Induktionsschweißen von Metallen, das Funktionsprinzip der Technologie und die Grundprinzipien für die Arbeit

Induktionsschweißen von Metallen Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Metall, bei dem das Werkstück durch elektromagnetische Induktion erhitzt und dadurch komprimiert wird. Für diesen Prozess werden Hochfrequenzströme im Bereich von einigen zehn Hz bis zu einigen hundert kHz verwendet, die sich am besten in Metall einleiten lassen. In der Praxis wird diese Art von Strom, der von Maschinen oder Vakuumröhrengeneratoren geliefert wird, immer verwendet. Diese Art des Schweißens dauert nur wenige Sekunden, da der Erwärmungsprozess unabhängig von der Materialdicke oder der Wärmeleitfähigkeit ist. Der Energieverbrauch ist geringer, da die Wärme an den zu verbindenden Oberflächen erzeugt wird.

Diese Art des Schweißens wird häufig bei der Herstellung von Stahlrohren verwendet. Da Stahlrohre einen hohen induktiven Widerstand aufweisen, breitet sich der Hochfrequenzstrom nicht über den Umfang aus und die Rohre werden gecrimpt und geschweißt. Induktionsschweißen von Metallen, nämlich Rohre, erfolgt durch Einlegen der Teile in den Induktor.

Beim Durchlaufen des Induktors werden an der Schweißnaht Wirbelströme induziert, die entgegen der Stromrichtung im Induktor fließen. Auf ihrem Weg treffen die Ströme auf den Schweißspalt und werden dorthin geleitet. Der Strom konzentriert sich vor allem auf die zu schweißenden Oberflächen und erhitzt das Metall schnell auf die erforderliche Schweißtemperatur.

Geräte für diese Art des Schweißens haben vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Ihr Funktionsprinzip basiert jedoch darauf, das Metall durch Strom zu erhitzen und an der gewünschten Stelle schnell und zuverlässig zu schweißen oder zu löten. Termomaccin-Induktionsgeräte sind in der Rohrproduktion beliebt. Sie eignen sich zum Glühen und Schweißen von gerippten, glatten Kohlenstoff- und Edelstahlrohren sowie zum Warmumformen, Glühen von Kühlrohren und zum Glühen hydrogeformter Rohrenden.

Induktionsschweißen von Metallen beinhaltet das grundlegende Betriebsschema:

• die Kanten der Schweißnähte müssen auf Hochglanz gereinigt werden, Zunder ist jedoch zulässig;
• Um den Heizeffekt zu verstärken, wird in den rohrförmigen Rohling ein Ferrit-Magnetkern eingebracht;
• Um das Metall stark zu erhitzen, wird ein Strom zugeführt, der möglicherweise bis zu mehreren hundert kHz reicht.

Die Dicke geschweißter Rohre reicht von 0,5 bis 15 mm für kohlenstoffreichen und kohlenstoffarmen Stahl. Es wird auch für rostfreie und säurebeständige Legierungen, Kupferrohre, Bronze-, Messing- und Aluminiumlegierungskomponenten verwendet. Es ist zu beachten, dass mit zunehmendem Rohrdurchmesser die Effizienz externer Induktoren deutlich abnimmt. Der Einsatz interner Induktoren reduziert die Verluste im Rohrrohling. Induktionsschweißen ist ein hervorragender Ersatz für Lichtbogen- und Widerstandsschweißen in der industriellen Produktion. Es wird im Maschinenbau, im Bauwesen, in der Ölförderung und in der Gasindustrie eingesetzt.

Vorteile Induktionsschweißen von Metallen:

• die Geschwindigkeit der Metallerhitzung dauert mehrere Sekunden;
• erhöhte Lebensdauer des Induktors;
• die Schweißnaht ist sauber, es sind keine Kratzer vorhanden;
• hochautomatisiertes Schweißverfahren.

Die Nachteile sind folgende:

• Es ist schwierig, einen gleichmäßigen Abstand zwischen dem Induktor und der Oberfläche des Teils aufrechtzuerhalten.
• Schwierigkeiten bei der Konzentration der Erwärmung in der Schweißzone selbst;
• hoher Stromverbrauch an elektrischer Energie.