Индуктор для высокочастотной сварки Советский патент 1978 года по МПК B23K13/00 

1

Изобретение относится к области высокочастотиой сварки металлических изделий по отбортоваиным кромкам, имеющим замкнутый контур сварки. Особенно эффективно оно может быть использовано тогда, когда недопустим наплыв металла на одну из кромок: при сварке изделий из металлов, имеющих различные теплофизические свойства. Примером применения может служить сварка тонкостеиного экрана из стали Х18Н10Т с фланцем экранированного компрессора из стали ст. 20 холодильной машииы, сварка сильфоиа с фланцем, вварка патрубков в трубную доску.

Известны индукторы для высокочастотной сварки изделий по отбортованным кромкам, напрнмер индуктор, вынолненный в виде витка, повторяющего коифигурацию периметра свариваемых кромок 1, имеет очень узкую зону оптимального сварочного зазора между рабочей поверхностью иидуктора и свариваемыми кромками.

Известен индуктор для высокочастотной сварки металлических изделий по отбортованным кромкам с замкнутым коитуром, содержащий токопровод в виде витка, повторяющего формулу свариваемого контура 2. Рабочие поверхностн этого индуктора противолежат одновременно двум поверхностям отбортовки.

При промышленном примененин вышеуказанных индукторов для высокочастотной сваркн плавлением необходимо поддерживать сварочиый зазор между иидуктором и кромками с высокой точностью, зачастую нревышающей точность нзготовления и сборки свариваемых деталей. Несоблюдение постоянного сварочного зазора ведет к колебанпям электромагнитной мощностн, выделяющейся в металле кромок, что проявляется в их чрезмериом оплавлеHIIH пли ненроваре. Прн этом меняется и токораспределепие в кромках, а следовательно, н направление равнодействующей

электродинамических сил, воздействующих на ванну жндкого металла, что в свою очередь сказывается на формнрованин сварного шва - уменьшается высота шва и иоявляются нанлывы металла на боковые

стенки кромок.

Цель изобретення - злучшение качества сварного соединения за счет уменьшения влияния колебаний сварочного зазора. С этой целью рабочая сторона витка токопровода выполнена в сечении в виде /4 части эллииса.

На чертеже схематически изображеи предлагаемый индуктор в разрезе.

Он состонт нз токонровода 1 с рабочей

новерхностью 2, обращенный к свариваемым кромкам 3 н 4.

Процесс сварки протекает следующим образом.

В индуктор подают импульс высокочастотного тока, который разогревает кромки до оплавления и образования ванны жидкого металла. После окончания подачи импульса жидкий металл застывает, образуя сварной шов. Во время импульса высокочастотный ток, протекая по рабочей поверхности индуктора, концентрируется вследствие эффекта близости на участке рабочей поверхности, противолежащей углу кромок. При изменении сварочного зазора в широких пределах токораспределепие в кромках, а следовательно, направление воздействия электродинамических сил на кромки меняется незначительно, что обеспечивает стабильную форму сварного шва, исключающую наплывы расплавленного металла на боковую поверхность кромки, противолежащей рабочей поверхности токопровода. Эллиптическая форма сечения рабочей стороны токопровода выбрапа экспериментально и обеспечивает минимальное изменение энергетических соотношений при изменении сварочного зазора.

Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения основан на снижении брака при высокочастотной сварке, исключении механической обработки швов после сварки, снижении требований к точности свариваемых деталей и FIX сборке. Предлагаемый индуктор позволяет повысить стабильность и качество сварных щвов за счет уменьшения чувствительности системы индуктор - кромки к колебаниям сварочного зазора, что достигается особой формой рабочей поверхности индуктора и ее расположением относительно свариваемых кромок.

Предлагаемый индуктор может быть использован для сварки изделий с разнотолщинными кромками, для чего рабочая поверхность индуктора должна противолежать торцам и боковой поверхности более тонкой кромки. При этом для получения качественного сварного соединения достаточно расплавить только часть более толстой кромки, что обеспечивается конструкцией индуктора. Предлагаемый индуктор может быть использован для сварки изделий из металлов с разными теплофизическими свойствами, например с различными коэффициентамитеплового расширения. Для этого рабочая сторона токопровода индуктора должна

нротиволежать торцам и боковой поверхности кромки с большим коэффициентом расширения. Тогда электродинамические силы противодействуют усилиям, возникающим при тепловом расширении металла,

с большим коэффициентом теплового расширения и будут напрессовывать его на другую кромку.

Формула изобретения

Индуктор для высокочастотной сварки металлических изделий ио отбортованным кромкам с замкнутым контуром, содержащий токопровод в виде витка, повторяющего форму свариваемого контура, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества сварного соединения за счет уменьшения влияния колебаний сварочного зазора, рабочая сторона витка токопровода выполнена в сечении в виде /4 части эллипса.

Источники информации, нринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 179858, кл. В 23К 13/00, 1964. 2. Патент ФРГ № 968733, кл. 21Н 29/03, 1958.