Высокочастотная сварка Сущность процесса

Высокочастотная сварка - это процесс получения монолитного соединения за счет введения в свариваемые детали энергии тока высокой частоты и преобразования ее в теп лоту.  К главным факторам, что определяют процессы нагревания при сварке токами высокой частоты относится поверхностный эффект. Эффект близости и кольцевой эффект.  Поверхностный эффект имеет место при протекании через проводник переменного тока и заключается в неравномерном распределении плотности тока по поперечному сечению проводника. Это явление есть результатом того, что на центральные участки проводника действует больший магнитный поток чем на периферийные. В результате этого электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции, которая действует в центральных участках сечения про водника, больше чем ЭДС в его поверхностных зонах. Поскольку ЭДС самоиндукции направлена противоположно по отношению к ЭДС генератора переменного тока, что питает проводник, то плотность тока в поверхностных участках больше чем во внутренних участках проводника.  Эффект близости заключается в перераспределении плотности тока в проводниках, которые находятся рядом, вследствие их взаимного влияния.  Если два проводника расположены параллельно, составляют прямой и обратный про водники цепи переменного тока, то в каждый момент времени токи в каждом из них будут иметь противоположное направление (рис. 23). 

Методы высокочастотной сварки

Одним из наиболее распространенных методов - стыковая сварка торцов прямоугольных кромок, который нашел практическое применение при изготовлении электросварных труб. Трубная заготовка 1 формируется из беспрерывной полосы в специальном станке и непосредственно перед сваркой сварочными валками 2 (рис. 23). При этом образуется щель V-образной формы.    Рис.23 Перераспределение зон максимальной плотности тока в параллельно располо женных проводниках. Конструкционный способ предусматривает подвод высокочастотного тока к кромкам трубной заготовки с помощью скользящих контактов 3. Вследствие поверхностно го эффекта и эффекта близости происходит концентрация тока на противоположных поверхностях кромок, что приводит к их объемному разогреванию и поверхностного расплавления. Осадка кромок сварочными валками завершает образование сварного соединения.    Рис. 24 Схема высокочастотной сварки прямошовных труб. Высокочастотная сварка по отбортовке Сущность способа состоит в расплавлении и следующей кристаллизации предварительно отбортованных кромок деталей по всей их длине одновременно за счет индуктивного тока, который наводится.  В зазоре между проводниками напряженность магнитного поля возрастает, а снаружи уменьшается. Вследствие этого плотность токов и поглощение энергии в проводниках увеличивается в тех частях их поверхностей, которые обращены друг к другу. Это явление не равномерного распределения плотности токов по сечению двух близко расположенных про водников имеет название эффекта близости.  Эффект близости усиливается при уменьшении расстояния между проводниками и проявляется также для разных диаметров проводников, или даже в случае, если один из проводников есть токоведущей плоскостью.  Кольцевой эффект имеет место при изгибании проводника с переменным током в кольцо. Наибольшая плотность тока будет на внутренней его поверхности. Это объясняется также большей интенсивностью магнитного поля в средине кольца, чем наруже.  Кольцевой эффект усиливается при уменьшении соотношения между внутренним радиусом кольца и глубиной проникновения тока ст.