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                                                高頻焊接的基本原理

                                                高頻焊接起源于上世紀五十年代,它是利用高頻電流所產生的集膚效應和相鄰效應,將鋼板和其它金屬材料對接起來的新型焊接工藝。高頻焊接技術的出現和成熟,直接推動了直縫焊管產業的巨大發展,它是直縫焊管(ERW)生產的關鍵工序。高頻焊接質量的好壞,直接影響到焊管產品的整體強度,質量等級和生產速度。

                                                作為焊管生產制造者,必須深刻了解高頻焊接的基本原理

                                                所謂高頻,是相對于50Hz的交流電流頻率而言的,一般是指50KHz~400KHz的高頻電流。高頻電流通過金屬導體時,會產生兩種奇特的效應:集膚效應和鄰近效應,高頻焊接就是利用這兩種效應來進行鋼管的焊接的。那么,這兩個效應是怎么回事呢?

                                                集膚效應  是指以一定頻率的交流電流通過同一個導體時,電流的密度不是均勻地分布于導體的所有截面的,它會主要向導體的表面集中,即電流在導體表面的密度大,在導體內部的密度小,所以我們形象地稱之為:“集膚效應”。集膚效應通常用電流的穿透深度來度量,穿透深度值越小,集膚效應越顯著。這穿透深度與導體的電阻率的平方根成正比,與頻率和磁導率的平方根成反比。通俗地說,頻率越高,電流就越集中在鋼板的表面;頻率越低,表面電流就越分散。必須注意:鋼鐵雖然是導體,但它的磁導率會隨著溫度升高而下降,就是說,當鋼板溫度升高的時候,磁導率會下降,集膚效應會減小。

                                                鄰近效應  是指高頻電流在兩個相鄰的導體中反向流動時,電流會向兩個導體相近的邊緣集中流動,即使兩個導體另外有一條較短的邊,電流也并不沿著較短的路線流動,我們把這種效應稱為:“鄰近效應”。鄰近效應本質上是由于感抗的作用,感抗在高頻電流中起主導的作用。鄰近效應隨著頻率增高和相鄰導體的間距變近而增高,如果在鄰近導體周圍再加上一個磁心,那么高頻電流將更集中于工件的表層。

                                                這兩種效應是實現金屬高頻焊接的基礎。高頻焊接就是利用了集膚效應使高頻電流的能量集中在工件的表面;而利用了鄰近效應來控制高頻電流流動路線的位置和范圍。電流的速度是很快的,它可以在很短的時間內將相鄰的鋼板邊部加熱,熔融,并通過擠壓實現對接。

                                                 
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