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高频焊接技术简介.docx

泰然健康网
2024-12-22 02:32

PAGE PAGE 1 高频焊接技术简介高频焊接技术简介高频焊接起源于上世纪五十年月，它是利用高频电流所产生的集肤效应和相邻效应，将钢板和其它金属材料对接起来的新型焊接工艺。高频焊接技术的消灭和成熟，直接推动了直缝焊管产业的巨大进展，它是直缝焊管（ERW）生产的关键工序。高频焊接质量的好坏，直接影响到焊管产品的全体强度，质量等级和生产速度。作为焊管生产制造者，必需深刻了解高频焊接的基本原理；了解高频焊接设备的结构和工作原理；了解高频焊接质量把握的要点。 1 高频焊接的基本原理所谓高频，是相对于50Hz的沟通电流频率而言的，一般是指50KHz～400KHz的高频电流。高频电流通过金属导体时，会产生两种奇怪的效应：集肤效应和邻近效应，高频焊接就是利用这两种效应来进行金属管的焊接。那么，这两个效应是怎样回事呢？集肤效应：是指以肯定频率的沟通电流通过同一个导体时，电流的密度不是均匀地分布于导体的全部截面的，它会次要向导体的表面集中，即电流在导体表面的密度大，在导体内部的密度小，所以我们笼统地称之为：“集肤效应”。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量，穿透深度值越小，集肤效应越显著。这穿透深度与导体的电阻率的平方根成反比，与频率和磁导率的平方根成反比。通俗地说，频率越高，电流就越集中在钢板的表面；频率越低，表面电流就越分散。必需留意：钢铁虽然是导体，但它的磁导率会随着温度上升而下降，就是说，当钢板温度上升的时候，磁导率会下降，集肤效应会减小。邻近效应：是指高频电流在两个相邻的导体中反向流淌时，电流会向两个导体相近的边缘集中流淌，即便两个导体另外有一条较短的边，电流也并不沿着较短的路线流淌，我们把这种效应称为：“邻近效应”。邻近效应本质上是由于感抗的作用，感抗在高频电流中起主导的作用。邻近效应随着频率增高和相邻导体的间距变近而增高，假如在邻近导体四周再加上一个磁心，那么高频电流将更集中于工件的表层。这两种效应是实现金属高频焊接的基础。高频焊接就是利用了集肤效应使高频电流的能量集中在工件的表面；而利用了邻近效应来把握高频电流流淌路线的位置和范围。电流的速度是很快的，它可以在很短的时间内将相邻的钢板边部加热，熔融，并通过挤压实现对接。 2 高频焊接设备的结构和工作原理了解了高频焊接原理，还得要有必要的技术手段来实现它。高频焊接设备就是用于实现高频焊接的电气—机械系统，高频焊接设备是由高频焊接机和焊管成型机组成的。其中高频焊接机一般由高频发生器和馈电安装二个部分组成，它的作用是产生高频电流并把握它；成型机由挤压辊架组成，它的作用是将被高频电流熔融的部分加以挤压，排解钢板表面的氧化层和杂质，使钢板完全熔合成一体。高频发生器过去的焊管机组上使用高频发生器是三回路的：高频发电机组；固体变频器；电子高频振荡器，后来基本上都改进为单回路的了。调整高频振荡器输出功率的方法有多种，如自耦变压器，电抗法，晶闸管法等。馈电安装这是为了向管子传送高频电流用的，包括电极触头，感应圈和阻抗器。接触焊中一般接受耐磨的铜钨合金的电极触头，感应焊中接受的是紫铜制的感应圈。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，以削减无效电流，提高焊接速度。阻抗器的磁心接受铁氧体，要求它的居里点温度不低于310°，居里点温度是磁心的重要目标，居里点温度越高，就能靠得离焊缝越近，靠得越近，焊接效率也越高。近年来，世界上一些大公司开头接受了固态模块式结构，大大提高了焊接牢靠性，保证了焊接质量。如EFD公司设计的WELDAC G2 800高频焊机由以下部分组成：整流及把握单元（CRU），逆变器，婚配及补偿单元（IMC），CRU与IMC间的直流电缆，IMC到线圈或接触组件。机器的两个次要部分是CRU及IMC。CRU包括一个带有主隔绝开关及一个全桥二极管整流器的整流部分（它把沟通电转换为直流电），一个带有把握安装及外部把握设备界面的把握器。IMC包括逆变器模块，一个婚配变压器以及一个用于为感应线圈供应必需的无功功率的电容组。主供电电压（3相480V），通过主隔绝开关被送到主整流器中。在主整流器中，主电压被转换为640V的直流电并且通过母线与主直流线缆相连接。直流电通过由数个并联电缆组成的直流电输送线被送到IMC。DC线缆在IMC 单元母线上终止。逆变部分的逆变器模块通过高速直流保险同DC母线以并联方式连接在一起。DC电容也与DC母线连接在一起。每个逆变器模块构成一个全桥IGBT三极管逆变器。三极管的驱动电路则在逆变器模块内的一个印刷电路板上。直流电由逆变器变为高频沟通电。依据具