Патент ссср 322017

 

322017

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Соеетскиъ

Социалистическиз

Республик

Зависимый от патента №

МПК Н 05Ь 5/02

В 23k 13.00

Заявлено ЗОВ!! 1.1966 (№ 1140819/25-27) Приоритет 31 VIII.1965, № 17300, Бельгия

13Х11.1966, № 30797, Бельгия

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.791.77(088.8) Опубликовано 19.Х1.1971. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 24.1.1972

Автор изобретения

Иностранец

Фернанд Виарт (Бельгия) Иностранные фирмы

«Ателье де Констрюксьон Электрик де Шарлеруа» (Бельгия) и «Валлурек» (Франция) Заявители

ВСЕСОЮЗНА .ч

БИБЛИОТЕ1

СПОСОБ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

Изобретение относится к спосооам индукционного нагрева двух расположенных рядом металлических кромок изделия замкнутого

:.профиля, преимущественно труэб.

Известен способ, при котором индуцированные токи концентрируются вдоль кромок изделия. Недостатком его является то, что используемые для нагрева продольные индукторы подвергаются по всей своей длине тепловому излучению от нагреваемых кромок, что приводит к не постоянству геометрических характеристик комплекса индукторы— кромки. Кроме того, при использовании для нагрева индукторов, окружающих изделие, прижимной ролик нарушаег цепь индуцированных токов в месте соединения кромок.

Предложенный способ отличается тем, что кромки металлического изделия нагревают несколькими индукторазти, обхватывающими изделие и подключенными к источникам питания таким образом, что соседние индукторы питаются токами противоположного направления.

Применение описываемого апособа иллюстрируется фиг. 1 — 6: фиг. 1 — при статическом процессе нагрева соседних кромок металлического изделия в форме кольца; фиг. 2 —,п ри не прерывном процессе изготовления труб со схемой питания индукторов; фиг. 3 — для изготовления изделий квадратного сечения; фиг. 4 — для опиральношовных труб; фиг. 5 и 6 —;при изготовлении труб путем сближения и сварки кромок полосовой заготовки.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.

Металлическая заготовка в форме трубы 1 (см. фиг. 1) окружена двумя круговыми индукторами 2 и 8 перпендикулярно продольной оси заготовки. Эти индукторы соединяются в точках 4 и 5 с источниками электрического тока надлежащей частоты, которые производят токи противоположной фазы таким образом, что электрические токи, произведенные источником, соединенным в точке 5, смеща2о ются,по фазе на 180 .по отношению к электрическим токам, произведенным источником, соединенным в точке 4; фазовые смещения показаны стрелками А и Б.

Очевидно, для того чтобы сохранить сме щение,фаз электрических токов между индукторами 2 и 8 источники этих электриче322017 ских источников, соединенные в точках 4 и 5, должны быть синхронными.

Путем выбора расстояний между индукторами в зависимо ти QT природы металла и диаметра трубы l, а также частоты питающих электрических токов токи, индуцированные в трубе в месте расположения каждого индуктора, распространяются вдоль линии, указанной пунктиром, т. е. они идут вдоль расположенных рядом кромок 6 и 7 (токи, индуцированные вдоль кромки 6, являются по направлению противоположными токам, идущим вдоль кромки 7). Токи концентрируются, доводя таким образом кромки 6 и 7 до требуемой температуры. После нагревания, если оно предшествует сварке, кромки 6 и 7 сжимают и соединяют друг с другом.

Особое преимущество способа, в особенности в процессах непрерывного изготовления, требующих большого количества электроэнергии, чтобы довести соседние кромки заготовки до необходимой температуры, заключается в возможности использования требуемого числа и ндукторов, в которых перемещаются металлические кромки, подлеж ащие нагреву.

На фиг. 2 показана заготовка, перемещающаяся в пяти индукторах 8 — 12 для подогрева до требуемой температуры. После подогрева кромки 6 и 7 заготовки свариваются в точке 18 сближения кромок.

Индукторы 8 — 12 соединяются с источниками.токов высокой частоты таким образом, что токи в индукторах имеют направление, указанное стрелками А и Б; при этом два последовательных индуктора питаются электрическими токами противоположной фазы.

Установка питания электрической энергии содержит, например, когда речь идет об электрических токах .высокой частоты, задающий генератор 14, который управляет пятью генераторами 15 — 19 мощности. Благодаря этому токи, порождаемые генераторами мощности, находятся в полном совпадении фаз.

Индуцированные токи,,цепь которых представлена пунктиром между каждой парой индукторов, перемещаются вдоль кромок 6 и

7 только между индукторами; циркуляция токов возникает лишь при возбуждении индуктора 12, за которым циркуляции токов не происходит. Металлическая деталь — труба

1 — размещена на фиг. 2 слева направо, в результате чего на высоте точки 18 сварки лет концентрации индуцированных токов, как при обычных способах нагрева индукцией с по перечньгми индукторами. Это позволяет расположить при кимной ролик 20 на сварном .шве на высоте точки сварки.

Поперечные индукторы по форме соответствуют сечению металлических изделий, которые они окружают и которые, перемещаются сквозь них.

На фиг. 3 показаны два профиля 21 и 22 в форме U. Двойная продольная сварка кромок 28 и 24 с одной стороны и кромок 25 и

4

26 с другой при помощи устройства для ков= ки (не представлено на чертеже) приводит к образованию трубы квадратного сечения.

Профили 21 и 22 постоянно перемещаются, например, в трех индукторах 27 — 29 четырехугольной формы, расположенных рядом перпендикулярно направлению перемещения.

Индукторы питаются токами высокой частоты таким образом, что электрические токи, циркулирующие в двух соседних индукторах, находятся в противоположной фазе и имеют направление, указанное стрелками А и Б.

На фиг. 4,полосовая заготовка скручена спиралью таким образом, что образует почти замкнутую трубу, имеющую щель 80, которая описывает спираль по поверхности трубы. Заготовка перемещается внутри трех поперечных инду кторов 81 — 88, которые соединяются с источниками электрического тока высокой частоты, причем индуктор 82 соединяется в противоположной по отношению к индукторам 81 и 88 фазе. Электрические токи в этих индукторах имеют на правление, указанное стрелками А и Б. Листовая заготовка поступает в устройство для ковки, в котором кромки свариваются.

При использовании большого количества индукторов (см. фиг. 2) можно первую группу индукторов, например индукторы 8 — 10, рассматривать как индукторы,предварительного нагрева, а индукторы 11 и 12 †к индукторы окончательного нагрева. Следовательно, эти группы индукторов могут питаться электрическими токами различной частоты. Например, индукторы 8 — 10 могут питаться электрическими токами с частотой

10000 гц, в то время как индукторы 11 и 12— токами с частотой 400 кгпв.

Очевидно, что в случае, когда используют две группы индукторов, питаемых электрическими токами с различной частотой, расстояние между последним индуктором одной группы и первым индуктором другой группы должно быть таким, чтобы действие индукторов на металлические кромки, подлежащие нагреву, которые находятся между этими индукторами, было незначительным в связи с явлениями, возникающими в результате разницы частог. Из этого следует, что условие противоположности фаз между последним индуктором одной группы и первым индуктором другой группы не является необходимым.

Способ может быть использован в случае., .когда происходит циркулирование индуцированных токов вокруг стыка свариваемых кромо к.

На фиг. 5 показана полосовая заготовка, согнутая таким образом, чтобы образовались две расположенные рядом кромки 6 и 7; в первую очередь такое изделие обхватывается одной группой из двух индукторов, содержащей два полуиндуктора 84 и индуктор 85. Индуктор 85 и полуиндуктор 84 соединены между собой при помощи соединений 86 и 87 и

322017

Фиг / подключены к источнику, Электрические токи в индукторах 84 и 85 имеют на правление, указанное стрелками А и Б и противоположны по фазе; индуцированные токи заготовки в месте размещения индукторов 84 и 85 концентрируются вдоль металлических кромок 6 и 7 между этими индукторами.

Заготовка обхватывается затем индуктором 88, соединенным с источником электрических токов соответствующей частоты. Токи, индуцированные индуктором 88, следуют вдоль кромок 6 и 7 заготовки по другую сторону индуктора 38 до точки 39, где кромки свариваются при помощи устройства для ковки.

Индукторы 34 и 85 могут рассматриваться ,как индукторы предварительного нагрева, а индуктор 88 как индуктор сварки. Когда отсутствует общее действие индукторов 85 и 38 на зону, заключенную между этими двумя индукторами, можно использовать для питания этих индукторов электрические токи различной частоты: например, индукторы 84 и

85 могут питаться электрическими токами с частотой 1000 га, а индуктор 88 — токами с частотой 400 кгпв.

Ча фиг. 6 показана изогнутая полосовая заготовка, обхваченная двумя индукторами

89 и 40, которые располагаются впереди устройства для ковки (не представлено на чертеже), соединяющего кромки 6 и 7 в точке 13.

Индукторы 89 и 40 соединяются с источниками токов высокой частоты противоположной фазы; фазовое смещение указано стрелками

А и Б.

Путем выбора расстояний l, и 1, разделяющих соответственно индукторы 89 и 40 и ипдуктор 40 и точку 18, можно вызвать распределение индуцированных токов в полосовой заготовке таким образом, что индуцировапные токи концентрируются вдоль кромок 6 и

7 между индукторами 89 и 40 или по другую сторону индуктора 40. Очевидно, что при таком расположении энергия высокой частоты, поступающая к индуктору 40, должна быть достаточной, чтобы обеспечить циркуляцию индуцированных токов между пндукторами

39 и 40 и or индуктора 40 .к точке 13 сварки.

Предмет изобретения

С пособ индукционного нагрева соседних кромок металлического изделия замкнутого профиля, преимущественно труб, при котором индуцированные токи концентрируются вдоль этих кромок, отличающийся тем, что, с целью повышения качества нагрева под сварку, кромки металлического изделия нагревают несколькими индукторами, обхватывающими изделие и подключенными к источникам питания таким образом, что соседние индукторы питаются токами противоположного на правления.

322017

Л д 2 b

@ог.y uã.З

5uz.5

Составитель Л. Комарова

Редактор Н. Михайлова Техред Л. Евдонов Корректор Н. Рождественская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3977/18 Изд. ¹ 1796 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Компзста по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5