直流高頻電阻焊基本原理
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作者:ryweld
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發(fā)布時間: 2017-03-24
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高頻焊接起源于上世紀(jì)五十年代,它是利用高頻電流所;接推動了直縫焊管產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展,它是直縫焊管(E;質(zhì)量的好壞,直接影響到焊管產(chǎn)品的整體強(qiáng)度,質(zhì)量等;所謂高頻,是相對于50Hz的交流電流頻率而言的,;電流;集膚效應(yīng)是指以一定頻率的交流電流通過同一個導(dǎo)體時;分布于導(dǎo)體的所有截面的,它會主要向?qū)w的表面集中;方根成正比,與頻率和磁導(dǎo)率的平方根成反比;鋼板的表面;
輸出電容由數(shù)個并聯(lián)電容模塊組成。電容器以串聯(lián)方式同感應(yīng)線圈相連接,因此輸出電路也是串聯(lián)補(bǔ)償?shù)?。電容器的作用是根?jù)感應(yīng)線圈對無功功率的要求進(jìn)行補(bǔ)償,及通過此補(bǔ)償來使輸出電路的共振頻率達(dá)到所要求的數(shù)值。 頻率控制系統(tǒng)被設(shè)計用來使三極管始終工作在系統(tǒng)的共振頻率上。共振頻率通過測量輸出電流的頻率確定。此頻率隨即被用來作為開通三極管的時基信號。三極管驅(qū)動卡向每個逆變器模塊上的每個三極管發(fā)送信號來控制三極管何時開通,何時關(guān)斷。 感應(yīng)加熱系統(tǒng)的輸出功率控制是通過控制逆變器的輸出電流來控制的。上述控制是通過一個用來控制三極管驅(qū)動器的功率控制卡完成的。 輸出功率參考值由IMC操縱面板上的功率參考電位計給出,或者由外部控制面板輸出給控制系統(tǒng)。此數(shù)值被傳送給系統(tǒng)控制器后,將與由整流單元測量系統(tǒng)測量出的DC功率數(shù)值相比較??刂破靼ㄒ粋€限定功能,它可以根據(jù)參考功率值與DC功率測量值的比較結(jié)果計算出一個新的輸出電流設(shè)定值??刂破饔嬎愠鰜淼妮敵龉β试O(shè)定值被送到功率控制卡,此控制卡將根據(jù)新的設(shè)定值來限定輸出電流。 報警系統(tǒng)根據(jù)IMC中報警卡的輸入信號及IMC,CRU中的各類監(jiān)視設(shè)備發(fā)出的信號來工作。報警將顯示在工作臺上。 控制及整流器單元(CRU) 逆變器,匹配及補(bǔ)償單元 (IMC) 直流線纜 輸出功率總線,線圈及接觸頭連接 冷卻系統(tǒng)安裝在一個自支撐鋼框架內(nèi),所有部件聯(lián)結(jié)成為一個完整的單元。系統(tǒng)包括:帶有電機(jī)的循環(huán)泵,熱交換器(水/水),補(bǔ)償容器,輸出過程端(次輸出)壓力表,主進(jìn)水口溫度控制閥門,控制閥以及電氣柜。主進(jìn)水口端的熱交換器使用未處理的支流水作為冷卻用水,次端的熱交換器則使用凈化后的中性飲用水作為冷卻水。未處理的水由恒溫閥門控制,它用來測量次輸出端的溫度。鋼框架可以用螺栓固定在門上。 3高頻焊接質(zhì)量控制的要點 影響高頻焊接質(zhì)量的因素很多,而且這些因素在同一個系統(tǒng)內(nèi)互相作用,一個因素變了,其它的因素也會隨著它的改變而改變。所以,在高頻調(diào)節(jié)時,光是注意到頻率,電流或者擠壓量等局部的調(diào)節(jié)是不夠的,這種調(diào)整必須根據(jù)整個成型系統(tǒng)的具體條件,從與高頻焊接有關(guān)聯(lián)的所有方面來調(diào)整。 影響高頻焊接的主要因素有以下八個方面: 1、頻率 高頻焊接時的頻率對焊接有極大的影響,因為高頻頻率影響到電流在鋼板內(nèi)部的分布性。選用頻率的高低對于焊接的影響主要是焊縫熱影響區(qū)的大小。從焊接效率來說,應(yīng)盡可能采用較高的頻率。100KHz的高頻電流可穿透鐵素體鋼0.1mm, 400KHz則只能穿透0.04mm,即在鋼板表面的電流密度分布,后者比前者要高近2.5倍。在生產(chǎn)實踐中,焊接普碳鋼材料時一般可選取350KHz~450KHz的頻率;焊接合金鋼材料,焊接10mm以上的厚鋼板時,可采用50KHz~150KHz那樣較低的頻率,因為合金鋼內(nèi)所含的鉻,鋅,銅,鋁等元素的集膚效應(yīng)與鋼有一定差別。國外高頻設(shè)備生產(chǎn)廠家現(xiàn)在已經(jīng)大多采用了固態(tài)高頻的新技術(shù),它在設(shè)定了一個頻率范圍后,會在焊接時根據(jù)材料厚度,機(jī)組速度等情況自動跟蹤調(diào)節(jié)頻率。 2、會合角 會合角是鋼管兩邊部進(jìn)入擠壓點時的夾角。由于鄰近效應(yīng)的作用,當(dāng)高頻電流通過鋼板邊緣時,鋼板邊緣會形成預(yù)熱段和熔融段(也稱為過梁),這過梁段被劇烈加熱時,其內(nèi)部的鋼水被迅速汽化并爆破噴濺出來,形成閃光,會合角的大小對于熔融段有直接的影響。 會合角小時鄰近效應(yīng)顯著,有利提高焊接速度,但會合角過小時,預(yù)熱段和熔融段變長,而熔融段變長的結(jié)果,使得閃光過程不穩(wěn)定,過梁爆坡后容易形成深坑和針孔,難以壓合。 會合角過大時,熔融段變短,閃光穩(wěn)定,但是鄰近效應(yīng)減弱,焊接效率明顯下降,功率消耗增加。同時在成型薄壁鋼管時,會合角太大會使管的邊緣拉長,產(chǎn)生波浪形折皺。現(xiàn)時生產(chǎn)中我們一般在2°--6°內(nèi)調(diào)節(jié)會合角,生產(chǎn)薄板時速度較快,擠壓成型時要用較小的會合角;生產(chǎn)厚板時車速較慢,擠壓成型時要用較大的會合角。有廠家提出一個經(jīng)驗公式:會合角×機(jī)組速度≮100,可供參考。 3、焊接方式 高頻焊接有兩種方式:接觸焊和感應(yīng)焊。 接觸焊是以一對銅電極與被焊接的鋼管兩邊部相接觸,感應(yīng)電流穿透性好,高頻電流的兩個效應(yīng)因銅電極與鋼板直接接觸而得到最大利用,所以接觸焊的焊接效率較高而 功率消耗較低,在高速低精度管材生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,在生產(chǎn)特別厚的鋼管時一般也都需要采用接觸焊。但是接觸焊時有兩個缺點:一是銅電極與鋼板接觸,磨損很快;二是由于鋼板表面平整度和邊緣直線度的影響,接觸焊的電流穩(wěn)定性較差,焊縫內(nèi)外毛刺較高,在焊接高精度和薄壁管時一般不采用。 感應(yīng)焊是以一匝或多匝的感應(yīng)圈套在被焊的鋼管外,多匝的效果好于單匝,但是多匝感應(yīng)圈制作安裝較為困難。感應(yīng)圈與鋼管表面間距小時效率較高,但容易造成感應(yīng)圈與管材之間的放電,一般要保持感應(yīng)圈離鋼管表面有5~8 mm的空隙為宜。采用感應(yīng)焊時,由于感應(yīng)圈不與鋼板接觸,所以不存在磨損,其感應(yīng)電流較為穩(wěn)定,保證了焊接時的穩(wěn)定性,焊接時鋼管的表面質(zhì)量好,焊縫平整,在生產(chǎn)如API等高精度管子時,基本上都采用感應(yīng)焊的形式。