了解高頻焊接的頻率 咨詢廠家

時間：2022-09-30作者：西安北辰億科電子科技有限公司瀏覽：152

了解高頻焊接的頻率 咨詢廠家

說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，該直流通過使用真空管結(jié)合槽路電容形成的振蕩或通過高頻功率晶體器件MOSFETs（金屬氧化物場效應(yīng)晶體管）組成的逆變器將直流變換成高頻交流電，通過輸出裝置形成鋼管焊接加熱源。


所以，簡述來說工頻轉(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：


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。首先，工頻電流流經(jīng)的是金屬導(dǎo)體（電流載體）的整個截面，而高頻電流則只在金屬導(dǎo)體（電流載體）的表面流過。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)兩個攜帶高頻電流的導(dǎo)體相互靠近時，高頻電流將由原來的在金屬導(dǎo)體整個表面均勻流動變成電流只在兩導(dǎo)體相鄰近的表面流動。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。因為他的趨膚效應(yīng)的特點，電流僅在表面流動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越靠近并形成Vee的兩個鋼帶邊緣流動。使工作過程變得較加有效。由鋼帶邊緣在擠壓輥前形成的Vee焊接區(qū)域必須仔細控制，以求獲得較大的電流利用率。


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


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)。通常較高的頻率會有較淺的趨膚深度，較低的頻率會有教深的趨膚深度。趨膚深度通常用參考深度來衡量，并且該參數(shù)可以通過以下公式進行理論計算。


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，對于非常小直徑和非常薄壁的高頻焊管來說，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較低的頻率，通常頻率范圍為120千赫茲到250千赫茲。


頻率和趨膚深度的關(guān)系


哪些參數(shù)稱之為高頻焊接關(guān)鍵參數(shù)？


焊接功率及效率


功率


通常對于高頻焊接來說，對特定規(guī)格的管材在特定速度下的焊接，其焊接功率相對來說是恒定的。其產(chǎn)生變數(shù)的主要原因來自于下面要談到的其他相關(guān)參數(shù)如Vee角大小和長度、穩(wěn)定性、鋼帶邊緣的平行度、感應(yīng)加熱線圈的尺寸、高頻焊接的頻率以及阻抗器在實際生產(chǎn)中所使用頻率下的特性和冷卻效果。不同的頻率對該特定條件下的焊接功率也會產(chǎn)生重大影響。下面我們將會談到。


對實際生產(chǎn)來說，確定焊接功率或焊機功率要綜合各方面因素，如生產(chǎn)線速度、擠壓輥直徑、焊接頻率等等。在較大鋼管直徑和較大壁厚焊接時期望達到的生產(chǎn)速度的不同期望值也對焊機功率的選擇影響重大。該期望值通常會直接導(dǎo)致焊機功率配置巨大的變化,同時也給總投資的預(yù)算帶來壓力。對于不同類型的焊機其效率的高低以及對功率位置的不同定義，都會影響到焊機額定功率的實際配置。


效率


效率概念分為兩種，首先是焊機效率即對電源的利用率，根據(jù)設(shè)備工作原理的不同和采用器件的不同，設(shè)備對電源的利用率會有很大的不同。通常來說傳統(tǒng)的振蕩管焊機其效率一般在45％~60％之間。固態(tài)焊機（晶體管焊機）由于其產(chǎn)生高頻的基理不同（逆變），設(shè)備效率相比較于振蕩類焊機來說可提高到75~90％。


其二是轉(zhuǎn)換效率，即高頻逆變器通過輸出傳輸母線將功率傳輸?shù)截撦d（低阻抗負載直接驅(qū)動，電流型回路的典型特點）或通過輸出變壓器進行阻抗變換（將低阻抗的感應(yīng)線圈負載轉(zhuǎn)換成逆變系統(tǒng)可接受的高阻抗，這是使用輸出變壓器的主要目的，也是電壓型輸出回路的典型特點，隔離僅僅是它的附加效果而沒有多少實際意義）將該功率轉(zhuǎn)變成對實際生產(chǎn)起直接作用的鋼帶Vee角開口區(qū)域的鋼帶邊部加熱功率。該效率受傳輸母線或輸出變壓器、設(shè)備焊接頻率以及外部參數(shù)影響較大，即使在較恰當(dāng)?shù)耐獠織l件下，傳輸母線功率損失約3~5％，輸出變壓器功率損失5~8％。從感應(yīng)線圈輸出的功率變?yōu)楹附铀璧膶嶋H功率，其功率損失也要**過3~8％。且隨著管徑增大，損失加劇。


250kw感應(yīng)焊接功率在不同焊接頻率下對效率/速度的影響


300khz和200khz焊接頻率相比，在感應(yīng)焊方式和相同輸出功率250kw的前提下，300khz設(shè)備將比200khz設(shè)備提高焊接速度約10％。


也就是說在相同焊接功率下或者說相同的電力消耗情況下，300khz頻率可以獲得比200khz多10％的產(chǎn)量。


每天6小時、每年生產(chǎn)時間按照300天計算生產(chǎn)，76mm鋼管以3.5mm壁厚計算，在付出相同的工廠費用情況下，少生產(chǎn)鋼管0.29~0.34萬噸。


450kw感應(yīng)焊接功率在不同焊接頻率下對效率/速度的影響


300khz和200khz焊接頻率相比，在感應(yīng)焊方式和相同輸出功率450kw的前提下，300khz設(shè)備將比200khz設(shè)備提高焊接速度約10％。


也就是說在相同焊接功率下或者說相同的電力消耗情況下，300khz頻率可以獲得比200khz多10％的產(chǎn)量。


每天6小時、每年生產(chǎn)時間按照300天計算生產(chǎn)，219鋼管以6mm壁厚計算，在付出相同的工廠費用情況下，少生產(chǎn)鋼管1.1~1.2萬噸。


450kw接觸焊功率在不同焊接頻率下對效率/速度的影響


300khz和200khz焊接頻率相比，在接觸焊方式和相同輸出功率450kw的前提下，300khz設(shè)備將比200khz設(shè)備提高焊接速度約10％。


也就是說在相同焊接功率下或者說相同的電力消耗情況下，300khz 頻率可以獲得比200khz多10％的產(chǎn)量。


每天6小時、每年生產(chǎn)時間按照300天計算生產(chǎn)，219鋼管以6mm壁厚計算，在付出相同的工廠費用情況下，少生產(chǎn)鋼管2.4~2.6萬噸。


以上數(shù)據(jù)告訴我們：根據(jù)實際焊接產(chǎn)品對焊接頻率進行合理定位，并且使焊接設(shè)備穩(wěn)定的運行在一個合適的工作頻率上，可以有效地提高生產(chǎn)效率10％。


任何時候在焊接頻率許可的前提下，較高的頻率會比較低的頻率較節(jié)能，效率較高。


高頻焊機必須具備的重要功能


相同壁厚但不同管徑的鋼管對焊機的影響將遠大于相同管徑不同壁厚的鋼管。


對于焊接設(shè)備來說，管徑的變化意味著感應(yīng)加熱線圈尺寸的變化，也就是焊機設(shè)備輸出負載的變化。


在這種情況下怎樣保證焊接設(shè)備對相同壁厚鋼管輸出相同的焊接頻率至關(guān)重要，負載匹配的較顯著的作用就在于主動匹配負載的變化，保證焊接頻率相同和穩(wěn)定。


生產(chǎn)線的配置


生產(chǎn)線焊機功率需要合理配置以體現(xiàn)合理性和經(jīng)濟性，同時焊機功率和焊接功率是完全不同的概念。焊接功率是效率的具體體現(xiàn)。




較高的焊接頻率使焊接時所需要的焊接功率減小，效率提高，使焊接對生產(chǎn)過程中的外部參數(shù)變化變得不敏感，機組設(shè)定相對低頻焊機較加*。同時可獲得較窄的熱影響區(qū)，節(jié)省原材料。




上述就是小編為你介紹的關(guān)于了解高頻焊接的頻率的內(nèi)容，對此你還有什么不了解的，歡迎前來咨詢我們網(wǎng)站，我們會有技術(shù)人員為你講解。

關(guān)鍵詞：  高頻焊接  中頻爐  中頻熔煉爐

編輯精選內(nèi)容：

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