高頻焊接工藝技術(shù)方法

1、1高頻焊接工藝高頻焊接工藝課程培訓(xùn)課程培訓(xùn)20152015年年0606月月6 6日日永遠(yuǎn)不要對(duì)客戶說(shuō)不，永遠(yuǎn)不要對(duì)客戶說(shuō)不，客戶需求就是我們的追求！客戶需求就是我們的追求！講師：講師：赫明赫明2-*-永遠(yuǎn)不要對(duì)客戶說(shuō)不，客戶需求就是我們的追求！高頻焊接工藝原理高頻焊接工藝原理高頻焊管是電阻焊管的一種。高頻電流的頻率大多在200450千赫。高頻焊管是利用接觸焊或感應(yīng)焊的方法，使管筒邊緣產(chǎn)生高頻電流，利用高頻電流特有的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，使電流高度集中在管筒邊緣的焊合面上，依靠金屬自身的電阻，將邊緣迅速加熱至焊接溫度，在擠壓輥的擠壓下完成壓力焊接。固態(tài)高頻原理框圖固態(tài)高頻原理框圖觸發(fā)脈沖過(guò)荷檢測(cè)高

2、 壓 器升壓變器逆變振蕩器高頻輸出電壓反饋單片機(jī)燈絲穩(wěn)壓器給定信號(hào)控制電路同步電源整流器集膚效應(yīng)集膚效應(yīng) 高頻電流僅沿導(dǎo)體表面層流動(dòng)的性質(zhì)，這是由于導(dǎo)體內(nèi)部磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生，在導(dǎo)體內(nèi)和導(dǎo)體周圍形成的磁力線，是一些位于導(dǎo)體截面上的同心圓。假設(shè)導(dǎo)體是一些單獨(dú)的細(xì)線組成，則作用到離中心較近的那些細(xì)線上的磁力線要比作用到外面的多，也就是里層的細(xì)線比外層的細(xì)線具有更大的電感。里層所具有的感抗比外層的大，于是導(dǎo)體中的電流分布將是外面多而中心少，從而產(chǎn)生集膚效應(yīng)。鄰近效應(yīng)鄰近效應(yīng) 兩個(gè)有高頻電流流過(guò)的導(dǎo)體，如果彼此相距很近，則高頻電流僅沿兩個(gè)導(dǎo)體兩個(gè)有高頻電流流過(guò)的導(dǎo)體，如果彼此相距很近，則高頻電流僅沿兩個(gè)

3、導(dǎo)體相鄰近的一面（當(dāng)導(dǎo)體里的電流方向相反時(shí)）或相距較遠(yuǎn)的一面（當(dāng)導(dǎo)體里相鄰近的一面（當(dāng)導(dǎo)體里的電流方向相反時(shí)）或相距較遠(yuǎn)的一面（當(dāng)導(dǎo)體里的電流方向相同時(shí)）流動(dòng)的性質(zhì)，導(dǎo)體之間相距愈近則鄰近效應(yīng)愈強(qiáng)。另外，的電流方向相同時(shí)）流動(dòng)的性質(zhì)，導(dǎo)體之間相距愈近則鄰近效應(yīng)愈強(qiáng)。另外，臨近效應(yīng)強(qiáng)弱還受導(dǎo)體尺寸與電流滲透深度臨近效應(yīng)強(qiáng)弱還受導(dǎo)體尺寸與電流滲透深度 （是指導(dǎo)體表面到電流密度減（是指導(dǎo)體表面到電流密度減小到表面電流密度小到表面電流密度1/2.711/2.71處的距離）之比的影響。對(duì)于平板匯流條來(lái)說(shuō)，其處的距離）之比的影響。對(duì)于平板匯流條來(lái)說(shuō)，其厚度的一半與滲透深度之比愈大，鄰近效應(yīng)愈強(qiáng)。在此值很大

4、的情況下，全厚度的一半與滲透深度之比愈大，鄰近效應(yīng)愈強(qiáng)。在此值很大的情況下，全部電流將集中到一個(gè)面上（由電流方向決定）匯流條其余部分就沒(méi)有電流。部電流將集中到一個(gè)面上（由電流方向決定）匯流條其余部分就沒(méi)有電流。假如，在離開(kāi)通有高頻電流的導(dǎo)體若干距離的地方，放一些金屬零件，那么假如，在離開(kāi)通有高頻電流的導(dǎo)體若干距離的地方，放一些金屬零件，那么由于導(dǎo)體四周所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的作用，另件中就會(huì)感應(yīng)出渦流來(lái)，二者的由于導(dǎo)體四周所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的作用，另件中就會(huì)感應(yīng)出渦流來(lái)，二者的電流方向在任一瞬間都是相反的，并且都集中在導(dǎo)體和另件鄰近的面上。這電流方向在任一瞬間都是相反的，并且都集中在導(dǎo)體和另件鄰近的面

5、上。這種現(xiàn)象叫做鄰近效應(yīng)。種現(xiàn)象叫做鄰近效應(yīng)。焊接溫度因素焊接溫度因素焊接溫度受電源系統(tǒng)（高頻功率、頻率、效率）、加熱介質(zhì)（熱容量，電阻率，溫度擴(kuò)散率，熱傳導(dǎo)系數(shù)，導(dǎo)磁率等）和操作條件（焊接速度，感應(yīng)圈位置，阻抗器，開(kāi)口角等）等的影響。高頻焊機(jī)焊接方式高頻焊機(jī)焊接方式1 1、高頻接觸焊基本原理、高頻接觸焊基本原理 一對(duì)電極腿與管筒兩邊緣接觸，直接向管筒邊緣輸一對(duì)電極腿與管筒兩邊緣接觸，直接向管筒邊緣輸入高頻電流，利用高頻電流的集膚效應(yīng)與鄰近效應(yīng)，使電流高度集中在管筒入高頻電流，利用高頻電流的集膚效應(yīng)與鄰近效應(yīng)，使電流高度集中在管筒邊緣的焊合面上，依靠金屬自身的電阻，將鋼帶邊緣迅速加熱至焊接溫度

6、，邊緣的焊合面上，依靠金屬自身的電阻，將鋼帶邊緣迅速加熱至焊接溫度，在擠壓輥的擠壓下完成力焊接。在擠壓輥的擠壓下完成力焊接。2 2、高頻感應(yīng)焊接基本原理、高頻感應(yīng)焊接基本原理 管筒外面環(huán)繞一個(gè)通有高頻電流的感應(yīng)圈，在管管筒外面環(huán)繞一個(gè)通有高頻電流的感應(yīng)圈，在管筒上感應(yīng)出高頻電流，利用高頻電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，使電流高度集筒上感應(yīng)出高頻電流，利用高頻電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，使電流高度集中在管筒邊緣的焊合面上，依靠金屬自身的電阻，將邊緣迅速加熱至焊接溫中在管筒邊緣的焊合面上，依靠金屬自身的電阻，將邊緣迅速加熱至焊接溫度，在擠壓輥的擠壓下完成力焊接。度，在擠壓輥的擠壓下完成力焊接。 高頻焊接的

7、影響因素高頻焊接的影響因素感應(yīng)圈對(duì)高頻焊接的影響因素感應(yīng)圈與鋼管的間隙感應(yīng)圈與鋼管的間隙 感應(yīng)圈與管間隙對(duì)焊接機(jī)的效率有很大的影響，間隙越大，效率越低（電流減小，速度減慢，電耗增加）；間隙過(guò)小，容易造成撞壞或拉壞感應(yīng)圈。這個(gè)間隙，選3-5毫米為宜。感應(yīng)圈的寬度感應(yīng)圈的寬度 感應(yīng)圈的寬度影響效率，寬度太大使輸出功率降低，寬度太小使感應(yīng)圈發(fā)熱容易燒壞。感應(yīng)圈寬度一般為鋼管外徑的11.5倍。感應(yīng)圈的放置位置感應(yīng)圈的放置位置 感應(yīng)圈的放置位置是指感應(yīng)圈與鋼管同中心線時(shí)感應(yīng)圈前端距擠壓輥中心線的距離，它對(duì)焊接操作有很大的影響。距離較遠(yuǎn)時(shí)，加熱時(shí)間長(zhǎng)，熱影響區(qū)寬，焊接質(zhì)量下降；并且焊接速度下降，電耗增加，

8、生產(chǎn)率降低；距離過(guò)近時(shí)，感應(yīng)圈容易接觸擠壓輥輥環(huán)，燒毀擠壓輥。阻抗器的作用阻抗器的作用 阻抗器由導(dǎo)磁芯棒和安放導(dǎo)磁芯棒的外殼等組成。導(dǎo)磁芯棒是一種強(qiáng)導(dǎo)磁體，屬于鐵素體鐵芯，一般稱作鐵淦氧或磁棒。外殼一般用非導(dǎo)磁材料制造：膠木，環(huán)氧樹(shù)脂，鋁合金或銅等。 阻抗器的作用阻抗器的作用 增加管背感抗、減少沿內(nèi)外圓周表面的電流分流損失，增加沿V形區(qū)的有效電流，從而提高焊速。感應(yīng)焊時(shí)加阻抗器幾乎可提高焊速一倍；b、集中焊縫磁場(chǎng)。管坯內(nèi)部放阻抗器，焊縫上部放鐵淦氧以后可以使磁場(chǎng)集中于焊縫區(qū)，從而提高V形區(qū)電流，提高焊速；c、增強(qiáng)電磁感應(yīng)效果，提高焊接電壓和焊接電流。 阻抗器的放置位置對(duì)焊接的影響阻抗器的放置位

9、置對(duì)焊接的影響位置對(duì)焊接速度有影響。阻抗器應(yīng)放置在V形區(qū)加熱段，中心線與管筒中心線一致，管筒邊緣上方應(yīng)放置鐵淦氧；b、對(duì)焊接質(zhì)量有影響。阻抗器前端在擠壓輥中心位置處時(shí)，焊管的壓扁試驗(yàn)和擴(kuò)口試驗(yàn)為最好，超出或不到擠壓輥中心時(shí)，焊接強(qiáng)度都有下降。開(kāi)口角對(duì)高頻焊接的影響開(kāi)口角對(duì)高頻焊接的影響開(kāi)口角指鋼帶在擠壓輥成型時(shí)形成的V形區(qū)的夾角，對(duì)焊接效果也有影響。角度小時(shí)鄰近效應(yīng)強(qiáng)，增加了電流的密度，使熱量增高，有利于焊接。但角度也不宜過(guò)小，過(guò)小時(shí)縫隙過(guò)狹，容易跳火放電，影響焊縫質(zhì)量。一般開(kāi)口角在47范圍內(nèi)。 低溫焊接（假焊）的缺陷低溫焊接（假焊）的缺陷 由于焊接速度較快，輸入熱量不足，兩邊緣端沒(méi)有被加熱到

10、足以熔化的狀態(tài)，端面殘留固態(tài)氧化物夾雜，在擠壓過(guò)程中沒(méi)有被擠壓出去而殘留在焊縫中，形成低溫焊接缺陷。肉眼可見(jiàn)焊縫有斷續(xù)或通長(zhǎng)的細(xì)微裂縫，壓扁試驗(yàn)時(shí)焊縫將開(kāi)裂。 回流夾雜（過(guò)燒）的缺陷和產(chǎn)生回流夾雜（過(guò)燒）的缺陷和產(chǎn)生 由于焊接速度較慢，輸入熱量過(guò)分，兩邊緣端面金屬熔化，并覆蓋著大量熔渣排出邊緣間隙。當(dāng)由于電磁壓力消失，熔融液滴依靠表面張力回流入邊緣間隙時(shí)，一種偶然的因素使部分熔渣也一起回流進(jìn)邊緣間隙，在擠壓過(guò)程中沒(méi)有擠壓出去，而殘留在焊縫中，形成回流夾雜缺陷。肉眼可見(jiàn)焊縫有細(xì)微的不規(guī)則的斷續(xù)的裂紋，壓扁試驗(yàn)時(shí)焊縫將開(kāi)裂。焊接鋼管帶鋼寬度、材質(zhì)、溫度及磁棒要求焊接鋼管帶鋼寬度、材質(zhì)、溫度及磁棒要

11、求鋼帶的寬度、公差范圍（按國(guó)際要求GB/T3091-2001執(zhí)行），原則上鋼帶應(yīng)采用切邊帶鋼。鋼帶的材質(zhì)（可焊性），（按GB700要求）。焊接溫度：13501380度，高頻爐頻率：200400KHZ，在高頻設(shè)備內(nèi)置頻率一定的情況下，高頻焊接頻率隨焊管的管徑和壁厚的變化而變化。 磁棒（阻抗器）要求磁棒（阻抗器）要求 管管 徑徑磁棒外徑磁棒外徑管管 徑徑磁棒外徑磁棒外徑1/2131402352003/4181403302004根1221404302007根1 1/4302005322007根1 1/2322006352007根注：根據(jù)實(shí)際需要可選擇相近規(guī)格磁棒，或定尺其它長(zhǎng)度磁棒，磁棒應(yīng)盡量放置在鋼管內(nèi)壁中心位置。冷卻水的控制冷卻水的控制 磁棒、感應(yīng)圈及相鄰擠壓輥裝置因高頻效應(yīng)產(chǎn)生較大熱量，必須加強(qiáng)流水予以冷卻，冷卻后溫度400C。輸出變壓器或感應(yīng)圈裝置也應(yīng)通