中文名 | 焊接:高頻焊 | 分????類 | 高頻電阻焊和高頻感應(yīng)焊 |
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利用高頻電流集中沿導(dǎo)體表面和沿感抗最小的通路流過的原理﹐使電流集中加熱工件的待焊表面﹐在達(dá)到熱塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)時(shí)﹐對工件加壓擠出熔化金屬和金屬氧化物﹐便形成焊接接頭。高頻焊常用頻率范圍為 60~500千赫。高頻焊分高頻電阻焊和高頻感應(yīng)焊兩種。①高頻電阻焊﹕用滾輪或接觸子作為電極將高頻電流導(dǎo)入工件﹐適用於管子的連續(xù)縱縫對焊和螺旋搭接縫焊﹑鍋爐鰭片管和換熱器螺旋翅片的焊接﹐可焊管子外徑為1200毫米﹐壁厚為16毫米﹐工字鋼的腹極厚度可焊9.5毫米﹐生產(chǎn)率很高。②高頻感應(yīng)焊﹕用感應(yīng)線圈加熱工件﹐可焊接外徑為9毫米的小直徑管和壁厚為 1毫米的薄壁管。常用於中小直徑鋼管和黃銅管的縱縫焊接﹐也可用於環(huán)縫焊接﹐但功率損耗比高頻電阻焊大。影響高頻焊接質(zhì)量的主要參數(shù)是高頻電源的頻率﹑功率﹑工件成形角度﹑擠壓力﹑電極(或感應(yīng)圈)與擠壓輥之間的距離和焊接速度。主要設(shè)備有高頻電源﹑工件成形設(shè)備和擠壓機(jī)械裝置。高頻焊質(zhì)量穩(wěn)定﹐生產(chǎn)率高﹐成本較低。適用於高效率自動生產(chǎn)線﹐是生產(chǎn)有縫管的先進(jìn)方法。2100433B
高頻焊是個比較特殊的焊接問題,焊接工藝評定與我們通常所說的焊接工藝評定即基于焊接試驗(yàn)的焊接工藝評定是不同的,高頻焊是屬于基于經(jīng)驗(yàn)的焊接工藝評定,即只能根據(jù)焊接經(jīng)驗(yàn)來總結(jié)。個人認(rèn)為,應(yīng)該可以形成焊接工藝...
高頻焊原理——借助高頻電流的集膚效應(yīng)可以使高頻電能量集中于焊件的表層,而利用鄰近效應(yīng),又可控制高頻電流流動路線的位置和范圍。當(dāng)要求高頻電流集中于焊件的某一部位時(shí),只要將導(dǎo)體與焊件構(gòu)成電流回路并使導(dǎo)體靠...
高頻焊接設(shè)備原理是借助高頻電流的集膚效應(yīng)可以使高頻電能量集中于焊件的表層,而利用鄰近效應(yīng),又可控制高頻電流流動路線的位置和范圍。當(dāng)要求高頻電流集中于焊件的某一部位時(shí),只要將導(dǎo)體與焊件構(gòu)成電流回路并使導(dǎo)...
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焊管高頻焊接原理 高頻焊接起源于上世紀(jì)五十年代, 它是利用高頻電流所產(chǎn)生的集膚效應(yīng)和相鄰效應(yīng), 將鋼 板和其它金屬材料對接起來的新型焊接工藝。 高頻焊接技術(shù)的出現(xiàn)和成熟, 直接推動了直縫 焊管產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展,它是直縫焊管( ERW)生產(chǎn)的關(guān)鍵工序。高頻焊接質(zhì)量的好壞,直 接影響到焊管產(chǎn)品的整體強(qiáng)度,質(zhì)量等級和生產(chǎn)速度。 作為焊管生產(chǎn)制造者, 必須深刻了解高頻焊接的基本原理; 了解高頻焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作 原理;了解高頻焊接質(zhì)量控制的要點(diǎn)。 1 高頻焊接的基本原理 所謂高頻, 是相對于 50Hz 的交流電流頻率而言的, 一般是指 50KHz~400KHz 的高頻電流。 高頻電流通過金屬導(dǎo)體時(shí), 會產(chǎn)生兩種奇特的效應(yīng): 集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng), 高頻焊接就是利 用這兩種效應(yīng)來進(jìn)行鋼管的焊接的。 那么,這兩個效應(yīng)是怎么回事呢? 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(shí), 電流的密度不是均勻
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. .. 高頻焊管焊接缺陷及其分析 焊接缺陷及其分析 高頻直縫焊接鋼管的焊接質(zhì)量缺陷有裂縫、搭焊、漏水、劃傷等等。下面僅對裂縫、搭焊這 兩個主要缺陷進(jìn)行分析: 一、 裂縫 裂縫是焊管的主要缺陷, 其表現(xiàn)形式可以由通常的裂縫, 局部的周期性裂縫, 不規(guī)則出現(xiàn)的 斷續(xù)裂縫。 也有的鋼管焊后表面未見裂縫,但經(jīng)壓扁、矯直或水壓試驗(yàn)后出現(xiàn)裂縫。裂縫嚴(yán) 重時(shí)便漏水。產(chǎn)生裂縫的原因很多。消除裂縫是焊接調(diào)整操作中最困難的問題之一。 下面分別從原料方面、成型焊接孔型方面和工藝參數(shù)選擇方面進(jìn)行分析。 1. 原料方面 (1)鋼種,即鋼的化學(xué)成分對焊接性能有明顯的影響,鋼中所含的化學(xué)元素都或多或少、 或好或壞地影響著焊接性能。 高頻焊由于焊接溫度高, 擠壓力大等原因, 比低頻焊允許的化 學(xué)范圍要廣些,可以焊接碳素鋼、低合金鋼等。碳素鋼主要含有碳、硅、錳、磷、硫五種元 素。低合金鋼還可以含有錳、鈦、釩、鋁
作為焊管生產(chǎn)制造者,必須深刻了解高頻焊接的基本原理;了解高頻焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理;了解高頻焊接質(zhì)量控制的要點(diǎn)。
高頻焊接質(zhì)量控制的要點(diǎn)
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(shí),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。
高頻焊接后一定排除空氣,方法是:用工具按實(shí)焊點(diǎn),排出多余的空氣,達(dá)到焊點(diǎn)飽滿的目的。
了解了高頻焊接原理,還得要有必要的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)它。高頻焊接設(shè)備就是用于實(shí)現(xiàn)高頻焊接的電氣-機(jī)械系統(tǒng),高頻焊接設(shè)備是由高頻焊接機(jī)和焊管成型機(jī)組成的。其中高頻焊接機(jī)一般由高頻發(fā)生器和饋電裝置二個部分組成,它的作用是產(chǎn)生高頻電流并控制它;成型機(jī)由擠壓輥架組成,它的作用是將被高頻電流熔融的部分加以擠壓,排除鋼板表面的氧化層和雜質(zhì),使鋼板完全熔合成一體。
過去的焊管機(jī)組上使用高頻發(fā)生器是三回路的:高頻發(fā)電機(jī)組;固體變頻器;電子高頻振蕩器,后來基本上都改進(jìn)為單回路的了。調(diào)節(jié)高頻振蕩器輸出功率的方法有多種,如自耦變壓器,電抗法,晶閘管法等。
這是為了向管子傳送高頻電流用的,包括電極觸頭,感應(yīng)圈和阻抗器。接觸焊中一般采用耐磨的銅鎢合金的電極觸頭,感應(yīng)焊中采用的是紫銅制的感應(yīng)圈。阻抗器的主要元件是磁心,它的作用是增加管子表面的感抗,以減少無效電流,提高焊接速度。阻抗器的磁心采用鐵氧體,要求它的居里點(diǎn)溫度不低于310°,居里點(diǎn)溫度是磁心的重要指標(biāo),居里點(diǎn)溫度越高,就能靠得離焊縫越近,靠得越近,焊接效率也越高。
世界上一些大公司開始采用了固態(tài)模塊式結(jié)構(gòu),大大提高了焊接可靠性,保證了焊接質(zhì)量。如EFD公司設(shè)計(jì)的WELDAC G2 800高頻焊機(jī)由以下部分組成:整流及控制單元(CRU),逆變器,匹配及補(bǔ)償單元(IMC),CRU與IMC間的直流電纜,IMC到線圈或接觸組件。
機(jī)器的兩個主要部分是CRU及IMC。CRU包括一個帶有主隔絕開關(guān)及一個全橋二極管整流器的整流部分(它把交流電轉(zhuǎn)換為直流電),一個帶有控制裝置及外部控制設(shè)備界面的控制器。IMC包括逆變器模塊,一個匹配變壓器以及一個用于為感應(yīng)線圈提供必需的無功功率的電容組。
主供電電壓(3相480V),通過主隔絕開關(guān)被送到主整流器中。在主整流器中,主電壓被轉(zhuǎn)換為640V的直流電并且通過母線與主直流線纜相連接。直流電通過由數(shù)個并聯(lián)電纜組成的直流電輸送線被送到IMC。DC線纜在IMC單元母線上終止。逆變部分的逆變器模塊通過高速直流保險(xiǎn)同DC母線以并聯(lián)方式連接在一起。DC電容也與DC母線連接在一起。
每個逆變器模塊構(gòu)成一個全橋IGBT三極管逆變器。三極管的驅(qū)動電路則在逆變器模塊內(nèi)的一個印刷電路板上。直流電由逆變器變?yōu)楦哳l交流電。根據(jù)具體的負(fù)載,交流電的頻率范圍在100-150KH范圍之間。為根據(jù)負(fù)載對逆變器進(jìn)行調(diào)整,所有逆變器都以并聯(lián)方式同匹配變壓器連接。變壓器有數(shù)個并聯(lián)的主繞組,及一個副繞組。變壓器的匝數(shù)比是固定的。
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(jì)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(shí)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(shí)開通,何時(shí)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(jì)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(jì)算出一個新的輸出電流設(shè)定值??刂破饔?jì)算出來的輸出功率設(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(bào)警系統(tǒng)根據(jù)IMC中報(bào)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(bào)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。