Устройство для высокочастотной сварки труб Советский патент 1980 года по МПК B23K13/00 

Изобретение относится к сварке, в частноети к устройствам для высокочастотной сварки труб из двух или более полос металла. Известны устройства для высокочастотной сварки труб из двух полос металла, содержащее индукторы по одному для каждого сварного шва, подключенные к индивидуальным источникам пнтания 1. Однако в этих устройствах не обеспечивает ся независимость режимов работы источников питания. Известно устройство для высокочастотной рварки труб из двух или более полос металла содержащее индукторы по оДному для каясдого сварного шва, подключенные к индивидуаль ным истошикам питания, контурные емкости, подключеш1ые параллельно индукторам, а также попарно связьшающие цепи индукторов компенсирующие трансформаторы, вторичные обмотки которых попарно соединены между собой 2. Включение компенсирующих трансформаторов в это устройство обеспечивает независимос режимов работы источников штания. На первичной обмотке каждого трансформатора индуцируется ЭДС, равная по величине и противоположная по направлению ЭДС, индуктированной на последовательно соединенной с этой обмоткой катуипсе индуктора током, протекающим по второму индуктору. Сумма этих Двух ЭДС равна нулю, что обеспечивает стабильность источников питания. Известное устройство однако не устраняет колебания напряжения на индукторе и колебания режимов сварки каждого щва. При близких частотах источников питания колебания режима сварки имеют низкую частоту. Низкочастотные колебания режима нагрева свариваемых кромок не по:зволяют получить, качест- венного сварного соединения. Цель изобретения - повышение стабильности режима сварки каждого щва. Поставленная цель достигается тем, что первичными обмотками компенсирующих трансформаторов являются катущки индукторов. Для расширения диапазона регулирования компенсирующей связи устройство снабжено катушками индуктивности, включенными последовательно вторичнь1мобмот;,ам компенсирующих трансфбрматоров. - -На чертеже изображена схема предлагаеиого устройства для высокочастотной сварки труб из двух полос. Индукторы 1 и 2, WSpiiваеМых kpoMok трубы 3, подключены к индук тивным источникам питания 4 и 5. К индук.тору 1 подключена контурная емкость 6, к индуктору 2 - контурная емкость 7. Вблизи индуктора 1 расположена катушка 8, образующая с катушкой индуктора 1 первый компенсй|зующий трансформатор. Вблизи индуктора 2 расположена катушка 9, образующая с катушкой индуктора 2 второй компенсирующий трансформатор. Вторичные обмотки 8 и 9 компенсирующих трансформаторов (катушки 8 и 9) соеди нены между собой. К выводам их подключены емкости ГО и П. Последовательно вторичным обмоткам 8 и 9 включена катушка индуктив- носга 12. Устройство работает (ледую.щим образом. При подключении индукторов 1 и 2 к источникам питания 4 и 5 в каждой паре кромок трубной заготовки 3 индуктируется рабочий ток, обусловленный потоком соответствующего индуктора. При этом индуктор 2 имеет с индуктором 1 магнитные связи. Первая магнитна. CBifib обусловлена наличием общего для индукторов 1 и 2 магнитного потока, вторая - электри.ческой связью обмоток 8 и 9 компенсирующих трансформаторов. Коэффициент магнитной связи, обусловленный наличием общего магнитного потока, определяется конструкщ1ей трубосварочного стана. На катушке индуктора 2 ищ1;уцируется ЭДС с частотой индуктора 1 и амплитудой, обусловленной коэффициентом связи по общему потоку. Коэффициент магнитной связи индукторов через компенсирующие трансформаторы обеспечивается равным по велйЩне и противоположным по знаку коэффициентом связи по общему магнитному потоку. На катушке индуктора 2 индударуется Другая ЭДС с частотой индуктора 1 и амплитудой обусловленной коэффИйойён оМ связи Через ком пенсирующие трансформаторы. ; .--.- -Л .. - .Таким образом, устройство обеспечивает индуцирование на индукторе 2 двух ЭДС равнь х по величийе и противоположньр по направлению, обусловливаемых протеканием тока по индуктору 1, и на индукторе 1, обусловлийаемых лротеканиём тока по индуктору 2. Этим устраняется влияние индукторов друг на друга, обеспечивается независимый и стабильный режим работь каждого индуктора и соответственно стабил|.ный режим сварки каждого шва. Соотношение электрических параметров схемь1, обеспечивающих стабильность сварки, можо определить, рассмотрев последовательно раоту каждого элемента. При подключении индук ра 4 к источнику питания 4 в катушке индуктора 2 находится ЭДС, определяемая коэффициентом связи инукторов общим магнитным потоком: Еа и.М,., , де Ё, - ЭДС, индуцированная на индуктор 2 общим магнитным потоком индукторов 1,2; и, - напряжение на индукторе 1;. М 4.2- коэффициент магнитной связи между ицрукторами 1, 2. Одновременно на вторичной обмотке 8 первого компенсирующего трансформатора индуктируется ЭДС, определяемая связью обмоток трансформатора и соотношением числа витков: .. - ЭДС, индуцированная на кат)Ш1ке 8; W, и W, - число витков индуктора 1 и катушки 8 соответствешо; коэффициент магнитной связи между индуктором 1 и катушкой 8. Напряжение на катушке 8 будет определяться добротностью колебательного контура, образованного катуШкой 8 и емкостью 10: u,, u,v q,M, , де и, - нйпряжениБ на катушке 8; Q, - добротность контура на катушки 8 и емкости 10. При отсутствии в схеме катушки индуктивости 12 такое же напряжение создается на атушке 9, если пренебречь потерями в линии вйзй между катушками 8 и 9. и, и., де и, - напряжение на катушке 9. На индукт оре 2 индуцируется ЭДС, вызван д напряжением на катушке 9 второго коменсирующего трансформатора: W, W, . W, Wg Для симметричной системы .-.S. Ej - ЭДС, индуцированная на ийдукторе 2 посредством воздействия двух компенсирующих трансформаторов. М,., - коэффициент магнитной связи между индуктором 2 и катушкой соотноше- / кия Е, Е, .