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　　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50KHz~400KHz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钢管的焊接的。那么，这两个效应是怎么回事呢?

　　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。高频淬火机用于滚珠丝杠感应淬火滚珠丝杠是一种将旋转运动与直线运动相互转化的滚动功能部件,具有平稳传动、的功能,一直以来被广泛应用于机床传动、数控设备、自动化控制等方面。通俗地说，频率越高，电流就越集中在钢板的表面;频率越低，表面电流就越分散。必须注意：钢铁虽然是导体，但它的磁导率会随着温度升高而下降，就是说，当钢板温度升高的时候，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。会合角小时邻近效应显著，有利提高焊接速度，但会合角过小时，预热段和熔融段变长，而熔融段变长的结果，使得闪光过程不稳定，过梁爆坡后容易形成深坑和，难以压合。邻近效应随着频率和相邻导体的间距变近而，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钢板边部加热，熔融，并通过挤压实现对接。

高频焊接有两种方式：接触焊和感应焊。

　　接触焊是以一对铜电极与被焊接的钢管两边部相接触，感应电流穿透性好，高频电流的两个效应因铜电极与钢板直接接触而得到***大利用，所以接触焊的焊接效率较高而功率消耗较低，在高速低精度管材生产中得到广泛应用，在生产特别厚的钢管时一般也都需要采用接触焊。由于感应加热时间短、速度快，并且还是非接触式(加热物体不需要与感应圈接触)的加热。但是接触焊时有两个缺点：一是铜电极与钢板接触，磨损很快;二是由于钢板表面平整度和边缘直线度的影响，接触焊的电流稳定性较差，焊缝内外毛刺较高，在焊接和薄壁管时一般不采用。

　　感应焊是以一匝或多匝的感应圈套在被焊的钢管外，多匝的效果好于单匝，但是多匝感应圈制作安装较为困难。感应圈与钢管表面间距小时效率较高，但容易造成感应圈与管材之间的放电，一般要保持感应圈离钢管表面有5~8mm的空隙为宜。七、设备的连续工作时间选择：连续工作时间长，相对选择功率略大的感应加热设备，相反，则选择功率相对较小的设备。采用感应焊时，由于感应圈不与钢板接触，所以不存在磨损，其感应电流较为稳定，保证了焊接时的稳定性，焊接时钢管的表面质量好，焊缝平整，在生产如API等管子时，基本上都采用感应焊的形式。

　　高频焊机与其它的焊机不同，它的功能和用途并不只是单一焊接。高频焊机不但可以用于各种金属材料的焊接，还可以用于透热、熔炼、热处理等工艺。五、工件的材料选择：金属材料中熔点高的相对选用功率大一些，熔点低的相对选用功率小一些。焊接只是它的众多用途之一。它是利用电磁感应原理转换成高频磁场，并作用在处于磁场中的金属物体上;利用涡流效应，在金属物体中生成与磁场强度成正比的感生电流，此涡流受集肤效应影响，频率越高，越集中于金属物体的表层。热处理工艺有：

　　1、各种汽、摩配高频淬火热处理，如：曲轴、连杆、活塞销、凸轮轴、气门、变速箱内的各种齿轮、各种拔叉、各种花键轴、传动半轴、各种小轴曲柄销、各种摇臂、摇臂轴等高频淬火热处理。

　　2、五金工具高频淬火热处理，如老虎钳、锤、大力钳、扳手。

　　3、液压元件如：柱塞泵的柱塞、转子泵的转子、各种阀门上的换向轴、齿轮泵的齿轮等高频淬火。

　　4、各种电动工具齿轮轴的高频淬火热处理。

　　5、各种木工工具，如：斧头、刨刀等热处理。