both meander-shaped and spiral-shaped inductors. After the preheating has been carried out, these inductors are swiveled out of the gap shortly before the end surfaces are brought together for the purpose of welding.



  As is well known, the heating conductor loops cause uniform heating, the end faces not being achieved, but there is a risk that the edge zones will assume higher temperatures than the central zones.

       Such a temperature distribution is undesirable, around it is more expedient a uniform temperature distribution: to bring about on the end surfaces, before the surfaces are brought together for the final welding.



  The method according to the invention is characterized in that a higher temperature is generated in the central area of the workpiece ends than in the peripheral areas. As a result, during the subsequent butt welding in the direct passage of the current, a uniform binding of the two workpiece parts to one another over the entire cross-section is facilitated.



  It has proven to be expedient to use A as a preheating temperature of around 1.200 ° C. in the core and 1000 to.



       The device according to the invention is characterized in that means are provided which have the effect that the central areas of the work knit ends are exposed to a higher temperature than the peripheral areas.



       In the following: using the drawing a. Embodiment of the inventive method round or inventive device be written.



  Fig. 1 shows a side view of the workpiece ends to be welded, together with Vorwärmvor direction, partially in section, and Fig. 2 shows a plan view: on an inductor.



  There should be two workpiece parts 1 and 2 of cylindrical. Cross-section are welded together with their front ends <B> </B> (Fig. 1). It can be, for. B. be cylindrical slabs, or dip .um, journals of large crankshafts.

   To heat the end faces,; spiral-shaped heating elements are provided. In the present exemplary embodiment, it is a five-turn, spiral-shaped heating conductor loop 3 made of water-cooled copper pipe (FIG. 2). The three middle turns 4 lie in one plane.

   The outer windings 5 are moved out of the plane. In this way a spiral is created which has a flat central section and is convexly curved at the edge.



  In addition, a rotationally symmetrical core 6 is provided in the area of the center and consists of magnetic;

  good conductive material produced. The core protrudes with a cylindrical center piece 7 into the center [of the spiral. By taking the turns 4 closer to Ida's workpiece than the turn, 5, is achieved,

  that in the middle there is a stronger temperature increase than at the edges.



  The same effect as the one mentioned is achieved [through the arrangement of the core 6/7.



       In the present exemplary embodiment, both measures are applied simultaneously. However, it is also possible to use just one or the other measure.



       The description has so far restricted me to the inductor, which is arranged opposite the front end [this work piece 1;

   Compared to the front end of the workpiece 2, the same inductor is easily seen, in a mirror-inverted arrangement. In the present case, both inductors are connected in series. They are connected to a medium frequency converter 8, with a capacitor bank 9 in parallel to compensate for the reactive currents.

   the heating inductors connected in series are arranged. The series connection of the inductors is represented by the connection 10 which is provided between the centers of the two spirals. The two heating conductor loops could also be connected in parallel.

 

Claims (1)

,PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Vorwärmen oder ;Endflächen von Werkstücken für Zwecke des Stumpfschweissens, unter Verwendung von spiralförmigen .Induktoren, die kurz vor dem Verschweissen ,aus Odem Zwi- schenraum zwischen ; , PATENT CLAIMS 1. Process for preheating or; end faces of workpieces for the purpose of butt welding, using spiral-shaped inductors which, shortly before welding, come from the interspace between; den Werkstückenden heraus- geschwenkt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittelbereich oder Werkstückenden eine höhere Temperatur erzeugt wird ,als in den Randbezirken. II. the workpiece ends are swung out, characterized in that a higher temperature is generated in the central area or workpiece ends than in the peripheral areas. II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspuch I, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen ;sind, die bewirken, dass die Mittel bereiche oder Werkstückenden einer höheren Tem- peratur ausgesetzt sind als die Randbezirke. UNTERANSPRÜCHE 1. Device for performing the method according to patent claim I, characterized in that means are provided which cause the central areas or workpiece ends to be exposed to a higher temperature than the peripheral areas. SUBCLAIMS 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Tals Vorwärmtemperatur im .Mit telbereich Bannähernd 1200 C und am Rand 1000 Abis 1100' C angewendet wird. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekenn zeichnet [durch Heizleiterspiralen, die im Mittelbe reich (4) eben und zum Rand hin konvex (5) ge- krümmt sind. 3. Method according to patent claim I, characterized in that the preheating temperature in the middle area of the area is approximately 1200 C and at the edge 1000 to 1100 ° C. 2. Device according to claim II, marked is characterized [by Heizleiterspiralen, which are rich in the middle area (4) and curved convexly towards the edge (5). 3. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Un teranspruch 2, gekennzeichnet durch Heizleiterspi- ralen denen im Bereich des Zentrums ein rota- tionssymmetrischer, aus magnetisch leitendem Werk ;stoff hergestellter Kern (6,7) zugeordnet ist, oder in das Zentrum der Spirale hineingreift. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Iden Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, ,dass zwei Heizleiterspiralen axial ausgerichtet ge- geneinandergelegt sind. Device according to claim II and sub-claim 2, characterized by heating conductor coils to which a rotationally symmetrical core (6, 7) made of magnetically conductive material is assigned in the area of the center, or which engages in the center of the spiral. 4. Device according to claim II and Iden subclaims 2 and 3, characterized in that two heating conductor spirals are axially aligned against one another.
CH450664A 1963-04-20 1964-04-09 Method and device for preheating the end faces of workpieces for the purpose of butt welding CH407360A (en)

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