ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Высокочастотная сварка

Высокочастотная сварка - сварка с применением давления, при которой нагрев осуществляется токами высокой частоты (ТВЧ). Нагрев заготовок ведется или до сварочной температуры или до рас­плавления кромок заготовок.

Особенность нагрева ТВЧ состоит в использовании явления не­равномерностью распределения тока по сечению проводника. При протекании переменного тока по проводнику вокруг него возникает переменное магнитное поле той же частоты. Под воздействием этого

поля значительно возрастает индуктивное сопротивление внутренних слоев проводника и происходит вытеснение тока в наружные слои проводника. С увеличением частоты тока неравномерность распреде­ления плотности тока (j=I/nR2) по сечению проводника увеличивается (поверхностный эффект). Следовательно, в поверхностных слоях про­водника концентрируется до 80. 95% тепловой энергии. При прохо­ждении ТВЧ по электрической цепи содержащей два близко располо­женных проводника на их нагрев будет влиять взаимодействие маг­нитных полей, протекающих по каждому из проводников. В зависи­мости от направления тока в зазоре между проводниками можно на­блюдать уменьшение или увеличение суммарной напряженности маг­нитного поля (эффект близости). При противоположных направлени­ях тока наибольшая его плотность будет в поверхностных слоях про­водников близко расположенных к зазору. Если кромки свариваемых заготовок установить с небольшим зазором и включить их в общую электрическую цепь ТВЧ, то сочетание поверхностного эффекта и эффекта близости будут способствовать интенсивному нагреву кро­мок.

В качестве источника ТВЧ можно использовать машинные или электронные генераторы (внешние источники) или возбуждать их не­посредственно в теле свариваемых заготовок 1 индуктором 2 (рис. 2.27). В месте контакта кромок заготовок температура может дости­гать 1200. 1300оС. Вследствие большой интенсивности нагрева (800. 1500) градусов в секунду скорость сварки может достигать де­сятки и сотни метров сварного шва в секунду. Вследствие малой тол­щины (0,15.0,2 мм) нагреваемых слоев заготовок, зона структурных превращений основного металла так же мала.

Высокочастотной сваркой можно сваривать практически любые стали, медные и алюминиевые сплавы, высоко активные металлы и сплавы, соединения из разнородных металлов толщиной 0,8.14 мм.

Сварной шов имеет высокую механическую прочность и вязкость и отличается стабильность качества. Процесс сварки легко автоматизи­руется с использованием следящих по электрическим и механическим параметрам систем.