Индуктор для высокочастотной сварки

Индуктор для высокочастотной сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИПЛЬСТВУ

Сеюа Севвтскнк

Сецналнстнческнк

Раснублнк

<>774857 (6$) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 11Д 278 (2Ф) 2694576/25-27 с присоединением заявки М (51)М. Кл

8 23 К 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 301080, Бюллетень М 40 (53) УДК 621. 791.,77(088.8) Дата опубликования описания 301080

В.Н.Иванов, К.П.Филиппов, Г.В.Будкин, Г.Х.Буртман, Г.A.Ãðoìîâ и A.Ñ.Âàâèëèí (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИНДУКТОР ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ

2Изобретение относится к области индукционного нагрева и может быть использовано в трубной промышленности при производстве труб диаметром выше 150 мм. S

Известен индуктор для высокочастотной сварки труб (1) . Индуктор состоит иэ катушки, намотанной в один или несколько витков, и магнитопровода. f0

Магнитопровод располагается внутри трубной заготовки, а катушка либо охватывает трубную заготовку, либо располагается непосредственно на магнитопроводе ..В отдельных случаях ка- 15 тушка может быть выполнена разъемной. При сварке с использованием таких индукторов ток, индуктированный в теле трубной заготовки, течет по ее 2О периметру и, дойдя до щели, течет вдоль кромок, замыкаясь через точку их схождения †. точку сварки. Потери от тока, текущего по периметру трубной заготовки, являются непроиэводи- 25 тельными, и при сварке труб диаметром

150 мм и более достигают 50% от полной мощности, подведенной к трубной .заготовке, что значительно снижает скорость сварки.

Наиболее близким к изобретению является индуктор, представляющий собой катушку с токопроводящей обмоткой, располагаемую либо внутри трубной заготовки,либо ее охватывающую. и выполнеиную в виде полого цилиндрического тела )2).

В, этом индукторе катушка выполнена в виде усеченного цилиндра, самая короткая образующая которого обращена к свариваемым кромкам и равна 10-60 их толщины.

Недостатком такого индуктора является большая величина мощности потерь в теле трубы по сравнению с мощностью в кромках. Кроме того, широкий диапазон выбора длины короткой образующей индуктора (от 6 до 6 P ) и отсутствие рекомендаций в выборе длины, противоположной кромкам образующей, приводит к увеличению доли тока в кромках, замыкающегося помимо точки сварки. Эти недостатки ведут к снижению скорости сварки.

Целью изобретения является повышение скорости путем снижения потерь мощности в теле трубной заготовки.

Цель достигается тем, что катушка индуктора выполнена в виде .двух полуцилиндров, один иэ которых

774857

Формула изобретения усеченный, с углом наклона секущей плоскости к оси индуктора 35-65 и о длиной самой короткой образующей, обращенной в процессе сварки к свариваемым кромкам, равной 0,5-1,5 диаметра свариваемой трубы, а образую-. щая другого полуцилиндра равна большей образующей усеченного полуцилиндра.

На фиг. 1 показан индуктор для высокочастотной сварки, охватывающий свариваемую трубу; на фиг. 2 — труба с внутренним индуктором, поперечный разрез.

Катушка индуктора состоит из двух частей. Одна часть представляет собой полуцилиндр 1, состоящий из одного или нескольких витков 2, оканчивающихся контактной планкой 3. Другая часть катушки представляет собой усеченный полуцилиндр 4, основание 5 которого обращено к точке сварки 6, короткая его образующая 7 расположена напротив свариваемых кромок 8, а другое o-=нование 9 наклонено к оси о

10 индуктора под углом о = 35-65

Длина О образующей 7 усеченного полуцилиндра выбирается в пределах 0,51,5 диаметра трубы, причем большему значению диаметра сооответствует меньшая величина коэффициента. Длина

Ь образующей 11 полуцилиндра 1 при выбранном угле о больше. длины О образующей 7 в 1,5-2,5 раза. При этих соотношениях обеспечивается минимальное значение потерь в теле трубной заготовки по отношению к мощности, выделяющейся в кромках. Значение величины потерь в теле трубной заготовки зависит от сопротивления пути протекания тока, замыкающегося по периметру трубной заготовки и от величины тока в кромках, не замыкающегося через точку сварки.

Известно,.что при индукционном подводе ток, индуктированный в теле трубной заготовки, протекает по ее поверхности, обращенной к индуктору и, достигнув кромок, разветвляется на две части — вдоль кромок, замыкаясь через точку сварки, и по поверхности трубы, расположенной со стороны, обратной индуктору. При этом часть тока в кромках течет в сторону, противоположную точке сварки замыкаясь по телу трубной заготовки.

Как показали исследования, проведенные на моделях трубной заготовки, наиболее оптимальные соотношения между величиной мощности, выделяемой в кромках, и величиной потерь в теле трубной заготовки достигаются при длине катушки цилиндрического индуктора, выбранной в пределах 0,5-1,5 от диаметра трубной заготовки. При этом уменьшение длины катушки приводит к возрастанию потерь в теле тру бной заготовки, увеличение длины— уменьшает как потери в теле заготовки, так и мощность в кромках. С этой точки зрения целесообразно сохранить оптимальной длину d катушки индуктора, обращенную к кромкам, и увеличить ее длину на остальных участках. При этом наилучшие показатели дает расширение катушки от оптимальной длины

С на участке, обращенном к кромкам, до величины, равной (1,5-2,5)0 на оси индуктора. Угол наклона основания усеченного полуцилиндра катушки к оси индуктора составляет при этом 35-65 о

Дальнейшее расширение катушки у противоположной кромкам поверхности трубы не приводит к существенному снижению потерь в теле трубной заготовки, 35 а вызывает трудности с размещением его на трубоэлектросварочных станах, где расстояние между последней формовочной клетью и сварочным углом обычно ограничено по условиям устойчивости кромок при сварке.

По сравнению с известным индуктором $2Jпредлагаемый индуктор, имея одинаковые длины крайних образующих, позволяет повысить скорость сварки на 3-.5Ъ путем сокращения потеРь в теле трубной заготовки.

Ток, индуктированный в теле трубной заготовки 12 внутренним (фиг.2) или охватывающим (фиг.1) индуктором и усиленный магнитопроводом 13, течет по поверхности, обращенной к индуктору, и, дойдя до кромок 8, разветвляется на две части. Одна из них (рабочий ток) течет по кромкам 8, меняя свое направление на противоположное в точке сварки 6, а другая замыкается по поверхности трубной заготовки, противоположной индуктору.

Ток,текущий по кромкам 8, вызывает их нагрев, интенсивность которого по мере приближения к точке сварки 6 увеличивается, достигая в ней своего максимального значения. Выполнение индуктора разъемным облегчает его эксплуатацию за счет обеспечения быстрой замены всего, либо одной из

45 частей индуктора

Выбор оптимальных соотношений размеров индуктора проверен на моделях труб. Опытный образец индуктора изготовлен и будет -внедрен на трубоэлектросварочном агрегате 203-530

Выксунского металлургического за1 вода. Ожидаемый экономический эффект составит 1000 тыс.рублей в год за

55 счет увеличения выпуска труб.

Индуктор для высокочастотной свар60 ки, например продольных швов труб, представляющий собой катушку с токопроводящей обмоткой, выполненную в виде полого цилиндрического тела, отличающийся тем, что, 65 с целью увеличения скорости сварки

774857

10 фиг. /

Рие. 2

Составитель Э.Ветрова

Редактор Г.улыбина Техред М.Табакович Корректор М.Коста

Заказ 7615/18 Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ."(-35, Раушская наб., д. 4/5 нлнал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 путем снижения потерь мощности в теле трубной заготовки, катушка индуктора выполнена в виде двух полуцилиндров, один из которых усеченный с углом наклона секущей плоскости к оси индуктора 35-65 и длиной самой короткой образующей, обращьнпой в процессе сварки к свариваемым кромкам, равной 0,5-1,5 диаметра свариваемой трубы, а длина образующей второго полуцилиндра равна большей образующей усеченного полуцилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. LlaMoa .H., Лунин И.В., Иванов В.Н. Высокочастотная сварка металлов. Л., "Машиностроение", 1977, с.44, 116-120.

2. Авторское свидетельство СССР

М 442642, кл. В 23 К 13/00, 1971.