【高頻焊接】了解高頻焊接的頻率

時(shí)間：2021-05-30作者：西安北辰億科電子科技有限公司瀏覽：350

說(shuō)到高頻焊接的頻率還是要先解釋一下什么是高頻

在高頻焊接領(lǐng)域中應(yīng)用是一種交變電流頻率在100千赫茲到800千赫茲的頻率。工頻50或60赫茲首先變換成直流，該直流通過(guò)使用真空管結(jié)合槽路電容形成的振蕩或通過(guò)高頻功率晶體器件MOSFETs（金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管）組成的逆變器將直流變換成高頻交流電，通過(guò)輸出裝置形成鋼管焊接加熱源。

所以，簡(jiǎn)述來(lái)說(shuō)工頻轉(zhuǎn)換成高頻的步驟即為：工頻交流（整流）-->直流-->（振蕩/逆變）-->高頻交流

高頻電流的特點(diǎn)：

高頻電流相比較于50或60赫茲工頻電流具有兩種不同尋常的特點(diǎn)。首先，工頻電流流經(jīng)的是金屬導(dǎo)體（電流載體）的整個(gè)截面，而高頻電流則只在金屬導(dǎo)體（電流載體）的表面流過(guò)。頻率越高，載體截面利用率越低。該特性稱之為“趨膚效應(yīng)”。*二，當(dāng)兩個(gè)攜帶高頻電流的導(dǎo)體相互靠近時(shí)，高頻電流將由原來(lái)的在金屬導(dǎo)體整個(gè)表面均勻流動(dòng)變成電流只在兩導(dǎo)體相鄰近的表面流動(dòng)。該特性稱之為“臨近效應(yīng)”。




高頻電流和焊接的關(guān)系

高頻電流是非常適合于焊接鋼管的。因?yàn)樗内吥w效應(yīng)的特點(diǎn)，電流僅在表面流動(dòng)并且僅有少量的金屬鋼帶邊緣表面被加熱，少量的熱量形成非常窄的熱影響(HAZ）區(qū)就可將金屬表面加熱到足夠高的溫度。

熱影響區(qū)(HAZ)是焊接的一部分，分布于結(jié)合線的兩邊，是被加熱到足夠高溫度而未被熔化并且已經(jīng)改變了本身晶相接構(gòu)的區(qū)域。

臨近效應(yīng)幫助集中電流向越來(lái)越靠近并形成Vee的兩個(gè)鋼帶邊緣流動(dòng)。使工作過(guò)程變得較加有效。由鋼帶邊緣在擠壓輥前形成的Vee焊接區(qū)域必須仔細(xì)控制，以求獲得較大的電流利用率。

軋機(jī)設(shè)置問(wèn)題如軋輥排列不良、軸變形、軋輥磨損過(guò)甚都會(huì)引起Vee從一邊向另一邊游離或引起鋼帶邊緣上下、左右移動(dòng)。當(dāng)這些現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，臨近效應(yīng)的特性將引導(dǎo)電流并改變鋼帶邊部流動(dòng)電流的分布和電流強(qiáng)度，進(jìn)而引起溫度的改變，導(dǎo)致焊接質(zhì)量的問(wèn)題。高頻電流在這一點(diǎn)上是非常敏感的。

頻率和趨膚深度的關(guān)系

高頻趨膚深度是材料特性、材料溫度特性以及頻率特性的綜合表現(xiàn)。通常較高的頻率會(huì)有較淺的趨膚深度，較低的頻率會(huì)有教深的趨膚深度。趨膚深度通常用參考深度來(lái)衡量，并且該參數(shù)可以通過(guò)以下公式進(jìn)行理論計(jì)算。

d=3160√(r/mf)

d = 參考深度

r = 被加熱材料電阻系數(shù)

f = 頻率

m = 材料滲透導(dǎo)磁率

注: 3160 是鋼材恒量常數(shù)，不同材料有不同的恒量常數(shù)。

高頻焊接較常用的焊接頻率是300~400千赫茲。然而，對(duì)于非常小直徑和非常薄壁的高頻焊管來(lái)說(shuō)，較高的頻率將較加有利于焊接。大壁厚（16mm以上）的高頻焊管則易于使用相對(duì)較低的頻率，通常頻率范圍為120千赫茲到250千赫茲。





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