高頻焊

高頻焊

高頻焊是以固體電阻熱為能源,是一種固相電阻焊方法。是專業化較強的焊接方法,要根據產品配備專用設備。主要用於製造管子時縱縫或螺鏇縫的焊接。

簡介

高頻焊(high-frequencywelding)是以固體電阻熱為能源。焊接時利用高頻電流在工件內產生的電阻熱使工件焊接區表層加熱到熔化或接近的塑性狀態,隨即施加(或不施加)頂鍛力而實現金屬的結合。因此它是一種固相電阻焊方法。高頻焊根據高頻電流在工件中產生熱的方式可分為接觸高頻焊和感應高頻焊。接觸高頻焊時,高頻電流通過與工件機械接觸而傳入工件。感應高頻焊時,高頻電流通過工件外部感應圈的耦合作用而在工件內產生感應電流。高頻焊是專業化較強的焊接方法,要根據產品配備專用設備。生產率高,焊接速度可達30m/min。主要用於製造管子時縱縫或螺鏇縫的焊接。

方法

高頻焊的基礎在於它套用了高頻電流的兩大效應:集膚效應和鄰近效應。
集膚效應——當導體通以交流電流時,導體斷面上出現的電流分布不均勻,電流密度由導體中心向表面逐漸增加,大部分電流僅沿導體表層流動的一種物理現象。導體的電阻率越低、磁導率越大、電流的頻率越高,其集膚效應越顯著。
鄰近效應——當高頻電流在兩導體中彼此反向流動或在一個往復導體中流動時,電流會集中於導體鄰近側流動的一種特殊的物理現象。

原理

高頻焊原理——藉助高頻電流的集膚效應可以使高頻電能量集中於焊件的表層,而利用鄰近效應,又可控制高頻電流流動路線的位置和範圍。當要求高頻電流集中於焊件的某一部位時,只要將導體與焊件構成電流迴路並使導體靠近焊件上的這一部位,使它們相互之間構成鄰近導體,就能實現這個要求。高頻焊就是根據焊件結構的具體形式和特殊要求,主要運用集膚效應和鄰近效應,使焊件待焊處的表層金屬得以快速加熱而實現焊接。
高頻焊通常使用的電流頻率範圍為300~450kHz,有時也使用低至10kHz的頻率。

特點

高頻焊具有下列特點:
1、由於電流高度集中於焊接區,加熱速度極快,因而焊接速度可高達150~200m/min。
2、因焊接速度快,焊件自冷作用強,故不僅熱影響區小,而且還不易發生氧化,因此焊縫的組織和性能十分優良。
3、焊前焊件表面可以不進行清理工作,因而提高了效率。
4、能焊的金屬種類廣,產品的形狀規格多。

分類

高頻焊分高頻電阻焊和高頻感應焊兩種。①高頻電阻焊:用滾輪或接觸子作為電極將高頻電流導入工件,適用於管子的連續縱縫對焊和螺鏇搭接縫焊、鍋爐鰭片管和換熱器螺鏇翅片的焊接,可焊管子外徑為1200毫米,壁厚為16毫米,工字鋼的腹極厚度可焊9.5毫米,生產率很高。②高頻感應焊:用感應線圈加熱工件,可焊接外徑為9毫米的小直徑管和壁厚為1毫米的薄壁管。常用於中小直徑鋼管和黃銅管的縱縫焊接,也可用於環縫焊接,但功率損耗比高頻電阻焊大。影響高頻焊接質量的主要參數是高頻電源的頻率、功率、工件成形角度、擠壓力、電極(或感應圈)與擠壓輥之間的距離和焊接速度。主要設備有高頻電源、工件成形設備和擠壓機械裝置。高頻焊質量穩定,生產率高,成本較低。適用於高效率自動生產線,是生產有縫管的先進方法。

電源要求

針對焊接工藝的技術難度,對高頻電源有以下要求:
1、使用較高的頻率,使得焊縫熱影響區窄和管內壁電流減小。
2、要求焊縫的功率密度大,焊速越快,焊縫質量越好。
3、電子管陽極直流電壓要求穩定平滑,其脈動係數要求達到1%左右。

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