【摘 要】高頻焊接的技術(shù)原理就是利用高頻電流所產(chǎn)生的一些列微觀效應(yīng)，從而達(dá)到對(duì)金屬管件表面產(chǎn)生熔融效果，進(jìn)而完成對(duì)接，實(shí)現(xiàn)焊接目標(biāo)。按照其技術(shù)要點(diǎn)分析，在高頻焊接中必須將多種電流參數(shù)綜合考慮，選擇適應(yīng)生產(chǎn)的元件與參數(shù)才能保證焊接的功耗與質(zhì)量達(dá)到最佳。

【關(guān)鍵詞】高頻焊管；生產(chǎn)過程；最佳效率；參數(shù)設(shè)定

一、高頻焊接技術(shù)概述

在焊接中利用設(shè)備將低功率轉(zhuǎn)化為高頻功率，以此對(duì)固態(tài)金屬完成熔化與焊接的過程，在高頻焊接中大多數(shù)的功率都消耗在線圈發(fā)熱、阻抗和壓輥、管坯的加熱上，所以在焊接中要保證效率就必須控制線圈、阻抗和軋機(jī)的相互配合上，這樣才能優(yōu)化焊接的過程，保證焊接中功率的消耗在合理的范圍內(nèi)，這就是高頻焊接技術(shù)中必須注意的問題。

二、高頻焊接原理分析

所謂高頻焊接中的高頻就是指頻率在50KHz-400KHz的電流，這樣的電流作用在金屬上會(huì)出現(xiàn)兩種效應(yīng)，一種是集膚效應(yīng)：高頻電流通過導(dǎo)體會(huì)出現(xiàn)不均勻的情況，且導(dǎo)體表面的密度大內(nèi)部小，這就是集膚效應(yīng)；一種是鄰近效應(yīng)，就是高頻電流在相鄰導(dǎo)體間出現(xiàn)反向流動(dòng)，電流會(huì)集中到邊緣，即是另一邊較短也不不會(huì)向較短的邊流動(dòng)，即鄰近效應(yīng)。這兩種效應(yīng)是實(shí)現(xiàn)高頻焊接的基礎(chǔ)，高頻焊接正是利用集膚效應(yīng)使得高頻電流集中在工作表面，利用鄰近效應(yīng)控制高頻電流的回路位置與范圍，從而在很短時(shí)間內(nèi)對(duì)鄰近的鋼板進(jìn)行加熱并熔融完成焊接。

三、效率參數(shù)設(shè)定

1、高頻電流選取

在焊接中，如果是低頻電流通過電阻會(huì)產(chǎn)生消耗，隨著電流頻率的增加其磁場(chǎng)也就越強(qiáng)，感抗在阻抗中為主導(dǎo)，且頻率越高其越大。在焊接中作為初級(jí)繞組的感應(yīng)線圈，此規(guī)格也應(yīng)合理。功率可以通過電磁耦合進(jìn)行控制，高頻所產(chǎn)生的慈損和線圈匝數(shù)、電流相關(guān)。此時(shí)如頻率為60Hz的電源進(jìn)行工作，則需要一個(gè)上百匝的線圈和千安的電流，而高頻焊接僅需要1-3匝和幾百安的電流即可完成。

2、操作效率

高頻焊接在操作中造成效率下降主要是因?yàn)楦袘?yīng)線圈和阻抗的配合不良。當(dāng)電壓施加在管坯上的時(shí)候，一部分電流會(huì)在V型區(qū)內(nèi)加熱邊沿；一部分則流動(dòng)到開口底部?jī)?nèi)環(huán)表面，并經(jīng)過外環(huán)返回產(chǎn)生損耗。此時(shí)流經(jīng)V區(qū)和內(nèi)表面的電流大小取決與其阻抗的大小?？s短V區(qū)的長(zhǎng)度和保持近距離可以減小阻抗，減小功率消耗。V區(qū)長(zhǎng)度對(duì)加熱區(qū)效應(yīng)的影響比頻率還要大。因此在操作中應(yīng)加以控制。

3、邊部狀態(tài)

因?yàn)檫叢繝顟B(tài)會(huì)影響焊接的效率，應(yīng)加以處理，V形區(qū)帶鋼邊往往在細(xì)部上是不規(guī)則的，這就會(huì)增加焊接時(shí)的功率消耗，熔融后擠出的金屬量較多，產(chǎn)生不規(guī)律的焊珠，從而導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降。所以為了保證焊接質(zhì)量就應(yīng)當(dāng)在焊接前對(duì)邊部的狀態(tài)進(jìn)行處理，保證其平滑，以此保證V形區(qū)對(duì)接狀態(tài)良好。

4、阻抗器設(shè)置

阻抗器是在高頻焊接中較為重要的設(shè)備，其作用是加強(qiáng)高頻電流的集膚效應(yīng)和相鄰效應(yīng)。阻抗器在工作中為了獲得更大的電流阻抗，以幫助電流進(jìn)行集中，即在有效的焊接區(qū)域內(nèi)形成高效作用。同時(shí)按照工作線圈的電流來(lái)完成磁場(chǎng)的集中，使得電流集中且產(chǎn)生更強(qiáng)的焊接效應(yīng)。阻抗器最終為重要的就是磁性，在使用中應(yīng)選擇磁通密度和振蕩性高、電磁損耗小的材料。但是有時(shí)這些條件是不能相互兼容的，因此需要在焊接中掌控配合的尺度。焊接中阻抗器設(shè)置的位置也是十分重要的，如果過于集中則雖然效率有所提高但是容易造成損壞，導(dǎo)致設(shè)備故障。所以通常將阻抗器放置在工件的內(nèi)部，并保證其與焊接的工件內(nèi)部保有一定的距離，以此保證焊接效果與其安全。多數(shù)小機(jī)組工作時(shí)，阻抗器安裝在管子的下底部，這種放置方式是不科學(xué)的，容易降低焊接效率且管子的移動(dòng)也不方便。

阻抗器的磁性應(yīng)從感應(yīng)線圈的中心向外拓展至擠壓點(diǎn)，最小的阻抗器長(zhǎng)度為擠壓輥直徑加上感應(yīng)線圈的長(zhǎng)度，一些操作者一阻抗器的前端作為最佳位置是不對(duì)的，容易產(chǎn)生大量的焊珠，雖然阻抗器的壽命得到了延長(zhǎng)，但是卻增加了功率消耗。按照工作經(jīng)驗(yàn)看，高頻焊接中需要盡量去除內(nèi)毛刺，阻抗器智能放在內(nèi)毛刺去除工具中，阻抗器的及面積將十分小，此時(shí)采用磁棒的集中扇面布置其效果要好于環(huán)形布置的效果。阻抗器與焊接點(diǎn)的距離也會(huì)影響焊接中的效率，阻抗器和管內(nèi)壁之間應(yīng)保持一定的距離，通常為6-15mm，管徑則取上限。阻抗器與焊接件必須同心設(shè)置，其工作端與焊接搭建之間保持一定的距離，通常為10-20mm。

5、感應(yīng)圈設(shè)計(jì)

固態(tài)焊接的過程中，通常會(huì)采用低壓大電流的工作模式，這樣焊接較為安全，此時(shí)因?yàn)楣ぷ骶€圈的功率消耗是電流值的平方，及時(shí)線圈上有較小的電阻，仍然會(huì)導(dǎo)致功率的消耗增加，因此在實(shí)際焊接中應(yīng)控制感應(yīng)線圈的電阻值，即盡量降低其電阻以獲得較大的效率，通常在焊接中會(huì)采用電阻較低的材料制作感應(yīng)線圈，如無(wú)氧銅板和冷卻管釬焊的方式來(lái)構(gòu)成感應(yīng)線圈的主體。

6、焊接頻率

在焊接中焊接頻率的選擇也會(huì)影響焊接的質(zhì)量與效率，對(duì)于鋼管的高頻頻率通常為80-800KHz之間，盡管這樣一個(gè)范圍對(duì)加熱區(qū)的影響并不很大，但是對(duì)其加熱的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生直接的影響。對(duì)焊接過程效應(yīng)的影響阻抗則大于頻率對(duì)焊接效率的影響。但是阻抗損失會(huì)因?yàn)轭l率的改變而改變，頻率增加則阻抗損失增加，所以要保證阻抗器在焊接中保持冷卻。在高頻焊接中，相對(duì)低的頻率適應(yīng)大直徑的管件，而高頻率則適應(yīng)小直徑的管件，所以在焊接中應(yīng)注意對(duì)頻率的控制。

四、結(jié)束語(yǔ)

高頻焊接技術(shù)利用電流頻率改變而對(duì)金屬產(chǎn)生集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，由此導(dǎo)致金屬熔融并完成焊接，因此其電流的控制是最為重要的技術(shù)參數(shù)，上面所分析的就是在高頻焊接管件的過程中所需要控制的主要技術(shù)參數(shù)，以及其技術(shù)特性，說(shuō)明要降低能耗就必須利用阻抗、頻率、感應(yīng)線圈等綜合性調(diào)試才能保證焊接質(zhì)量。

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