高频焊接定义原理及特点

高频焊发明于上世纪50年代初, 并很快应用于工业生产。它是利用10~500kHz 高频电流经焊件连接面产生电阻热, 并在施加或不施加压力的情况下,达到原子间结合的一种焊接方法。目前, 高频焊主要应用于机械化或自动化程度颇高的管材、型材生产线。焊件材质可为钢、有色金属, 管径范围为6~1420mm、壁厚为0. 15~20mm。小径管多采用直焊缝; 大径管多采用螺旋焊缝。近年来,作为连接的方法之一高频焊接技术引起人们的重视,成为连接领域新的研究热点,正在快速发展。

1.1高频焊的定义
高频焊(high-frequency welding)是以固体电阻热为能源。焊接时利用高频电流在工件内产生的电阻热使工件焊接区表层加热到熔化或接近的塑性状态,随即施加(或不施加)顶锻力而实现金属的结合。因此它是一种固相电阻焊方法。高频焊根据高频电流在工件中产生热的方式可分为接触高频焊和感应高频焊。接触高频焊时,高频电流通过与工件机械接触而传入工件。感应高频焊时,高频电流通过工件外部感应圈的耦合作用而在工件内产生感应电流。高频焊是专业化较强的焊接方法,要根据产品配备专用设备。生产率高,焊接速度可达30m/min。主要用于制造管子时纵缝或螺旋缝的焊接。

1.2高频焊的原理
高频焊原理——借助高频电流的集肤效应可以使高频电能量集中于焊件的表层,而利用邻近效应,又可控制高频电流流动路线的位置和范围。当要求高频电流集中于焊件的某一部位时,只要将导体与焊件构成电流回路并使导体靠近焊件上的这一部位,使它们相互之间构成邻近导体,就能实现这个要求。高频焊就是根据焊件结构的具体形式和特殊要求,主要运用集肤效应和邻近效应,使焊件待焊处的表层金属得以快速加热而实现焊接。

高频焊的高频电流的两大效应的内容为:
集肤效应——当导体通以交流电流时,导体断面上出现的电流分布不均匀,电流密度由导体中心向表面逐渐增加,大部分电流仅沿导体表层流动的一种物理现象。导体的电阻率越低、磁导率越大、电流的频率越高,其集肤效应越显著。
邻近效应——当高频电流在两导体中彼此反向流动或在一个往复导体中流动时,电流会集中于导体邻近侧流动的一种特殊的物理现象。
高频焊通常使用的电流频率范围为300~450kHz,有时也使用低至10kHz的频率。

1.3高频焊的特点:
1、由于电流高度集中于焊接区,加热速度极快,因而焊接速度可高达150~200m/min。
2、因焊接速度快,焊件自冷作用强,故不仅热影响区小,而且还不易发生氧化,因此焊缝的组织和性能十分优良。
3、焊前焊件表面可以不进行清理工作,因而提高了效率。
4、能焊的金属种类广,产品的形状规格多。

高频焊的不足之处:
焊接时对装配质量要求高尤其是连续高频焊接型材时, 装配和焊接都已实现自动化, 任何因素造成V 形开口形状的变化都会影响焊接质量。电源回路的高压部分对人身与设备的安全有威胁, 要有特殊的保护措施。

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