Индуктор для высокочастотной сварки

1Учру Союз Советских Социалистических Республикрисоединением заявкиГосударственныи комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 05,09,76, БюллЕтЕнь 1 ч 33 (45) Дата опубликования описания 23.05,77 53) УДХ 621.791.77.03 (088 81(54) ИНДУКТОР ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ 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 инлукторов 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 пркб;кже:,.Ня . ш".пн кслэерь 1 вгсвозрастает птосность тока нз поверхност 1 з:готовхк. Прк св"рке тоуб диаметром бо;1 се00 м с потери па нагрев тела трубной за 1 Отовкк Откос:;5 ТЕЛЬНО ВЕЛККП и СУПЦЕСТВЕНО СкижаЮТ СКОРОСТЬсварки к производительность у стройства.Цель изобретения - с 1 п 1 женке готсрь мошно;"в теле трубной заготовки по ее периметру и увс чение скорости сваркк прк производстве груз О диаметром богее 100 мм,Поставленная цель достигается путем увелкч:ния ширины полосы протекания тока по всс;у периметру заготовки за исключением участкс -.непосредственно примыкающих к сваривасмь 1 О кромкам.Вырез катушки выполнен трапецекдальноформь. и расположен вдоль Образуюцтей катушк." над щелью между сваркваемыми кромкамк, прг этом большее Основа 1 гке тралсцгидального вырез: О совпадает с торцом катушки, обращеннъ 1 м в сторону, противоположную точке схождения свариваемых кромок, и превышает ширину зазора в этом месте на величину, равную 5-10 зазорам меклу катушкой и заготовкой, а длкна выреза составляет б 0,7-0,95 длины образующей катунск.20 25 50 35 40 45 50 55 Опыт высокочастотной сварки, а также проведенные расчеты и исследования показывают, 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 схокдения кромок. Проведенные исследования, в частности измерения составляющих электромагнитного поля на натурных моделях системы индуктор-заготовка, показали, что положение места перехода тока на кромки, т.е. начала нагреваемого участка кромок, опеределяется конфигурацчел катушки индуктора. Ток по поверхности заготовки протекает по пути, повторяющему форму катушки индуктора, При недостаточной ширине выреза возмо. жен 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.нюго к точке схождения кромок, т,е. тем самым обеспечивается минимальная длина участка нагрева кромок. Потери энергии на нагрев тела заготовки, как за счет протекания тока по поверхности заго. товки, так и за счет теплопроводности слоев металла, прилегающих к кромкам, становятся минималь. ными; скорость сварки соответственно увеллчивается,На фиг. 1 показан индуктор, продольный разрез; на фиг. 2 - индуктор, вид в плане; на фигЗ - нарултная 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. Длину 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 основанием 13. Над щелью между кромками 4 у торца, 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 загсТОВки 3. Путь протекания тОка по поВерхности заготовки 3 повторяет форму катушкл 1, При этом шютность тока остается минимальной по всему периметру заготовки 3, за исключением коротких участков 15 непосредственно у щели между кром. кгми 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. Ферроматпитнылг сердечник 2 увеличи. вает 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, пре. имущественно продольных швов труб, содержащий катушку с вырезом, снабженную токопроводящей обмоткой, л ферромагнитный сердечник, расположенный вутри трубной заготовки, о т л и ч а ю. щ л й с я тем, что, с целью снижения мощности на нагрев гела трубной заготовки и повышения скорости сварки при сварке труб диаметром более 100 мм, вырез катушки вьшолнен 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 сваривае. мых кромок л 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. ВетроваТехред О, Луговая Корректор Б.Югас Редактор Н. Виокс Заказ 587/16 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4 Тираж 1178 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5