高頻焊接是一種新型的焊接技術(shù),利用高頻電流產(chǎn)生的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)對接鋼板等金屬材料。高頻焊接技術(shù)是直縫焊管生產(chǎn)中的關(guān)鍵工藝。高頻焊接的質(zhì)量直接影響焊管產(chǎn)品的整體強度、質(zhì)量等級和生產(chǎn)速度。
所謂高頻是指50Hz的交流電流頻率,一般是指50 kHz到400 kHz的高頻電流。高頻電流通過金屬導(dǎo)體時,會產(chǎn)生兩種奇特的效應(yīng):集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng),這兩種效應(yīng)是高頻焊接用來焊接鋼管的。那么,這兩個影響是什么呢?
趨膚效應(yīng)是指一定頻率的交流電通過同一導(dǎo)體時,電流密度并不是均勻分布在導(dǎo)體的所有截面上,而是主要集中在導(dǎo)體表面,即導(dǎo)體表面的電流密度高,而導(dǎo)體內(nèi)部的密度低,所以我們形象地稱之為“趨膚效應(yīng)”。趨膚效應(yīng)通常用電流的穿透深度來衡量。穿透深度越小,趨膚效應(yīng)越顯著。這個穿透深度與導(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。一般來說,頻率越高,電流越集中在鋼板表面。頻率越低,表面電流越分散。注:鋼雖然是導(dǎo)體,但其磁導(dǎo)率會隨著溫度的升高而降低,也就是說,當鋼板溫度升高時,磁導(dǎo)率會降低,趨膚效應(yīng)會降低。
鄰近效應(yīng)是指當高頻電流在兩個相鄰導(dǎo)體中反向流動時,電流將集中在兩個導(dǎo)體的相鄰邊緣。即使兩條導(dǎo)線有較短的邊,電流也不會沿著較短的路線流動。我們稱這種效應(yīng)為“鄰近效應(yīng)”。
與普通電焊相比,高頻電焊的優(yōu)缺點很明顯:高頻電焊的主要優(yōu)點是調(diào)諧簡單,使用方便。雖然頻率高(超聲波頻率后來才發(fā)展起來),但應(yīng)用范圍還是很廣的(不注重加熱效率)。其主要缺點是電效率低,約為50%。工作電壓過高,安全性差;單機功率低等。普通焊接則相反。
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