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高频焊接的基本原理

日期:2021-08-17

什么是高频焊接?

高频焊接是利用高频电流产生的趋肤效应和邻近效应将钢板与其他金属材料连接起来的一种新型焊接工艺。高频焊接技术的出现和成熟是ERW钢管生产的关键工序。高频焊接的质量直接影响焊管产品的整体强度、质量水平和生产速度。

高频焊接的基本原理

高频焊接的基本原理:

所谓高频是指50Hz的交流电的频率,一般是指50KHz到400KHz的高频电流。当高频电流通过金属导体时,会产生两种奇特的效应:趋肤效应和邻近效应。高频焊接就是利用这两种效应来焊接钢管。那么,这两种效果是什么?

趋肤效应是指当一定频率的交流电通过同一导体时,电流密度在导体的所有截面上分布不均匀。它将主要集中在导体表面,即导体表面的电流密度高。导体内部的密度很小,所以我们形象地称之为:“趋肤效应”。趋肤效应通常通过电流的穿透深度来衡量。穿透深度越小,趋肤效应越显着。该穿透深度与导体电阻率的平方根成正比,与频率和磁导率的平方根成反比。通俗地说,频率越高,越多的电流集中在钢板表面;频率越低,表面电流越分散。必须注意的是,虽然钢是导体,但其磁导率会随着温度的升高而降低。也就是说,当钢板温度升高时,导磁率会降低,趋肤效应会降低。

邻近效应是指当高频电流在两个相邻导体之间以相反方向流动时,电流会集中流向两个导体的边缘。即使两个导体有另一个较短的边,电流也不会跟随。较短的路线流,我们称这种效应为:“邻近效应”。

邻近效应本质上是感抗的作用,它在高频电流中起主导作用。邻近效应随着频率的增加和相邻导体之间的距离变得更近而增加。如果在相邻导体周围增加磁芯,高频电流将更集中在工件表面。

这两种效应是实现高频金属焊接的基础。高频焊接利用趋肤效应将高频电流的能量集中在工件表面;并利用邻近效应来控制高频电流流动路径的位置和范围。电流的速度非常快。它可以在短时间内加热熔化相邻钢板的边缘,并通过挤压实现对接。

提示:如果ERW(电阻焊)管中的ASTM A53 B 级,焊缝应在最低 1000°F [540°C] 下进行热处理。以这种方式保留未回火的马氏体。
如果 ASTM A53 B 冷胀管,那么膨胀不应超过所需外径的 1.5%。

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