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高頻焊接的基本原理

日期:2021-08-17

什么是高頻焊接?

高頻焊接是利用高頻電流產(chǎn)生的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)將鋼板與其他金屬材料連接起來(lái)的一種新型焊接工藝。高頻焊接技術(shù)的出現(xiàn)和成熟是ERW鋼管生產(chǎn)的關(guān)鍵工序。高頻焊接的質(zhì)量直接影響焊管產(chǎn)品的整體強(qiáng)度、質(zhì)量水平和生產(chǎn)速度。

高頻焊接的基本原理

高頻焊接的基本原理:

所謂高頻是指50Hz的交流電的頻率,一般是指50KHz到400KHz的高頻電流。當(dāng)高頻電流通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí),會(huì)產(chǎn)生兩種奇特的效應(yīng):趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)。高頻焊接就是利用這兩種效應(yīng)來(lái)焊接鋼管。那么,這兩種效果是什么?

趨膚效應(yīng)是指當(dāng)一定頻率的交流電通過(guò)同一導(dǎo)體時(shí),電流密度在導(dǎo)體的所有截面上分布不均勻。它將主要集中在導(dǎo)體表面,即導(dǎo)體表面的電流密度高。導(dǎo)體內(nèi)部的密度很小,所以我們形象地稱(chēng)之為:“趨膚效應(yīng)”。趨膚效應(yīng)通常通過(guò)電流的穿透深度來(lái)衡量。穿透深度越小,趨膚效應(yīng)越顯著。該穿透深度與導(dǎo)體電阻率的平方根成正比,與頻率和磁導(dǎo)率的平方根成反比。通俗地說(shuō),頻率越高,越多的電流集中在鋼板表面;頻率越低,表面電流越分散。必須注意的是,雖然鋼是導(dǎo)體,但其磁導(dǎo)率會(huì)隨著溫度的升高而降低。也就是說(shuō),當(dāng)鋼板溫度升高時(shí),導(dǎo)磁率會(huì)降低,趨膚效應(yīng)會(huì)降低。

鄰近效應(yīng)是指當(dāng)高頻電流在兩個(gè)相鄰導(dǎo)體之間以相反方向流動(dòng)時(shí),電流會(huì)集中流向兩個(gè)導(dǎo)體的邊緣。即使兩個(gè)導(dǎo)體有另一個(gè)較短的邊,電流也不會(huì)跟隨。較短的路線流,我們稱(chēng)這種效應(yīng)為:“鄰近效應(yīng)”。

鄰近效應(yīng)本質(zhì)上是感抗的作用,它在高頻電流中起主導(dǎo)作用。鄰近效應(yīng)隨著頻率的增加和相鄰導(dǎo)體之間的距離變得更近而增加。如果在相鄰導(dǎo)體周?chē)黾哟判?,高頻電流將更集中在工件表面。

這兩種效應(yīng)是實(shí)現(xiàn)高頻金屬焊接的基礎(chǔ)。高頻焊接利用趨膚效應(yīng)將高頻電流的能量集中在工件表面;并利用鄰近效應(yīng)來(lái)控制高頻電流流動(dòng)路徑的位置和范圍。電流的速度非???。它可以在短時(shí)間內(nèi)加熱熔化相鄰鋼板的邊緣,并通過(guò)擠壓實(shí)現(xiàn)對(duì)接。

提示:如果ERW(電阻焊)管中的ASTM A53 B 級(jí),焊縫應(yīng)在最低 1000°F [540°C] 下進(jìn)行熱處理。以這種方式保留未回火的馬氏體。
如果 ASTM A53 B 冷脹管,那么膨脹不應(yīng)超過(guò)所需外徑的 1.5%。

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