PAGE PAGE 1 高頻焊接技術(shù)簡介 高頻焊接技術(shù)簡介 高頻焊接起源于上世紀(jì)五十年月，它是利用高頻電流所產(chǎn)生的集膚效應(yīng)和相鄰效應(yīng)，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(shù)的消滅和成熟，直接推動了直縫焊管產(chǎn)業(yè)的巨大進展，它是直縫焊管（ERW）生產(chǎn)的關(guān)鍵工序。高頻焊接質(zhì)量的好壞，直接影響到焊管產(chǎn)品的全體強度，質(zhì)量等級和生產(chǎn)速度。 作為焊管生產(chǎn)制造者，必需深刻了解高頻焊接的基本原理；了解高頻焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理；了解高頻焊接質(zhì)量把握的要點。 1 高頻焊接的基本原理 所謂高頻，是相對于50Hz的溝通電流頻率而言的，一般是指50KHz～400KHz的高頻電流。高頻電流通過金屬導(dǎo)體時，會產(chǎn)生兩種奇怪的效應(yīng)：集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，高頻焊接就是利用這兩種效應(yīng)來進行金屬管的焊接。那么，這兩個效應(yīng)是怎樣回事呢？ 集膚效應(yīng)：是指以肯定頻率的溝通電流通過同一個導(dǎo)體時，電流的密度不是均勻地分布于導(dǎo)體的全部截面的，它會次要向?qū)w的表面集中，即電流在導(dǎo)體表面的密度大，在導(dǎo)體內(nèi)部的密度小，所以我們籠統(tǒng)地稱之為：“集膚效應(yīng)”。集膚效應(yīng)通常用電流的穿透深度來度量，穿透深度值越小，集膚效應(yīng)越顯著。這穿透深度與導(dǎo)體的電阻率的平方根成反比，與頻率和磁導(dǎo)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。必需留意：鋼鐵雖然是導(dǎo)體，但它的磁導(dǎo)率會隨著溫度上升而下降，就是說，當(dāng)鋼板溫度上升的時候，磁導(dǎo)率會下降，集膚效應(yīng)會減小。 鄰近效應(yīng)：是指高頻電流在兩個相鄰的導(dǎo)體中反向流淌時，電流會向兩個導(dǎo)體相近的邊緣集中流淌，即便兩個導(dǎo)體另外有一條較短的邊，電流也并不沿著較短的路線流淌，我們把這種效應(yīng)稱為：“鄰近效應(yīng)”。 鄰近效應(yīng)本質(zhì)上是由于感抗的作用，感抗在高頻電流中起主導(dǎo)的作用。鄰近效應(yīng)隨著頻率增高和相鄰導(dǎo)體的間距變近而增高，假如在鄰近導(dǎo)體四周再加上一個磁心，那么高頻電流將更集中于工件的表層。 這兩種效應(yīng)是實現(xiàn)金屬高頻焊接的基礎(chǔ)。高頻焊接就是利用了集膚效應(yīng)使高頻電流的能量集中在工件的表面；而利用了鄰近效應(yīng)來把握高頻電流流淌路線的位置和范圍。電流的速度是很快的，它可以在很短的時間內(nèi)將相鄰的鋼板邊部加熱，熔融，并通過擠壓實現(xiàn)對接。 2 高頻焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理 了解了高頻焊接原理，還得要有必要的技術(shù)手段來實現(xiàn)它。高頻焊接設(shè)備就是用于實現(xiàn)高頻焊接的電氣—機械系統(tǒng)，高頻焊接設(shè)備是由高頻焊接機和焊管成型機組成的。其中高頻焊接機一般由高頻發(fā)生器和饋電安裝二個部分組成，它的作用是產(chǎn)生高頻電流并把握它；成型機由擠壓輥架組成，它的作用是將被高頻電流熔融的部分加以擠壓，排解鋼板表面的氧化層和雜質(zhì)，使鋼板完全熔合成一體。 高頻發(fā)生器過去的焊管機組上使用高頻發(fā)生器是三回路的：高頻發(fā)電機組；固體變頻器；電子高頻振蕩器，后來基本上都改進為單回路的了。調(diào)整高頻振蕩器輸出功率的方法有多種，如自耦變壓器，電抗法，晶閘管法等。 饋電安裝這是為了向管子傳送高頻電流用的，包括電極觸頭，感應(yīng)圈和阻抗器。接觸焊中一般接受耐磨的銅鎢合金的電極觸頭，感應(yīng)焊中接受的是紫銅制的感應(yīng)圈。阻抗器的次要元件是磁心，它的作用是添加管子表面的感抗，以削減無效電流，提高焊接速度。阻抗器的磁心接受鐵氧體，要求它的居里點溫度不低于310°，居里點溫度是磁心的重要目標(biāo)，居里點溫度越高，就能靠得離焊縫越近，靠得越近，焊接效率也越高。 近年來，世界上一些大公司開頭接受了固態(tài)模塊式結(jié)構(gòu)，大大提高了焊接牢靠性，保證了焊接質(zhì)量。如EFD公司設(shè)計的WELDAC G2 800高頻焊機由以下部分組成：整流及把握單元（CRU），逆變器，婚配及補償單元（IMC），CRU與IMC間的直流電纜，IMC到線圈或接觸組件。 機器的兩個次要部分是CRU及IMC。CRU包括一個帶有主隔絕開關(guān)及一個全橋二極管整流器的整流部分（它把溝通電轉(zhuǎn)換為直流電），一個帶有把握安裝及外部把握設(shè)備界面的把握器。IMC包括逆變器模塊，一個婚配變壓器以及一個用于為感應(yīng)線圈供應(yīng)必需的無功功率的電容組。 主供電電壓（3相480V），通過主隔絕開關(guān)被送到主整流器中。在主整流器中，主電壓被轉(zhuǎn)換為640V的直流電并且通過母線與主直流線纜相連接。直流電通過由數(shù)個并聯(lián)電纜組成的直流電輸送線被送到IMC。DC線纜在IMC 單元母線上終止。逆變部分的逆變器模塊通過高速直流保險同DC母線以并聯(lián)方式連接在一起。DC電容也與DC母線連接在一起。 每個逆變器模塊構(gòu)成一個全橋IGBT三極管逆變器。三極管的驅(qū)動電路則在逆變器模塊內(nèi)的一個印刷電路板上。直流電由逆變器變?yōu)楦哳l溝通電。依據(jù)具

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