Induktionsschweissen

Nutzung der Hochfrequenzgeneratoren für das Induktionsschweißen

Der Haupteinsatzzweck ist die Herstellung geschweißter Rohre und Profile. Zur Herstellung geschlossener Profile werden Walzanlagen verwendet. Das Eingangsmaterial ist ein auf einem sog. Coil aufgewundenes Stahlband mit der Breite die dem Umfang des späteren Profils entspricht. Im ersten Teil der Anlage (Profiliermaschine) wird das Band zu einem Rohr geformt und daraufhin in einer sogenannten Hochfrequenz- Schweißmaschine verschweißt. Das geschweisste Rohr kommt in den zweiten Teil der Anlage (Kalibrierung), wo durch weitere Formgebung das endgültige Profil entsteht.

Beim Induktionsschweißen durchläuft das Rohr mit der ungeschweißten Naht eine wassergekühlte Spule mit in der Regel einer bis drei Windungen (sog. Induktor), welche an einen relativ großen Strom ( 0,5 – 10 kA) bei hoher Freqzenz (200- 400kHz) an einen Hochfrequenzgenerator angeschlossen wird. Das lokale Schmelzen der Kanten und anschließende Verschweißen erfolgt damit durch das induktive Erhitzen.

Der größte Nachteil von Röhrenschweißanlagen ist zweifellos deren niedriger Wirkungsgrad. Während in der Praxis die Ausgangsleistung 200kW beträgt, muss die Eingangsleistung 400kW betragen. Die verbliebenen (ungenutzten) 200kW werden an das Kühlwasser abgegeben, welches zusätzlich gekühlt werden muss.

Vorteile von Volltransistor- Hochfrequenzgeneratoren für das Induktionsschweißen

Hoher Wirkungsgrad – 90%
theoretisch unendliche Lebensdauer, da der Transistor nicht „altert“
deutlich bessere Qualität der Schweißnaht
Sehr glatte Schweißnaht
Bedarf von der Hälfte oder sogar einem Drittel der Stellfläche
geringer Verbrauch an Kühlmittel
sofortiger Einsatz unter Volllast
bis zu 1000 mal günstigere Reparatur bei Ausfällen
Regulierbarkeit von 0 bis 100% der Leistung

Nachteile von Röhrengeneratoren für das Induktionsschweißen

Das Prinzip des hochfrequenten Schweißens mit einem Röhrengenerator hat sich seit den fünfziger Jahren des letzten Jahrhunderts kaum verändert und wird bis heute von einigen ausländischen Firmen verwendet. Die Nachteile des Röhrengenerators werden in den folgenden Punkten zusammengefasst.

Niedrige Wirksamkeit bei der Umwandlung von elektrischer Energie in hochfrequente Arbeitsspannung ( höchster theoretischer Wirkungsgrad liegt bei 62%, im Betrieb liegt dieser jedoch zwischen 45- 50%)
Altern der Röhre- ist physikalisch bedingt und unumgänglich (nach ca. 3 Jahren)
Altern der Röhre selbst während der Lagerung (unentbehrliches und teuer zu ersetzendes Bauteil)
Erfordert Betrieb bei hoher Spannung (12- 30 kV)
Unregelmäßige Schweißnaht – verursacht durch die Benutzung einer Thyristorgleichstromquelle
hohe Anforderungen an die Wasserqualität

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