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高频焊接原理和质量关键
  1. [ Date:2017-3-7 Views:360 ]

高频焊接质量的好坏,直接影响到焊接产品的整体强度、质量等级和生产速度。 了解高频焊接的基本原理;了解高频焊接设备的结构和工作原理;了解高频焊接质量控制的要点。
  1、高频焊接的基本原理
  所谓高频,是相对于50Hz的交流电流频率而言的,一般是指30KHz~500KHz的高频电流。高频电流通过金属导体时,会产生两种奇特的效应:集肤效应和邻近效应,高频焊接就是利用这两种效应来进行工件的焊接。
  集肤效应是指以一定频率的交流电流通过同一个导体时,电流的密度不是均匀地分布于导体的所有截面的,它会主要向导体的表面集中,即电流在导体表面的密度大,在导体内部的密度小,所以我们形象地称之为:“集肤效应”。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量,穿透深度值越小,集肤效应越显著。这穿透深度与导体的电阻率的平方根成正比,与频率和磁导率的平方根成反比。通俗地说,频率越高,电流就越集中在工件的表面;频率越低,表面电流就越分散。必须注意:金属虽然是导体,但它的磁导率会随着温度升高而下降,就是说,当温度升高的时候,磁导率会下降,集肤效应会减小。
  邻近效应是指高频电流在两个相邻的导体中反向流动时,电流会向两个导体相近的边缘集中流动,即使两个导体另外有一条较短的边,电流也并不沿着较短的路线流动,我们把这种效应称为:“邻近效应”。邻近效应本质上是由于感抗的作用,感抗在高频电流中起主导的作用。邻近效应随着频率增高和相邻导体的间距变近而增高,如果在邻近导体周围再加上一个磁心,那么高频电流将更集中于工件的表层。
  这两种效应是实现金属高频焊接的基础。高频焊接就是利用了集肤效应使高频电流的能量集中在工件的表面,而利用了邻近效应来控制高频电流流动路线的位置和范围。电流的速度是很快的,它可以在很短的时间内将相邻的金属边部加热、熔融,并通过挤压实现对接。
  2 、高频焊接设备的结构和工作原理
  高频焊接设备就是用于实现高频焊接的电气―机械系统,高频焊接设备是由高频焊接机和焊管成型机组成的。其中高频焊接机一般由高频发生器和馈电装置二个部分组成,它的作用是产生高频电流并控制它;成型机由挤压辊架组成,它的作用是将被高频电流熔融的部分加以挤压,排除钢板表面的氧化层和杂质,使钢板完全熔合成一体。
  东莞市金犇崃机电设备公司开始采用了固态模块式结构,大大提高了焊接可靠性,保证了焊接质量。公司设计的高频焊机由以下部分组成:整流及控制单元(CRU),逆变器,匹配及补偿单元(IMC),CRU与IMC间的直流电缆,IMC到线圈或接触组件。感应加热系统的输出功率控制是通过控制逆变器的输出电流来控制的,上述控制是通过一个用来控制三极管驱动器的功率控制卡完成的。

  3、高频焊接质量控制的关键
  在高频焊接过程中,焊接工艺及工艺参数的控制、感应圈和阻抗器位置的放置等对焊缝的焊接质量影响很大。
  高频感应圈位置的调控
  感应圈应放置在与钢管同一中心线上,感应圈与工件表面间距小时效率较高,但容易造成感应圈与工件之间的放电,一般要保持感应圈离工件表面有5~8 mm的空隙为宜。
  高频焊接工艺参数―― 输入热量的控制
  当高频输入的热量不足且焊接速度过快时,使得被加热的工件边缘达不到焊接的温度,工件仍保持其固态组织而焊接不上,形成了未熔合或未焊透的裂纹,会造成虚焊,脱焊,夹焊等未焊合缺陷;当高频输入热量过大且焊接速度过慢时,使得被加热的管体边缘超过了焊接温度,容易产生过热甚至过烧,使焊缝击穿,造成金属飞溅而形成缩孔,造成严重喷溅、针孔、夹渣等缺陷。可以通过调整高频焊接电流(电压)或调整焊接速度的方法,来控制高频输入热量的大小,从而使工件的焊缝既要焊透又不焊穿,获得焊接质量优良的成品。

高频焊接常见的问题、原因及其解决方法
  ⑴焊接不牢,脱焊,冷叠;
  原因:输出功率和压力太小。
  解决方法:1 调整功率;2 调节挤压力。
  ⑵焊缝两边出现波纹;
  原因:开口角太大。
  解决方法: 提高焊接速度。
  ⑶焊缝有深坑和针孔;
  原因:出现过烧。
  解决方法:1、调整功率;2、提高焊接速度 。
  ⑷焊缝毛刺太高;
  原因:热影响区太宽 。
  解决方法:1、提高焊接速度;2、调整功率。
  ⑸夹渣;
  原因:输入功率过大,焊接速度太慢 。
  解决方法:1 调整功率;2 提高焊接速度 。
  ⑹焊缝外裂纹;
  原因:母材质量不好;受太大的挤压力 。
  解决方法:1 保证材质;2 调整挤压力 。
  综上所述,由于系统性的影响因素,再加上每一个操作者有不同的习惯,焊接质量会有明显差别。我们只有更好的了解高频焊接的基本原理,从而更好地结合自己的生产实践,总结出适合于自己的操作规程,对各环节实行严格的控制,质量才会得到有效地提高。

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