Индуктор для высокочастотной сварки

Индуктор для высокочастотной сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С: А:Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

t. (ii) 527271

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.05.75 (21) 2135858/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.09.76. БюллЕтЕнь li 33 (45) Дата опубликования описания 23.05.77 (61) М, Кл. в28к. оо

G 2! С 57108

Гасударственный комитет

Соввта Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДХ 621.791.77.08 (088.8) (72) Авторы изобретения В. Н. Иванов, В. Г. Болтин, В. И. Мешков, Л. А. Епихин:I А. C. Расилов (71) Заявитель (54) ИНДУКТОР ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ CBAPKV

Изобретение относится к производству труб методом высокочастотной сварки.

Известны индукторы для нагрева кромок прк высокочастотной сварке, содержащие цилиндрическую катушку, охватывающую трубную заготовку, и ферромагнитный сердечник, расположенный внутри трубной заготовки.

Общим недостатком цилиндрических иклукторов являются значительные потерк энергии на нагрев тела трубной заготовки.

Известен индуктор для высокочастотной сварки, содержащий катушку с вырезом, снабженную токопроводящей обмоткой, и ферромагнитный сердечник, расположенный внутри трубной заготовки.

При сварке с использованием такого индуктора ток, наведенный в трубной заготовке, проходит по ее периметру и, дойдя до щели, течет вдоль кромок, замыкаясь через точку их схождения. При этом путь тока по поверхности заготовки повторяет форму катушки индуктора. Наибольшая ширина полосы протекания тока находится на стороне заготовки, противоположной свариваемым кромкам.

По мере приближения к щели между кромками ширина полосы протекания тока непрерывно уменьшается.

Но по мере IIpI блкжекя . ш:лк 11слэер11гл с возрастает II! О Г110сть тока кз ловерхкост1 3:готовки. Прк сверке Tpуб дкамет1зом бо;Iее 00 м с потеря ка нагрев тела трубной заготовки 0THÎÎ:;

5 тельно велккл 11 c) !1!ccTBOMo снижают скорост сварки к производительность устройства.

Цель изобретения — с1О1женке гoTcpb мошко;" в теле трубной заготовки Мо ее периметру и у Вел; ченке скорости сваркк прк производстве гру"=.

10 диаметром богее 100 мм.

Поставленная цель достигается путем увелкч:. ния ширины полосы протекания тока по все" .. периметру заготовки за исключением участке=. непосредственно примыкающих к сварквасмю

15 кромкам.

Вырез катушки выполнен трапецекдалько формь. к расположен вдоль Образующей катушк.". над щелью между сваркваемыми кромкамк, пр.: этом большее Оскова1гке тралецгкдалького вырез:

20 совпадает с торцом катушки, обращеннъ1м в сторону, противоположную точке схождения сваркваемых кромок, и превышает ширину зазора в этоv месте на величину, равную 5-10 зазорам меж,- катушкой и заготовкой, а длкна выреза составляет

2б 0,7-0,95 длины образующей катунск.

527271

35

Опыт высокочастотной сварки, а также проведенные расчеты и исследования показьвают, что прп уменьшении времени нагрева за счет сокращения длины нагреваемого участка кромок снижаются потери энергии, связанные с утечками тспла от нагретых кромок в прилежащие слои металла за счет теплопроводности. Длина нагреваемого участка кромок равна расстоянию от места перехода тока с поверхности заготовки на кромки до точки схо>кдения кромок. Проведенные исследования, в частности измерения составляющих электромагнитного поля на натурных моделях системы индуктор-заготовка, показали, что положение места пе,cxoga тока на кромки, т.е. начала нагреваемого участка кромок, опеределяется конфигурацией катушки индуктора. Ток по поверхности заготовки протекает по пути, повторяющему форму катушки индуктора. При недостаточной ширине выреза возможен переход тока на кромки на участке слишком удаленном от точки схождения кромок. Увеличение ширины выреза по сравнению с шириной щели между кромками на величину, равную 5-10 зазорам между катушкой и заготовкой, предотвращает преждевременный переход тока на кромки. В этом случае ширина полосы протекания тока по всей поверхности заготовки сохраняется одинаковой и максимальной, а переход тока на кромки происходит под перемычкой у торца индуктора, обраще.нгого к точке схожде>птя кромок, т,е. тем самым обеспечивается минимальная длина участка нагрева кромок. Потери энергии на нагрев тела заготовки, как за счет протекания тока по поверхности заготовки, так и за счет теплопроводности слоев металла, прилегающих к кромкам, становятся минимальными; скорость сварки соответственно увеличивается.

На фиг. 1 показан индуктор, продольный разрез; на фиг. 2 — индуктор, вид в плане; на фигЗ— нарух ная поверхность трубной заготовки, развертка.

Индуктор содержит катушку 1 пилиндрической формы и ферромагнитный сердечник 2. Катушка 1 охватывает трубную заготовку 3. В катушке 1 над щелью между свариваемыми кромками 4 выполнеч вырез 5 трапецеидальной формы, Вырез 5 начинается у торца 6 катушки 1, обращенного в сторону, противоположную точке схождения 7 кромок 4.

Большое основание 8 трапеции совпадает с торцом 6. Размер основания 8 (наибольшая ширина выреза) должен превышать ширину 9 щели между кромками 4 в плоскости торца 6 на величину, равную 5-10 зазорам 10 между катушкой 1 и заготовкой 3. Дтптну 11 выреза 5 принимают равной

0,7-0,95 длины образующей 12 катушки 1. Размер второго основания 13 выбирают по конструктив ным соображениям, но не менее ширины щели между кромками 4 под основа лтем 13. Над щелью между кромками 4 у -îðöà,,обращенного к точке схождения 7 кромок 4, катушка 1 выполнена в виде узкой перемычки 14. Ферромагнитный сердечник 2 размещен внутри трубной заготовки 3 под щелью между кромками 4.

В процессе сварки ток, протекающий по внутренней поверхности катушки 1. наводит ток, .протекающий по наружной поверхности трубной загсIoBKH 3. Путь прот кания тОка по пОверхнОсти заготовки 3 повторяет форму катушки 1. При этом шютность тока оста".-тся минимальной по всему периметру заготовки 3, за исключением коротких участков 15 непосредственно у щели между кромками 4. Под перемычкой 14 ток переходит на поверхности кромок, обращенных друг к другу, замыкаясь через точку их схождения 7. Длина нагреваемого участка кромок 4 минимальная и равна расстоянию от перемычки 14 до точки схождения 7 кромок 4. Ферроматч"итнь и сердечник 2 увеличивает инцуктивное сопротивление протеканию тока по внутренней поверхности заготовки 3, предотвращая нагрев внутренней поверхности.

Предлагаемый индуктор позволяет снизить потери энергии на нагрев тела трубной заготовки на

20-40% по сравнению с процессами сварки при использовании известных индукторов. В результате соответственно повышается скорость сварки и произв одительно сть устройства.

Ожидаемый зкономический эффект от внедрения предлагаемого индуктора на стане 203-530

Выксунского металлургического завода составит около 30 тыс.рублей, Формула изобретения

Индуктор для высокочастотной сварки, преимущественно продольных швов труб, содержащий катушку с вырезом, снабженную токопроводящей обмоткой, и ферромагнитный сердечник, расположенный внутри трубной заготовки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения мощности на нагрев гела трубной заготовки и повышения скорости сварки при сварке труб диаметром более

100 мм, вырез катушки выполнен трапецеидальной формы и расположен вцоль образующей катушки над щелью между свариваемыми кромками, при этом большее основание трапецеидального выреза совпадает с торцом катушки, обращенным в сторону, противоположную точке схождения свариваемых кромок и превышает ширину зазора в этом месте на величину, равную 5-10 зазорам между катушкой и заготовкой, а длина выреза составляет

0,7-0,95 длины образующей катушки.

527271

Щ Я

Составитель Э. Ветрова

Техред О. Луговая

Корректор Б.Югас

Редактор Н. Виркс

Заказ 587/16

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Тираж И78 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета. Министров СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5