DE904575C - Vorrichtung zum Stumpfschweissen metallischer Werkstuecke - Google Patents

Vorrichtung zum Stumpfschweissen metallischer Werkstuecke

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Publication number
DE904575C
DE904575C DED1074D DED0001074D DE904575C DE 904575 C DE904575 C DE 904575C DE D1074 D DED1074 D DE D1074D DE D0001074 D DED0001074 D DE D0001074D DE 904575 C DE904575 C DE 904575C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
welded
welding
workpieces
inductor
welding point
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Expired
Application number
DED1074D
Other languages
English (en)
Inventor
Hermann Kuhlbars
Dr-Ing Gerhard Seulen
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
Original Assignee
Deutsche Edelstahlwerke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Edelstahlwerke AG filed Critical Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority to DED1074D priority Critical patent/DE904575C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE904575C publication Critical patent/DE904575C/de
Expired legal-status Critical Current

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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

Landscapes

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

Description

  • Vorrichtung zum Stumpfschweißen metallischer Werkstücke Das Stumpfschweißen metallischer Werkstücke wird im allgemeinen im unmittelbaren Stromdurchgang durch die Schweißstelle im sogenannten Abbrennverfahren durchgeführt. Der Schweißstrom wird den beiden zu verschweißenden Werkstücken zugeführt, die mit starkemDruck aneinandergepreßt werden. Die Schweißstelle erhitzt sich hierbei sehr stark, und der auf die Schweißstelle ausgeübte Druck gewährleistet, daß die Sehweißung zustande kommt, wobei Zunder und Schlacken gewissermaßen explosionsartig aus der Schweißstelle ausgetrieben werden.
  • Das Verfahren hat Nachteile, die einerseits in der starken Verzunderung gelegen sind und andererseits in dem starken Druck, der ausgeübt werden muß, um die Schwei.ßung herzustellen. Es entsteht hierdurch eine starkeWulstbi@ldung, diedurch spanabhebendes Bearbeiten beseitigt werden muß.
  • Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Schweißstellen elektroinduktiv zu erhitzen, und es könnte für das Abbrennschweißen daran gedacht werden, die Schweißflächen induktiv vorzuwärmen und im unmittelbaren Stromdurchgang mit einer üblichen Abbrennschweißmaschine fertig zu schweißen. Hierdurch würde erreicht, daß das Aufheizen unter günstigeren Bedingungen vor sich ginge, was beispielsweise .die Verzunderung anlangt. Es wäre aber damit der Nachteil verknüpft, daß außer der elektrischen Einrichtung für die Abhrennschweißmaschine auch noch eine Induktionsheizeinrichtung mit ihrer elektrischen Anlage vorhanden sein müßte. Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, das erwärmungs- und schweißtechnisch günstige Vorwärmen anzuwenden, dabei aber nur eine einzige Stromquelle und damit nur eine elektrische Einrichtung zu benutzen. Hierzu wird vorgeschlagen, für das Stumpfschweißen einen die Schweißstelle erhitzenden Induktor zu verwenden. Dieser Induktor liegt in Parallelschaltung zu Anschlußklemmen, die an die zu verschweißenden Werkstücke gelegt sind. Die beiden parallel geschalteten Äste sind dabei derart zu legen, daß nachdem Zusammenführen der zu verschweißenden Werkstücke der überwiegende Anteil des Induktionsstromes unmittelbar über die Schweißstelle fließt. Das Abgleichen der beiden parallel geschalteten Äste erfolgt derart, daß der Scheinwiderstand des induktiven Vorwärmegerätes auf den Scheinwiderstand der Stumpfschweißanordnung eingestellt wird. Die Schweißanordnung für das Stumpfschweißen setzt sich zusammen aus den zu den Klemmbacken führenden Kabeln, den Klemmbacken selbst und den Abschnitten der beiden zu verschweißenden Werkstücke, die vom Strom durchflossen werden, sobald :die Werkstücke in Berührung miteinander gebracht worden sind.
  • Es ist auf diese Weise möglich, mit einer einzigen Stromquelle auszukommen, wobei es sieh günstig auswirkt, daß der vorzugsweise zu verwendende Mittelfrequenztransformator Schweißcharakteristik besitzt.
  • Der Induktor, der das Vorwärmen :durchführt, wird zweckmäßigerweise als Heizleiterschleife ausgebildet, die gegebenenfalls mehrwindig sein kann. Sie wird gegenüber den zu verschweißenden Stirnflächen angeordnet und heizt beide gleichmäßig auf. Es ist hierbei gleichgültig, ob .die Anordnung so getroffen wird, daß die gesamte Fläche auf einmal aufgeheizt wird oder aber daß sich der Induktor im Vorschubverfahren an .den beiden Flächen vorbeibewegt und sie schrittweise auf Vorwärmetemperatur bringt. Jedenfalls muß aber selbstverständlich der Induktor bei erreichter Vorwärmetemperatur und im Augenblick des Zusammenführens der beiden zu verschweißenden Stirnflächen aus deren Bereich herausgeführt werden. Hierzu sind lediglich einfache mechanische Mittel notwendig, und es entfällt somit für :den Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung jede umständliche und idem Verschleiß unterliegende elektrische Schalteranordnung.
  • An Stelle eines Induktors in Form einer Heizleiterschleife kann auch ein ringförmiger Induktor benutzt werden, .der die beiden Werkstückenden an der zu verschweißenden Stelle umfaßt. Während die Heizleiterschleife vorzugsweise in den Fällen zu benutzen sein wird, wo es sich darum handelt, Vollkörper, wie Stangen, Stäbe, Wellen od.:d@gl., zu verschweißen, wird der ringförmige Induktor anzuwenden sein, wenn es sich darum handelt, Hohlkörper, insbesondere Rohre, stumpfzuschweißen.
  • In der Zeichnung ist schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß :der Erfindung :dargestellt. Die beiden stabförinigen Werk-( stücke i und 2 sollen stumpfgeschweißt werden. ' Zwischen den noch nicht in Berührung gebrachten Stirnflächen der beiden Werkstücke befindet sich der mehrwindig ausgelegte Induktor 3 in Form einer Heizleiterschleife. Der Induktor 3 ist an den Transformator q. angeschlossen, der von der Stromquelle 5 gespeist wird. Parallel zum Induktorstromkreis liegt ein Stromkreis, der ebenfalls an i den Transformator 4 angeschlossen ist und über die Klemmen 6 und 7 zu den beiden Werkstücken i und 2 geführt ist und sich über die Schweißstelle schließt.
  • Nachdem der Induktor entweder im ruhenden Verfahren oder im Vorschubverfahren die beiden Stirnflächen auf die gewünschte Vorw5,rmetemperatur erhitzt hat, wird er durch mechanische, nicht näher veranschaulichte Mittel aus der Schweißebene herausgeklappt, worauf die beiden Werkstücke i und 2 mit ihren Stirnflächen aneinandergedrückt werden. Der vom Transformator 4. gelieferte Strom fließt nunmehr fast ausschließlich in den Stromkreis, der sich über die Schweißstelle schließt. Es ist hierzu lediglich notwendig, daß die Charakteristik des Transformators .4 in seiner Sekundärwicklung 4.' und in seiner Primärwicklung 4" so gewählt ist, daß das Verhältnis zwischen Schweißstrom und Leerlaufstrom dem Vorwärmegerät entsprechend ist, d. h. der Leerlaufstrom im Vorwärmegerät muß möglichst gering gehalten werden. Abgesehen von einer geeigneten Auslegung .des Scheinwiderstandes des Stromkreises, bestehend aus den Kabeln zu den Klemmen 6 und 7 sowie den Wemkstückabachnitten i und 2, die stromdurchflossen werden, wird dies unterstützt durch ,die Anordnung von Magnetjochen auf dem Induktor und durch richtige Wahl der W'indungszahl des Induktors.
  • Wie im einzelnen die Widerstände aufeinander abzustimmen sind, wird beeinflußt durch die Abmessungen der zu verschweißenden Werkstücke sowie der thermischen und elektrischen Eigenschaften .des zu verschweißenden Werkstoffes. Der für jeden Anwendungsfall richtige Wert wird unter Berücksichtigung dieser Faktoren leicht zu ermitteln sein. Um besonderen Verhältnissen Rechnung zu tragen, kann auch so vorgegangen werden, daß das Vorwärmegerät parallel zur Primärseite des Schweißtransformators beschaltet wird. Auch bei dieser Schaltung tritt die gewünschte Stromverteilung ein, wenn die Scheinwiderstände des Transformators einschließlich der Schweißeinrichtung für den unmittelbaren Stromdurchgang mit den Scheinwiderständen des Vorwärmegerätes in ein zweckentsprechendes Verhältnis gebracht werden.
  • In der Einrichtung nach der Abbildung kann der schleifenförmige Induktor ersetzt werden durch einen ringförmigen, der das Schweißgut symmetrisch zur Schweißnaht umfaßt. Diese Anordnung wird vorzugsweise dann zu wählen sein, wenn Rohre oder ähnliche Hohlkörper stumpfgeschweißt werden sollen. Beim Betrieb einer Vorrichtung nach der Erfindung wird zweckmäßig so verfahren, daß mit geringer Leistung induktiv vorgewärmt wird, während das Stumpfschweißen im unmittelbaren Stromdurchgang mit erhöhter Leistung durchgeführt wird. Dabei kann gegebenenfalls der Generator kurzfristig überlastet werden. So ist es beispielsweise möglich, den Generator beim Vorwärmen eine Leistung abgeben zu lassen, :die 5o1/0 der Nennleistung beträgt. Im Augenblick der Berührung der beiden zu verschweißenden Werkstücke wird die abgegebene Leistung auf i5o°/a erhöht. Dies ist ohne weiteres möglich, weil das Schweißen in kürzester Frist durchgeführt ist und eine solche Überlastung des Stromerzeugers zugelassen werden kann, da die verhältnismäßig große Schwungmasse eine Reserve für diesen Vorgang darstellt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Stumpfschweißen von metallischen Werkstücken unter elektroinduktiver Erwärmung der Schweißstelle, gekennzeichnet durch einen die Schweißstelle erhitzenden Induktor in Parallelschaltung zu Anschlußklemmen, die an die zu verschweißenden Werkstücke derart gelegt sind, daß nach dem Zusammenführen der zu verschweißenden Werkstücke der überwiegende Anteil des Induktionsstromes unmittelbar über die Schweißstelle fließt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine gegebenenfalls mehrwindige Heizleiterschleife gegenüber den zu verschweißenden Stirnflächen, die im Augenblick des Zusammenführens .der Stirnflächen herausgeklappt wird.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen ringförmigen, die zu verschweißenden Werkstücke an der Schweißstelle umfassenden Induktor. q.. Verfahren zum Schweißen mit einer Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit geringer Leistung induktiv vorgewärmt und mit erhöhter Leistung im unmittelbaren Stromdurchgang, gegebenenfalls unter kurzfristiger Überlastung des Generators geschweißt wird.
DED1074D 1944-01-22 1944-01-22 Vorrichtung zum Stumpfschweissen metallischer Werkstuecke Expired DE904575C (de)

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DE (1) DE904575C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1032861B (de) * 1953-11-04 1958-06-26 Bbc Brown Boveri & Cie Spiralfoermiger Flaechen-Induktor
DE1047961B (de) * 1955-02-19 1958-12-31 Deutsche Edelstahlwerke Ag Verfahren und Vorrichtung zum elektrischen Erwaermen von Werkstuecken
DE1095426B (de) * 1958-02-19 1960-12-22 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung fuer das Stumpfschweissen von stangenfoermigem Gut

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1032861B (de) * 1953-11-04 1958-06-26 Bbc Brown Boveri & Cie Spiralfoermiger Flaechen-Induktor
DE1047961B (de) * 1955-02-19 1958-12-31 Deutsche Edelstahlwerke Ag Verfahren und Vorrichtung zum elektrischen Erwaermen von Werkstuecken
DE1095426B (de) * 1958-02-19 1960-12-22 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung fuer das Stumpfschweissen von stangenfoermigem Gut

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