DE1099664B

DE1099664B - Process for welding metal parts together

Info

Publication number: DE1099664B
Application number: DEM38592A
Authority: DE
Inventors: Wallace Collins Rudd
Original assignee: Magnetic Heating Corp
Current assignee: Magnetic Heating Corp
Priority date: 1957-08-29
Filing date: 1958-08-11
Publication date: 1961-02-16

Description

Verfahren zum Zusammenschweißen von Metallteilen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusammenschweißen von Metallteilen, bei dem den zunächst im Abstand voneinander gehaltenen Schweißrändern der Metallteile zu ihrer Erhitzung auf Schweißtemperatur Hochfrequenzstrom zugeführt wird und dann die Schweißränder zusammengepreßt werden.Method for welding metal parts together The invention relates to on a process for welding metal parts together, in which the first welded edges of the metal parts kept at a distance from one another for heating them High-frequency current is supplied to the welding temperature and then the welding edges are pressed together.

Die Erfindung hat sich in erster Linie die Aufgabe gestellt, ein Verfahren dieser Art so zu verbessern, daß das Aufstauchen des Metalls entlang der Schweißnaht derart geregelt werden kann, daß es zum größten Teil entweder nur an der oberen oder nur an der unteren Seite der :Metallteile auftritt. Die Erfindung geht dabei davon aus, daß es z. B. bei der Anwendung des als bekannt erwähnten Verfahrens zum Längsschweißen von Rohren oft erwünscht oder zweckmäßig sein kann, daß eine Verdickung der Schweißnaht in der Hauptsache nur an der Außenseite des Rohres entsteht, insbesondere wenn die Rohre zur Herstellung einer Flüssigkeitsleitung verwendet werden. In anderen Fällen kann es dagegen zweckmäßiger sein, die Verdickung der Schweißnaht nur im Rohrinnern zu haben, so daß der äußere Rohrumfang einen möglichst gleichmäßigen Durchmesser aufweist. Auch bei Zusammenschweißen von Streifen kann die Verdickung der Schweißnaht mitunter nur auf einer Seite erwünscht sein. In diesem Zusammenhang macht die Erfindung von dem Gedanken Gebrauch, daß es bei der Anwendung der Hochfrequenz-Widerstandserhitzung gemäß der Erfindung mit Frequenzen in der Größenordnung von 100 kHz oder mehr möglich ist, die Lage der beim Zusammenschweißen an der Schweißnaht entstehenden Aufstauchung des Metalls bzw. die Lage der Verdickung an der Schweißnaht durch entsprechende Formgebung der Schlitzränder zu beeinflussen. Demgemäß bestehen die wesentlichen Merkmale der Erfindung in erster Linie darin, daß mindestens die Stirnfläche eines Schweißrandes gegenüber der Stirnfläche des gegenüberliegenden Schweißrandes derart abgeschrägt wird, daß ein oberer oder unterer Teil dieser Stirnfläche mit der Stirnfläche des gegenüberliegenden Schweißrandes einen engeren Schlitz einschließt als der übrige Teil der Stirnfläche, wodurch infolge stärkerer Konzentrierung des Heizstromes in diesem Teil der Stirnfläche und stärkerer Erhitzung dieses Teiles die Aufstauchung des Metalls in diesem Teil der Schweißnaht auftritt.The invention has primarily set itself the task of a method to improve this type so that the upsetting of the metal along the weld seam can be regulated in such a way that it is mostly either only at the top or only on the lower side of the: metal parts occurs. The invention goes thereby assume that it is z. B. when using the method mentioned as known for Longitudinal welding of pipes can often be desirable or appropriate that a thickening the weld seam mainly only occurs on the outside of the pipe, in particular when the pipes are used to make a liquid line. In other In cases, however, it may be more appropriate to thicken the weld seam only in the To have the inside of the pipe, so that the outer circumference of the pipe is as uniform as possible Has diameter. The thickening can also occur when strips are welded together the weld seam may only be desirable on one side. In this context the invention makes use of the idea that it is in the application of high frequency resistance heating according to the invention with frequencies in the order of 100 kHz or more possible is the position of the upsetting occurring at the weld seam when welding together of the metal or the position of the thickening on the weld seam by corresponding To influence shaping of the slot edges. Accordingly, the essentials exist Features of the invention primarily in the fact that at least the end face of a Welding edge opposite the end face of the opposite welding edge in such a way is beveled that an upper or lower part of this end face with the end face the opposite welding edge includes a narrower slot than the rest Part of the end face, which means that the heating current is more concentrated in this part of the face and greater heating of this part the upsetting of the metal occurs in this part of the weld.

Insbesondere bei einem Schweißverfahren dieser Art, bei dem die Metallteile während der Erhitzung ihrer Schweißränder unter Bildung eines zwischen ihnen liegenden Spaltes eine Vorwärts- bzw. Vorschubbewegung ausführen, werden dabei gemäß der Erfindung die Schweißränder mindestens bei Erreichen eines bestimmten Schweißpunktes unter Anwendung eines solchen Druckes zusammengepreßt, daß ihre gegeneinander geneigten Stirnflächen auf ihrer ganzen Höhe in Berührung kommen.In particular in a welding process of this type in which the metal parts during the heating of their welded seams to form one lying between them Carry out a forward or feed movement gap, are thereby according to the invention the welding edges at least when a certain welding point is reached Applying such a pressure compressed that their mutually inclined Front surfaces come into contact over their entire height.

Bei der Anwendung der Erfindung zum Zusammenschweißen von Streifen aus verschiedenen Metallen, z. B. hochkohlenstoffhaltigem Stahl und Schnellstahl, können Verbundstreifen besonders hoher Güte geschweißt werden, die in neuartiger Weise für bestimmte Zwecke, z. B. zur Herstellung von Bandsägeblättern od. dgl., mit großem Vorteil verwendet werden können. Zur Herstellung eines Sägeblattes wird dabei das Verfahren vorzugsweise so angewendet, daß der Schnellstahlstreifen nach dem Zusammenschweißen mit dem Kohlenstoffstahl in einigem Abstand von der Schweißnaht unter Gewinnung eines weiterverwendbaren Streifens aus Schnellstahl von dem Verbundstreifen abgetrennt wird und in dem verbleibenden Teil des Verbundstreifens Sägezähne derart eingeschnitten werden, daß wenigstens ihre Spitzen auf der aus dem Schnellstahl bestehenden Seite der Schweißnaht liegen, während die Basisteile der Zähne auf der anderen Seite der Schweißnaht liegen.When using the invention to weld strips together made of different metals, e.g. B. high carbon steel and high speed steel, Composite strips of particularly high quality can be welded in a new way Way for certain purposes, e.g. B. od for the production of band saw blades. can be used to great advantage. For the production of a saw blade while the method is preferably applied so that the high-speed steel strip after welding together with the carbon steel at some distance from the weld recovering a reusable high-speed steel strip from the composite strip is separated and saw teeth in the remaining part of the composite strip be cut so that at least their tips on the high-speed steel existing side of the weld, while the base parts of the teeth lie on the on the other side of the weld.

In Fällen, in denen Metallstreifen oder andere Metallteile von verhältnismäßig großer Dicke zusammengeschweißt werden sollen, besteht das Problem, den durch die sich nähernden Schlitzränder gebildeten Schweißkanten so viel Hochfrequenzheizstrom zuzuführen, daß die Schweißkanten schnell genug auf Schweißtemperatur erhitzt werden, um eine große Schweißgeschwindigkeit zu erreichen. Gemäß der weiteren Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die sich nähernden Schlitzränder bzw. Streifenkanten durch ein Verfahren und Vorrichtungen vorerhitzt werden, durch die sie, ohne daß die Kantenflächen auf Schweißtemperatur erhitzt werden, vor ihrer Erwärmung durch die Hochfrequenz-Widerstandsheizung auf eine größere Tiefe erhitzt und dadurch Wärmespeicher in den gegenüberliegenden Schweißkanten geschaffen werden. Wenn dann zur Erhitzung der Kanten auf Schweißtemperatur in der Tiefe eines dünnen Filmes Hochfrequenzstrom zugeführt wird, so verhindert diese Wärmespeicherwirkung die Ableitung und Verluste von Wärme aus den hochtemperierten Schweißkanten, ohne daß die Gefahr besteht, daß außer an der tatsächlichen Kantenfläche Metall erweicht.In cases where metal strips or other metal parts of proportionately large thickness are to be welded together, there is the problem caused by the welding edges formed as much high-frequency heating current as the edges of the slot approached to ensure that the welding edges are heated up to welding temperature quickly enough, to achieve a high welding speed. According to the further invention this problem is solved by that the approaching slot edges or strip edges are preheated by a method and devices which they, without the edge surfaces are heated to welding temperature, before their Heating is heated to a greater depth by the high-frequency resistance heating and as a result, heat accumulators are created in the opposite welding edges. If then to heat the edges to welding temperature in the depth of a thin Film high-frequency current is supplied, so prevents this heat storage effect the dissipation and loss of heat from the high-temperature weld edges without that there is a risk that metal will soften except on the actual edge surface.

Schließlich kann das Verfahren nach der Erfindung zum Zusammenschweißen von Metallteilen aus zwei verschiedenen Metallen, die verschiedene optimale Schweißtemperaturen erfordern, bei Anwendung von Hochfrequenzstrom, der den beiden Metallen durch vor dem Schweißpunkt angeordnete Kontaktglieder zugeführt wird, vorteilhaft so durchgeführt werden, daß eines der Kontaktglieder einen kürzeren Abstand von dem Schweißpunkt hat als das andere Kontaktglied, so daß die Schweißränder der Metallteile verschieden lange erhitzt werden.Finally, the method according to the invention can be welded together of metal parts made of two different metals that have different optimal welding temperatures require, when applying high frequency current, which the two metals through in front the contact elements arranged at the welding point is fed, advantageously carried out in this way be that one of the contact members a shorter distance from the welding point has than the other contact member, so that the welding edges of the metal parts are different be heated for a long time.

Weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtungen nach der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung als Beispiele dargestellten Ausführungsformen von zur Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtungen. Es zeigen Fig. 1 und 2 schaubildliche Ansichten von zwei zum Zusammenschweißen von zwei Metallstreifen dienenden Vorrichtungen nach der Erfindung, wobei diese Darstellungen auch für die Anwendung ähnlicher Vorrichtungen zum Längsschweißen von Rohren Geltung haben, Fig.3 eine schaubildliche Teilansicht einer Vorrichtung mit abgeänderter Ausbildung der Vorheizspule, Fig.4 eine schaubildliche Ansicht, die veranschaulicht, in welcher Weise z. B. Streifen aus Kohlenstoffstahl und Schnellstahl, die gemäß der Erfindung miteinander verschweißt worden sind, zur Herstellung von Sägeblättern verwendet werden können, Fig.5 bis 10 schaubildliche Darstellungen, welche die Maßnahmen veranschaulichen, durch die das Aufstauchen des Metalls entlang der Schweißnaht gemäß der Erfindung geregelt werden kann.Further features and advantages of the method and the devices according to the invention emerge from the following description in the drawing Embodiments of embodiments shown as examples for carrying out the method serving devices. 1 and 2 show perspective views of two for welding together two metal strips serving devices according to the invention, these representations also apply to the use of similar devices for longitudinal welding of pipes have validity, Figure 3 is a diagrammatic partial view of a device with a modified design of the preheating coil, Figure 4 is a perspective view, which illustrates how z. B. strips of carbon steel and high speed steel, which have been welded together according to the invention for the production of Saw blades can be used, Fig. 5 to 10 diagrammatic representations, which illustrate the actions by which the upsetting of the metal along the weld seam can be regulated according to the invention.

In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Metallstreifen dargestellt, die nebeneinanderliegend vorwärts bewegt werden und dabei am Schweißpunkt w zusammengeschweißt werden. Für den gleichmäßigen Vorschub dieser Metallstreifen können beliebige, nicht dargestellte mechanische Mittel angeordnet sein, durch die die Streifen in Richtung der eingezeichneten Pfeile über den Schweißpunkt w hinaus bewegt werden, derart, daß hinter dem Schweißpunkt w die beiden Streifen an ihren Kanten unter Bildung der gestrichelt dargestellten Schweißnaht zusammengeschweißt sind. Genau genommen stellt w eine senkrechte Linie dar, in der die beiden Streifen miteinander verschweißt werden. Einer der Streifen kann z. B. aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl bestehen, während der andere Streifen aus Schnellstahl bestehen kann.In the drawing, for example, two metal strips are shown, which are moved forwards next to each other and welded together at the welding point w will. Any, not illustrated mechanical means by which the strips in the direction the drawn arrows are moved beyond the welding point w, in such a way that that behind the welding point w the two strips are formed at their edges the weld seam shown in dashed lines are welded together. Strictly speaking w represents a vertical line in which the two strips are welded together will. One of the strips can e.g. B. consist of high carbon steel, while the other strip can be made of high speed steel.

Die den Vorschub der Streifen bewirkende Vorrichtung ist derart ausgebildet, daß die Streifen unter Bildung eines spitzen Winkels vorwärts bewegt werden und gewissermaßen einen V-förmigen Schlitz zwischen sich einschließen. Zum Zusammenpressen der Streifen sind Druckrollen 11', 12' angeordnet, welche die Streifen beim Durchgang durch den Schweißpunkt w in feste gegenseitige Berührung bringen.The device that feeds the strips is designed in such a way that that the strips are moved forward to form an acute angle and to a certain extent include a V-shaped slot between them. To compress the strips are arranged pressure rollers 11 ', 12', which the strips in passage bring them into firm mutual contact through the welding point w.

Nach Fig. 1 und 3 sind in bestimmtem Abstand vor dem Schweißpunkt w Elektroden 20', 21' angeordnet, die an den gegenüberliegenden Rändern des zwischen den Metallstreifen gebildeten Schlitzes angebracht und jeweils an die Klemmen einer Hochfrequenzstromquelle angeschlossen sind, die Frequenzen in der Größenordnung von 100 kHz, in manchen Fällen vorzugsweise eine wesentlich höhere Frequenz, z. B. bis zu 300 oder 450 kHz liefert. Diese Elektroden können in der üblichen Weise als flüssigkeitsgekühlte Elektroden ausgebildet sein. Der Hochfrequenzstrom geht jeweils den Weg der geringsten Induktivität, der sich entlang den Stirnflächen der den V-förmigen Schlitz begrenzenden Ränder bis zum Schweißpunkt w und zurück erstreckt und jeweils durch die doppelt gestrichenen Linien 50, 51 dargestellt ist. Auf diese Weise werden die Stirnflächen der Schlitzränder durch Hochfrequenz-Widerstandserhitzung auf eine sehr geringe Tiefe erwärmt, wobei sie nur für einen Augenblick am Schweißpunkt w auf Schweißtemperatur gebracht werden.According to Fig. 1 and 3 are at a certain distance in front of the welding point w electrodes 20 ', 21' arranged on the opposite edges of the between the metal strip formed slot attached and each to the terminals one High-frequency power source are connected, the frequencies in the order of magnitude of 100 kHz, in some cases preferably a much higher frequency, e.g. B. delivers up to 300 or 450 kHz. These electrodes can be used in the usual way be designed as liquid-cooled electrodes. The high frequency current goes in each case the path of the lowest inductance, which is along the end faces of the the edges delimiting the V-shaped slot extends to the welding point w and back and is represented by the double-dashed lines 50, 51, respectively. To this Way, the end faces of the slot edges are heated by high frequency resistance heated to a very shallow depth, leaving them only for an instant at the weld point w can be brought to welding temperature.

Wenn die Metallstreifen aus Metallen verschiedener Art, Eigenschaft oder Abmessung bestehen, kann es wünschenswert sein, den einen Rand des V-förmigen Schlitzes auf eine höhere Temperatur zu erhitzen bzw. die Hitze mehr oder weniger lange oder mehr oder weniger konzentriert anzuwenden. Dies kann auf zwei Arten erfolgen, die jeweils für sich oder auch kombiniert zur Anwendung kommen können. Zunächst können eine der in Fig. 1 dargestellten Elektroden 20', 21' oder auch diese beiden Elektroden in der Längsrichtung der Schweißnaht durch Anwendung einfacher Lagermittel einstellbar sein, wie durch den Doppelpfeil dargestellt ist. Auf diese Weise kann der eine oder andere Stromweg 50 bzw. 51 gegenüber dem entsprechenden Stromweg am gegenüberliegenden Schlitzrand verlängert und dadurch eine längere Erhitzungszeit für diesen Schlitzrand erreicht werden, bevor er zum Schweißpunkt w gelangt. Die zweite Art kann, was aber nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört, darin bestehen, daß ein aus magnetischem Material bestehender Block 52 oder mehrere solche Blocks an dem einen oder anderen Stromweg 50 oder 51 angeordnet werden, durch den bzw. die der Widerstand für diesen Stromweg in einigem Abstand von dem Schlitzrand erhöht wird, so daß der Strom mehr auf die wirkliche Stirnfläche des Randes konzentriert wird und sich eine schnellere oder höhere Erhitzung desjenigen Schlitzrandes ergibt, an dem der magnetische Block 52 angeordnet ist. Der Block 52 kann dabei mittels beliebiger Lagermittel in senkrechter Richtung einstellbar sein (vgl. den senkrechten Doppelpfeil in Fig. 1), so daß sein Abstand von der Oberfläche des Metallstreifens und damit die Intensität seiner Wirkung bezüglich der Konzentration des Stromes auf den Schlitzrand veränderlich ist. Der Block 52 kann aber auch, wie durch den waagerechten Doppelpfeil in Fig. 1 angedeutet ist, in der Längsrichtung einstellbar sein.If the metal strips are made of metals of various kinds, property or dimension, it may be desirable to have one edge of the V-shaped To heat the slot to a higher temperature or the heat more or less to use for a long time or more or less concentrated. This can be done in two ways, which can be used individually or in combination. First One of the electrodes 20 ', 21' shown in FIG. 1 or both of these can be used Electrodes in the longitudinal direction of the weld by using simple bearing means be adjustable, as shown by the double arrow. That way you can one or the other current path 50 or 51 compared to the corresponding current path on the opposite edge of the slot is extended and thus a longer heating time can be reached for this slot edge before it reaches the welding point w. the The second type can, but is not part of the subject matter of the invention, consist of that a block 52 made of magnetic material or more such blocks be arranged on one or the other current path 50 or 51 through which or which increases the resistance for this current path some distance from the edge of the slot so that the current is more concentrated on the real face of the edge and there is a faster or higher heating of that slot edge, on which the magnetic block 52 is arranged. The block 52 can by means of any bearing means can be adjusted in the vertical direction (see the vertical Double arrow in Fig. 1), so that its distance from the surface of the metal strip and thus the intensity of its effect in relation to the concentration of the current is variable on the edge of the slot. The block 52 can also, as by the horizontal double arrow in Fig. 1 is indicated, adjustable in the longitudinal direction be.

Aus Gründen der Abstandsbegrenzung oder aus anderen Gründen kann es manchmal erforderlich sein, eine der Elektroden 20', 21' in geringerem Abstand vor dem Schweißpunkt w anzuordnen als die andere Elektrode. In diesem Fall ist der Stromweg von der in kürzerem Abstand von dem Schweißpunkt angeordneten Elektrode kürzer, so daß der entsprechende Schlitzrand weniger stark erhitzt wird als der andere Schlitzrand. Dieser Unterschied kann, wenn es notwendig ist, durch Anordnung des magnetischen Blockes 52 oder eines ähnlichen Blockes an dem kürzeren Stromweg ausgeglichen und dabei eine gleichmäßige Erhitzung beider Schlitzränder oder aber auch eine größere Erhitzung erreicht werden, als es üblicherweise für den aus Schnellstahl bestehenden Streifen wünschenswert ist.For reasons of distance limitation or for other reasons it can sometimes it may be necessary to have one of the electrodes 20 ', 21' in front of it at a smaller distance to be arranged at the welding point w than the other electrode. In this case it is the current path shorter from the electrode arranged at a shorter distance from the welding point, so that the corresponding The edge of the slot is heated less than the other edge of the slot. This difference can, if necessary, through Arrangement of the magnetic block 52 or a similar block on the shorter one Current path balanced and at the same time an even heating of both slot edges or a greater heating than is usually achieved for the strip made of high speed steel is desirable.

Da die Blocks aus magnetischem Material bei Anwesenheit von hochfrequenten magnetischen Feldern angewendet werden, bestehen sie zweckmäßig aus einem Material, in dem keine wesentlichen Wirbelstromeffekte induziert werden. Zum Beispiel können sie aus gesintertem magnetischem Oxyd-Isoliermaterial bekannter Art bestehen, das einen niedrigen Verlustfaktor und einen hohen Raumleitungswiderstand hat, wie z. B. das unter der Handelsbezeichnung »Ferramic« bekannte Material der General Ceramic und Steatite Corp. Es kann aber auch anderes Material verwendet werden, z. B. feinverteiltes magnetisches Material, das in Isoliermaterial eingebettet ist. Das Material soll eine größere Permeabilität (mp) als Eins, vorzugsweise eine wesentlich größere Permeabilität, aufweisen.Because the blocks are made of magnetic material in the presence of high frequency magnetic fields are applied, they are expediently made of a material in which no significant eddy current effects are induced. For example can they consist of sintered magnetic oxide insulating material of a known type that has a low dissipation factor and high space conduction resistance, e.g. B. the material known under the trade name "Ferramic" from General Ceramic and Steatite Corp. However, other material can also be used, e.g. B. finely divided magnetic material embedded in insulating material. The material should a greater permeability (mp) than one, preferably a much greater permeability, exhibit.

Wenn die zusammenzuschweißenden Metallstreifen od. dgl. eine erhebliche Dicke haben, kann es erforderlich sein, die Schlitzränder vor den Elektroden vorzuwärmen. Zu diesem Zweck kann eine der USA.-Patentschrift 2 763 756 entsprechende Induktionsheizspule 14 angeordnet sein. Diese Spule besteht aus einem Leiter mit zwei Windungen, die in ül)lichcr Weise durch einen inneren Flüssigkeitsstrom gekühlt sein können und an eine Hochfrequenzstromquelle angeschlossen sind, deren Frequenz. in dem für Induktionserhitzung für zweckmäßig befundenen Bereich liegt und beispielsweise etwa 10 kHz beträgt. Die Frequenz kann aber auch geringer sein oder etwas mehr als 10 kHz betragen. Die eine der beiden Windungen der Spule ist derart über den einen Rand des V-förmigen Schlitzes gelegt, daß sie mit einem geraden Schenkel dicht über der Oberkante dieses Randes entlanggeht, dann etwa U-förmig über den Rand hinweg zur Unterkante des Randes gebogen ist und anschließend an dieser Unterkante entlang verläuft. Die andere Windung der Spule verläuft an dein anderen Rand ebenfalls in der Weise, daß ein oberer Schenkel an der Oberkante dieses Randes und ein unterer Schenkel an der Unterkante des Randes entlanggeht.If the metal strips or the like to be welded together have a considerable thickness, it may be necessary to preheat the slot edges in front of the electrodes. For this purpose, an induction heating coil 14 corresponding to US Pat. No. 2,763,756 can be arranged. This coil consists of a conductor with two turns, which can be cooled in a common way by an internal flow of liquid and are connected to a high-frequency power source, the frequency of which. is in the range found to be useful for induction heating and is, for example, about 10 kHz. However, the frequency can also be lower or a little more than 10 kHz. One of the two turns of the coil is placed over one edge of the V-shaped slot in such a way that it goes along with a straight leg just above the upper edge of this edge, is then bent in an approximately U-shape over the edge to the lower edge of the edge and then runs along this lower edge. The other turn of the coil also runs on the other edge in such a way that an upper leg goes along the upper edge of this edge and a lower leg goes along the lower edge of the edge.

Eine Induktionsspule dieser Art kann in einfacher Weise so ausgebildet und mit Strom versorgt werden, daß sie die Schlitzränder bei einem Vorschub von etwa 100 in/Minute auf eine Temperatur von z. B. 538° C für Stahl vorwärmt und so den oben beschriebenen Wärmespeichereffekt liefert. Wenn auch die mit einer solchen Spule erzeugte Heizzone auf die Bereiche dicht an den Schlitzrändern beschränkt ist, so werden doch die Ränder auf eine größere Tiefe erhitzt als bei Anwendung der Hochfrequenz-Widerstandserhitzung.An induction coil of this type can be designed in this way in a simple manner and be powered to the edge of the slot at an advance of about 100 in / minute to a temperature of e.g. B. 538 ° C preheated for steel and so provides the heat storage effect described above. Even if those with one Coil generated heating zone limited to the areas close to the slot edges is, the edges are heated to a greater depth than when used the high frequency resistance heating.

Da die Kraftquelle für die Induktionsheizspule nur eine Frequenz von 10 kHz oder darunter für eine bestimmte Kraftlieferung zu betragen braucht, wird im allgemeinen der Generator einen Kostenaufwand fordern, der weniger als die Hälfte des Kostenaufwandes eines Generators zur Erzeugung von Frequenzen in der Größenordnung von 100 kHz oder darüber beträgt. Die Vorerhitzung durch Induktionserwärmung ist daher wirtschaftlicher und die ideale Methode zur Vorwärmung in einem konzentrierten Bereich mit einiger Tiefe, während die anschließende Hochfrequenz-Widerstandserhitzung die ideale Methode darstellt, um nur einen ganz dünnen Film der Stirnflächen der Schlitzränder auf die Schweißtemperatur zu bringen.Since the power source for the induction heating coil only has a frequency of 10 kHz or less for a specific power delivery needs to be generally the generator will cost less than half the cost the cost of a generator to generate frequencies in the order of magnitude of 100 kHz or more. Preheating by induction heating is therefore more economical and the ideal method of preheating in a concentrated Area with some depth, while the subsequent high-frequency resistance heating the ideal method represents to just put a very thin film of the end faces of the Bring the slot edges to the welding temperature.

Die Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 nur dadurch, daß an Stelle der zu beiden Seiten des Schlitzes angeordneten Elektroden zwei Elektroden 25', 26' im Abstand hintereinander angeordnet sind (Linienanordnung). Dabei ragt die Elektrode 25' ohne Berührung mit den Schlitzrändern nach unten durch den Schlitz hindurch und ist am unteren Ende mit den gestrichelt dargestellten Flanschen versehen, die sich von unten her an die unteren Flächen des Metalls beiderseits des Schlitze anlegen. Diese Berührung von unten kann durch federnden Druck in Richtung des Pfeiles unterstützt werden, wodurch die Flansche schwach gegen die untere Metallfläche angepreßt werden. Die Elektrode 26' kann so angeordnet sein, daß sie den Schweißpunkt w oder den Schlitz dicht vor dem Schweißpunkt w überbrückt. Beide Elektroden können ferner, wie dargestellt, mit Anschlüssen für ihre Kühlung mit Flüssigkeit versehen sein, wobei die Klemmen der die höhere Frequenz liefernden Hochfrequenzstromquelle jeweils mit der Elektrode 25' und einem Anschluß 31' für die Kühlflüssigkeit verbunden sind, der dicht oberhalb des Schlitzes zu der Elektrode 26' verläuft. Auf diese Weise werden, wie eingezeichnet, Stromwege entlang den gegenüberliegenden Schlitzrändern gebildet, und der Anschluß 31', der gerade über diesen Stromwegen liegt, bewirkt, daß der Weg des geringsten Widerstandes in dem Metall dicht an den Schlitzrändern liegt. Der Schlitz kann, falls gewünscht, in einem beträchtlichen Abstand vor dein Schweißpunkt w geschlossen werden. Bei dieser Art der Hintereinanderanordnung der Elektroden in der verlängerten Schweißnahtlinie verlaufen jedoch die Stromwege immer beiderseits dieser Linie in derselben Richtung und neigen dazu, sich gegenseitig von dieser Linie abzustoßen, während bei der Anordnung nach Fig. 1 die Stromwege 50, 51 immer in der entgegengesetzten Richtung verlaufen und daher dazu neigen, sich gegenseitig anzuziehen. Unter Berücksichtigung dieses Umstandes ist es bei der Linienanordnung der Elektroden nach Fig. 2 vorteilhaft, wenn, wie bei 35', 36' angedeutet, was aber ebenfalls nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört, Blocks aus magnetischem Material dicht über dem Metall etwas seitlich von der verlängerten Nahtlinie bzw. den Schlitzrändern angeordnet werden. Hierdurch wird die Induktivität der Stromwege in im Abstand von den Schlitzrändern entlanglaufenden Bereichen gesteigert, wodurch die Hochfrequenzstromwege in Zusammenwirkung mit dem Anschluß 31' gezwungen werden, dichter an den Stirnflächen der Schlitzränder bzw. der verlängerten Nahtlinie entlangzulaufen.The arrangement according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 only in that instead of the electrodes arranged on both sides of the slot two electrodes 25 ', 26' are arranged one behind the other at a distance (line arrangement). The electrode 25 'protrudes downwards without touching the edges of the slot through the slot and is at the lower end with the flanges shown in dashed lines provided that extend from below to the lower surfaces of the metal on both sides of the slot. This contact from below can be made by resilient pressure in the direction of the arrow, making the flanges weak against the lower metal surface be pressed. The electrode 26 'can be arranged so that it has the weld point w or bridged the slot just before the welding point w. Both electrodes can furthermore, as shown, provided with connections for their cooling with liquid the terminals of the high-frequency power source supplying the higher frequency each connected to the electrode 25 'and a connection 31' for the cooling liquid which runs just above the slot to the electrode 26 '. To this As shown, flow paths along the opposite slot edges are created formed, and the terminal 31 ', which is just above these current paths, causes that the path of least resistance in the metal is close to the slot edges lies. The slot can, if desired, be a considerable distance in front of your Weld point w are closed. With this type of sequential arrangement of the Electrodes in the extended weld line, however, always run the current paths both sides of this line in the same direction and tend to be mutually exclusive repel from this line, while in the arrangement of FIG. 1 the current paths 50, 51 always run in the opposite direction and therefore tend to to attract each other. Taking this into account, it is at the line arrangement of the electrodes according to FIG. 2 is advantageous if, as in 35 ', 36' indicated, but this is also not part of the subject matter of the invention, blocks made of magnetic material just above the metal slightly to the side of the elongated one Seam line or the slot edges are arranged. This will reduce the inductance the current paths are increased in areas running along at a distance from the slot edges, thereby forcing the high frequency current paths into cooperation with terminal 31 ' closer to the end faces of the slit edges or the extended seam line to run along.

Die abgeänderte Form der Induktionsheizspule, wie sie bei 14' in Fig. 3 dargestellt ist, weist ebenfalls zwei Windungen auf, nämlich eine obere Windung mit den langgestreckten Schenkeln 40, 41, die an den Oberkanten der Schlitzränder entlang verlaufen, und eine untere Windung mit den langgestreckten Schenkeln 42, 43, die an den Unterkanten der gegenüberliegenden Schlitzränder der Metallstreifen 10 a, 10 b entlanglaufen. Obwohl diese Form der Induktionsspule nach Fig. 3 unter Umständen eine etwas geringere Vorwärmleistung ergeben kann wie die Spule nach Fig. 1 und 2, so besitzt doch die Form nach Fi. 3 den Vor-z#- teil, daß an den dem Schweißpunkt zugekehrten Enden 45 keine den Schlitz durchdringende Verbindung für die Windungen der Spule erforderlich ist, so daß der Schlitz, wie es oft erwünscht ist, schon an dieser Stelle vor den die Hochfrequenzheizung bewirkenden Elektroden 20', 21' enger gehalten werden kann.The modified form of the induction heating coil, as shown at 14 'in Fig. 3, also has two turns, namely an upper turn with the elongated legs 40, 41, which run along the upper edges of the slot edges, and a lower turn with the elongated legs 42, 43, which run along the lower edges of the opposite slot edges of the metal strips 10 a, 10 b . Although this shape of the induction coil according to FIG. 3 can, under certain circumstances, result in a somewhat lower preheating power than the coil according to FIGS. 1 and 2, the shape according to FIG. 3 the pre z # - part that on the side facing the welding point ends 45 no slot piercing connection for the windings of the coil, is required so that the slot, as it is often desirable effecting, already at this point in front of the high-frequency heating Electrodes 20 ', 21' can be kept closer.

Wenn bei den bisher beschriebenen Anwendungsformen des Verfahrens die Schlitzränder, wie z. B. in Fig. S dargestellt ist, so geschnitten sind, daß ihre Stirnflächen parallel zueinander sind, so bildet sich sowohl auf der Außenseite als auch auf der Innenseite der Schweißnaht eine gewisse Verdickung, wie in Fig. 6 für die fertige Rohrwandung dargestellt ist. Bei Metallstreifen mit derart geschnittenen Rändern ist dann auf der oberen und unteren Fläche an der Schweißnaht eine Verdickung vorhanden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Stirnfläche des einen Schlitzrandes zu der Stirnfläche des anderen Schlitzrandes geneigt oder abgeschrägt ist oder die Stirnflächen der beiden Schlitzränder zueinander geneigt sind, aber in jedem Fall mit den Oberkanten in Berührung kommen, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Auf diese Weise werden bei der Anwendung der Hochfrequenz-Widerstandserhitzung nach den Fig. 1 bis 3 die Ströme in den gegenüberliegenden Schlitzrändern mehr nach deren Oberkanten zu konzentriert, wie es durch die kreuzweise Schraffur 70 in Fig. 7 angedeutet ist. Die Schlitzränder werden daher nach den Oberkanten zu auf eine höhere Temperatur erhitzt als im übrigen Teil mit dem Ergebnis, daß die Verdickung an der Schweißnaht in der Hauptsache an der oberen Fläche, d. h. im Fall eines Rohres an dessen Außenfläche, entsteht, wie es bei 71 in Fig. 8 gezeigt ist. Wenn die Stirnfläche des einen Schlitzrandes zu der Stirnfläche des anderen Stützrandes oder die Stirnflächen beider Schlitzränder entsprechend Fig. 9 umgekehrt zueinander geneigt oder abgeschrägt sind, d. h. so, daß sie mit ihren Unterkanten in Berührung kommen, so wird der Strom mehr nach den Unterkanten zu konzentriert, wie es durch die kreuzweise Schraffur 72 in Fig. 9 angedeutet ist, so daß die Hauptverdickung an der Unterseite bzw. im Fall eines Rohres an dessen Innenseite bei 73 entsprechend Fig. 10 auftritt. Der Neigungswinkel der Abschrägungen nach Fig. 7 und 9 ist der Deutlichkeit halber etwas übertrieben dargestellt. Gewöhnlich ist die Abschrägung nicht so groß. Obwohl die in Berührung kommenden Kanten zur Bildung der Verdickung der Schweißnaht bzw. der Aufstauchung des Metalls an der gewünschten Stelle stärker erhitzt werden, werden dabei die Stirnflächen der Schlitzränder auf ihrer ganzen Höhe auf Schweißtemperatur erhitzt. Bei allen erläuterten Schweißausführungen werden dabei die Schweißränder mindestens vorn Schweißpunkt ab unter Anwendung eines solchen Druckes zusammengepreßt, daß die gegeneinander geneigten Stirnflächen auf ihrer ganzen Höhe in Berührung kommen.If in the forms of application of the method described so far the slot edges, such as. B. is shown in Fig. S, are cut so that their end faces are parallel to each other, so it forms on both the outside as well as a certain thickening on the inside of the weld seam, as in Fig. 6 is shown for the finished pipe wall. With metal strips cut in this way Edges is then a thickening on the upper and lower surface at the weld seam available. This is avoided according to the invention in that the end face of the one edge of the slot inclined or beveled towards the end face of the other edge of the slot is or the end faces of the two slot edges are inclined to each other, but in any case come into contact with the upper edges, as shown in FIG is. In this way, when applying the high frequency resistance heating According to FIGS. 1 to 3, the currents in the opposite slot edges more according to their upper edges too concentrated, as indicated by the cross-hatching 70 in Fig. 7 is indicated. The edges of the slot are therefore towards the upper edges to one heated higher temperature than the rest of the part with the result that the thickening at the weld seam mainly on the upper surface, d. H. in the case of a pipe on the outer surface thereof, as shown at 71 in FIG. 8. When the face of one slot edge to the end face of the other support edge or the end faces both slot edges inclined or beveled reversely to one another according to FIG. 9 are, d. H. so that they come into contact with their lower edges, so is the current more concentrated towards the lower edges, as indicated by the cross-hatching 72 in Fig. 9 is indicated, so that the main thickening on the underside or in the Case of a tube occurs on the inside at 73 according to FIG. Of the The angle of inclination of the bevels according to FIGS. 7 and 9 is somewhat for the sake of clarity exaggerated. Usually the bevel is not that great. Although the edges coming into contact to form the thickening of the weld seam or the Upsetting of the metal at the desired point are heated more strongly while the end faces of the slot edges are at welding temperature over their entire height heated. In all of the welded versions explained, the weld edges pressed together at least from the welding point using such a pressure, that the mutually inclined end faces are in contact over their entire height come.

Das erläuterte Zusammenschweißen von Metallstreifen aus verschiedenem Material ermöglicht die Bildung von zusammengesetzten Streifen, die für mancherlei Anwendungszwecke besonders geeignet sind. Zum Beispiel können in der in Fig. 4 dargestellten Weise Bandsägenblätter mit großem Vorteil hergestellt «-erden. Nach dieser Figur ist ein z. B. aus Schnellstahl bestehender Streifen mit einem Streifen aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl entlang der gestrichelt dargestellten Linie 60 zusammengeschweißt worden. Der Streifen aus Schnellstahl hatte dabei ursprünglich die mit strichpunktierten Linien angedeutete Größe 61, d. h. eine Größe, die eine bequeme Handhabung des Streifens in der Schweißvorrichtung ermöglicht. Nach dem Schweißen ist dann der Streifen entlang der gestrichelten Linie 62 weggeschnitten worden, wobei die Schnittlinie 62 an der Stelle liegt, an der sich später die Spitzen der Zähne 63 befinden. Der weggeschnittene Teil des Streifens aus Schnellstahl kann zum Zusammenschweißen mit einem weiteren Streifen aus kohlenstoffhaltigem Stahl weiterverwendet werden. Wenn dann in den Streifenbereich 60, 62 aus Schnellstahl Zähne 63, wie dargestellt, eingeschnitten werden, die bis in den kohlenstoffhaltigen Stahl reichen, so besitzt jeder Zahn 63 eine Spitze 64 aus Schnellstahl, während das Sägeblatt selbst aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl besteht. Auf diese Weise kann also ein Sägeblatt hergestellt werden, bei dem die Spitzen der Zähne wunschgemäß aus hartem Stahl bestehen, während der untere Teil der Zähne und der die Zähne tragende Teil des Blattes, wie es ebenfalls erwünscht ist, aus zähem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt gebildet sind. Da weiterhin die beschriebene Schweißung mit Hochfrequenz-Widerstandserhitzung frei von kristallinischen Störungen des Metalls ist, ist jede harte Spitze eines Zahnes fest und zuverlässig mit dem anderen Metall durch eine Schweißung hoher Güte verbunden. Dabei kann durch jeweils weiteres Zusammenschweißen des von dem Schnellstahlstreifen weggeschnittenen Teiles mit einem aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt bestehenden Streifen eine wirtschaftliche Verwendung des teuren Schnellstahles erreicht werden. In Abänderung dieses Verfahrens kann auch an jede Seite eines schmalen Streifens aus Schnellstahl ein Streifen aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl angeschweißt und dann der Schnellstahlstreifen entlang der Mittellinie aufgeschnitten werden. Auch auf diese Weise können Verbundstreifen zur Herstellung von Sägeblättern oder für andere Zwecke einfach und wirtschaftlich hergestellt werden.The explained welding together of metal strips from various Material allows the formation of composite strips that can be used for various things Applications are particularly suitable. For example, in the one shown in FIG Wise band saw blades made with great advantage. According to this figure is a z. B. made of high-speed steel strip with a strip of high carbon Steel has been welded together along the dashed line 60. The strip made of high-speed steel originally had the dash-dotted line Lines indicated size 61, i.e. H. a size that allows comfortable handling of the strip allows in the welding device. After welding, the strip is along the dashed line 62 has been cut away, the cutting line 62 at the Place where the tips of the teeth 63 will later be located. The cut away Part of the high-speed steel strip can be welded to another Carbon steel strips can be reused. If then in the Strip area 60, 62 made of high-speed steel teeth 63, as shown, cut that reach into the carbon-containing steel, every tooth has it 63 a tip 64 made of high-speed steel, while the saw blade itself is made of high-carbon Steel is made. In this way, a saw blade can be produced in which the tips of the teeth are made of hard steel, as desired, while the lower Part of the teeth and the part of the blade bearing the teeth, as also desired are formed from tough, high carbon steel. Since the described welding with high frequency resistance heating free of crystalline Faults of the metal, every hard tip of a tooth is solid and reliable connected to the other metal by a high quality weld. It can go through each further welding together of the cut away from the high-speed steel strip Part with a strip made of high carbon steel economical use of the expensive high-speed steel can be achieved. In modification this process can also be carried out on each side of a narrow strip of high-speed steel a strip of high-carbon steel welded on and then the high-speed steel strip cut open along the center line. Composite strips can also be used in this way for the production of saw blades or for other purposes simply and economically getting produced.

Trotz der unterschiedlichen Art, in der bei Anwendung der Vorerhitzung die Hochfrequenzheizung in der Vorwärmezone und in der anschließenden Zone der endgültigen Erhitzung angewendet wird (induktive und konduktive Anwendung), und trotz der verschiedenen Ergebnisse, d. h. in der Vorwärmzone in die Tiefe gehende Erwärmung und in der Zone der endgültigen Erhitzung die Erwärmung nur eines dünnen Filmes der Stirnflächen der Schlitzränder auf Schweißtemperatur, ergänzen sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die beiden Erwärmungsarten -mit einem derartig guten Wirkungsgrad, daß, allgemein ausgedrückt, nur durch zusätzliche Anordnung eines Vorwärmgenerators und einer Vorwärmspule eine dreifache Steigerung der Schweißgeschwindigkeit mit einem Kostenaufwand erreicht wird, der im allgemeinen weniger als die Hälfte des Kostenaufwandes für die Vorrichtung zur Erhitzung in der endgültigen Erhitzungszone beträgt. Außerdem ergibt sich bei der Durchführung des Verfahrens der weitere Vorteil, daß insofern ein verbesserter Stabilisierungseffekt erreicht wird, als die Erhitzung auf Schweißtemperatur gleichmäßiger ausfällt und die Lage des Schweißpunktes w besser nahezu konstant gehalten werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß jegliche prozentuale Änderung der endgültigen Erhitzung eher eine prozentuale Temperaturänderung in der Endzone herbeiführt als eine größere totale Temperaturänderung in den beiden Zonen. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die Temperaturen für die jeweilige Erwärmung in den beiden Zonen je nach den Abmessungen und dem -Charakter des zu schweißenden Metalls Änderungen erfahren können. Es ist weiterhin zu bemerken, daß eine Induktionsspule der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art eine sehr gleichmäßige Erwärmung ergibt, die verhältnismäßig unabhängig ist von etwaigen Änderungen, die sich aus Unterschieden in der Kopplung zwischen der Spule und der zu erhitzenden Ränder ergeben. Das heißt, wenn einer der Schlitzränder beispielsweise etwas aus seiner vorgeschriebenen Vorschubbahn nach oben abweicht, wodurch er in eine engere Kopplung mit den oberen Teilen der Spule kommt, so wird dies durch den Umstand ausgeglichen, daß der Schlitzrand mit den unteren Teilen der Spule loser gekoppelt wird. Demgemäß kann die Induktionsheizspule mit gutem Wirkungsgrad zur gleichmäßigen Steigerung der Temperatur der Schlitzränder auf die endgültige Schweißtemperatur zu verwendet werden, ohne daß die Gefahr ungleichmäßiger Erwärmung besteht. Auch wird dadurch, daß zwei ganz verschiedene Arten der Erwärmung in den beiden Zonen angewendet werden, die Wirkung etwaiger Unregelmäßigkeiten in der Erwärmung einer der Zonen auf das Mindestmaß zurückgeführt.Despite the different ways in which preheating is used the high frequency heating in the preheating zone and in the subsequent zone of the final Heating is applied (inductive and conductive application), and despite the different Results, d. H. deep warming in the preheating zone and in the zone the final heating means that only a thin film of the end faces is heated the slot edges to welding temperature, complement each other in the case of the invention Process the two types of heating -with such a good efficiency that, in general, only by the additional arrangement of a preheating generator and a preheating coil a three-fold increase in welding speed with a Cost is achieved, which is generally less than half the cost for the heating device in the final heating zone. aside from that when carrying out the method there is the further advantage that in this respect an improved stabilizing effect is achieved than heating to welding temperature is more uniform and the position of the welding point w better almost constant can be held. This is due to the fact that any percentage change the final heating, rather a percentage change in temperature in the end zone causes a greater total temperature change in the two zones. In this It should be noted that the temperatures for the respective heating in the two zones depending on the dimensions and character of the one to be welded Metal Can experience changes. It should also be noted that an induction coil the type shown in Fig. 1 and 2 results in a very uniform heating, the is relatively independent of any changes resulting from differences result in the coupling between the coil and the edges to be heated. This means, if, for example, one of the slot edges is slightly out of its prescribed feed path deviates upwards, bringing it into a closer coupling with the upper parts of the Coil comes, this is compensated for by the fact that the slot edge with loosely coupled to the lower parts of the coil. Accordingly, the induction heating coil with good efficiency for an even increase in the temperature of the slot edges to be used at the final welding temperature without the risk of irregularities There is warming. It also creates two completely different types of heating to be applied in the two zones, the effect of any irregularities in the warming of one of the zones is reduced to the minimum.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for welding metal parts together, in the case of the welded edges of the metal parts, which are initially kept at a distance from one another high-frequency current is supplied to them to be heated to welding temperature and then the welding edges are pressed together, characterized in that the location of the when welding together at the weld seam upset of the metal or the position of the thickening on the weld seam is influenced in that at least the end face of one welding edge opposite the end face of the opposite Welding edge is beveled in such a way that an upper or lower part of this end face with the end face of the opposite welding edge encloses a narrower slot than the rest of the face, which results in greater concentration of the Heating current in this part of the face and stronger heating of this part the upsetting of the metal occurs in this part of the weld.

2. Procedure according to claim 1, wherein the metal parts during the heating of their welding edges are moved forward to form a gap between them, thereby characterized in that the welding edges at least when reaching a certain Weld point are pressed together using such a pressure that their mutually inclined end faces come into contact over their entire height.

3. The method according to claim 1 or 2 for welding two metal strips together, One of which is made of high-speed steel and the other is made of high-carbon steel consists, characterized in that the high-speed steel strip after being welded together with the carbon steel at some distance from the weld under extraction a reusable strip made of high-speed steel separated from the composite strip is cut and saw teeth in the remaining part of the composite strip that at least their tips are on the high-speed steel side of the weld, while the base parts of the teeth are on the other side of the Weld seam.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the edges of the metal parts in front of the feeds for the high-frequency current lying areas due to the use of induction heating current are significantly lower Frequency are preheated in such a way that there is a small lateral distance of the weld seam form heat storage areas through which the subsequently heat generated by the higher frequency current is prevented.

5. The method according to any one of the preceding claims for welding together metal parts made of two different metals which require different optimal welding temperatures, in which the high-frequency current is fed to the two metal parts through contact members arranged in front of the welding point, characterized in that one of the contact members has a shorter distance of has the welding point than the other contact member, so that the welding edges of the metal parts are heated for different times. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1011098.