Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Высокочастотная сварка
Высокочастотная сварка
Особенность высокочастотного метода нагрева состоит в выделении тепловой энергии в массе нагреваемого металла и возможность значительной концентрации электромагнитной энергии токов высокой частоты в поверхностных слоях нагреваемого металла вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости.
При нагреве ТВЧ, металлы помещают в магнитное поле высокой частоты, созданное током, протекающим по индуктору. В металле при этом индуктируется электродвижущая сила, вызывающая в нем ток. Вследствие поверхностного эффекта ток в нагреваемом изделии распределяется неравномерно — наибольшая плотность тока наблюдается в поверхностных слоях изделия. В нагреваемом ТВЧ изделии увеличение плотности тока от центра к поверхности проводника происходит по экспоненциальному закону:
где δx - среднеквадратичное значение плотности тока на расстоянии х от поверхности провода; δ — среднеквадратичное значение плотности тока на поверхности проводника; Δ — глубина проникновения — расстояние от поверхности провода по направлению к его центру, на котором плотность тока убывает в е раз по сравнению с плотностью тока на поверхности.
Из вышеприведенного выражения следует, что при высокочастотном нагреве в поверхностных слоях можно получить высокие плотности тока и тем самым обеспечить быстрый нагрев металла.
Кроме поверхностного эффекта, для высокочастотной сварки используют так называемый эффект близости. Сущность этого эффекта заключается в следующем: если вблизи проводника с переменным током поместить другой проводник без тока или же с током, имеющим противоположное направление, то в первом случае вследствие электромагнитной индукции в проводнике возникнет ЭДС и ток, направленные противоположно току в первом проводнике. Вследствие этого магнитные потоки от обоих токов в зазоре между проводниками, направленные в одну сторону, суммируются, а на наружных сторонах проводников, направленные встречно, ослабляются. Таким образом, в зазоре между проводниками напряженность магнитного ноля увеличивается, а вне зазора, наоборот, уменьшается. Вследствие этого плотности токов и поглощение энергии в проводниках увеличиваются в тех частях поверхности, которые обращены к другому проводнику, то есть там, где напряженность магнитного поля больше, и уменьшаются на внешних частях поверхности, как это показано на рис. 1. Этот эффект способствует еще большей концентрации энергии в поверхностных слоях нагреваемого изделия.
Рис. 1. Распределение переменного тока в параллельно расположенных шипах при противоположном направлении токов.
Для контактной высокочастотной сварки труб с использованием эффекта близости разработаны технология и аппаратура (рис. 2). Токоподводящие контакты, скользящие или вращающиеся, подводят ток высокой частоты к кромкам сформированной трубной заготовки. Вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости ток сосредоточивается на поверхностях сходящихся кромок. Трубная заготовка с разогретыми до необходимой температуры кромками поступает в обжимные валки, где и происходит сварка.
Рис. 2. Схема высокочастотной сварки продольного стыка трубы.
Применение тока радиочастотного диапазона позволяет получить более высокую концентрацию энергии, чем при контактной и дуговой сварке.
Вследствие использования высококонцентрированного нагрева при высокочастотной сварке протяженность зоны термического влияния и зоны шва чрезвычайно мала и составляет 0,1—0,15 мм. В связи с этим сварной шов обладает высокими механическими и антикоррозионными свойствами, весьма близкими к свойствам основного металла. Применение высокочастотной сварки для изготовления труб из легированной стали позволяет получить скорости сварки, во много раз превышающие скорости при дуговой сварке.
Высокочастотная сварка может быть использована для стыковой сварки труб и сплошных сечений, это позволяет нагревать торцы поверхностей без их контакта и оплавления. Кроме того, имеется возможность получить сварные соединения с незначительным внутренним гратом.
Торцы труб зажимают в специальных зажимах с усилием, исключающим проскальзывание их при приложении осевого усилия (рис. 3). Стык трубы помещают в одновитковый индуктор и нагревают до сварочной температуры, после чего прикладывают давление осадки.
Рис. 3 Схема стыковой сварки труб: 1 — трубы; 2 — зажим; 3 — трансформатор; 4 - индуктор.
Частоту тока, используемого для нагрева металла при стыковой сварке труб при индукционном нагреве, выбирают из условия получения возможно более высокого к. п. д. индуктора и возможно большей скорости нагрева.
Критерием выбора частоты тока является диаметр d трубы и толщина ее стенки:
Глубина проникновения Δг.пр. тока в металл, определяющая зону металла с максимальной температурой, т. е. толщину свариваемого металла, может быть получена из следующего выражения:
где ρ — удельное электросопротивление металла трубы, Ом*см;μ — относительная магнитная проницаемость.
С помощью высокочастотного нагрева можно наплавлять твердые сплавы на режущие кромки различных инструментов.
На рис. 4 представлена схема армирования твердыми сплавами зубьев буровых долот. Твердый сплав в виде порошка или брикета укладывают на армируемую грань зуба и в таком виде нагревают т. в. ч. В процессе нагрева расплавляются брикет и металл зуба, при этом зерна твердого сплава проникают в основной металл на глубину 2—3 мм. Продолжительность наплавки одного зуба составляет 10—27 с.
Рис. 4. Схема наплавки твердых сплавов на зубья буровых долот:1 — индуктор; 2 — брикет твердого сплава.
Основные преимущества сварки с нагревом ТВЧ: возможна сварка труб из высокоактивных металлов, аустенитных и жаропрочных сталей и сплавов; прочность сварных соединений не уступает прочности основного металла; обеспечиваются высокая производительность и стабильность процесса; процесс нечувствителен к состоянию поверхности металла, легко механизируется и автоматизируется.
Также по теме:
Применение пайки. Преймущества пайки.
Припои и флюсы. Виды припоев и флюсов для пайки.
svarder.ru
ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ СВАРКА
Количество просмотров публикации ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ СВАРКА - 827
Особенность высокочастотного метода нагрева состоит в выделении тепловой энергии в массе нагреваемого металла и возможность значитёльной концентрации электромагнитной энергии токов высокой частоты в поверхностных слоях нагреваемого металла, вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости [7, с. 76–80].
При нагреве т.в.ч. металлы помещают в магнитное поле высокой частоты, созданное током, протекающим по индуктору. В металле при этом индуктируется электродвижущая сила, вызывающая в нем ток. Вследствие поверхностного эффекта ток в нагреваемом изделии распределяется неравномерно – наибольшая плотность тока наблюдается в поверхностных слоях изделия. В нагреваемом т. в. ч. изделии увеличение плотности тока от центра к поверхности проводника происходит по экспоненциальному закону
(11.1)
где δх– среднеквадратичное значение плотности тока на расстоянии х от поверхности провода; δ – среднеквадратичное значение плотности тока на поверхности проводника; Δ – глубина проникновения — расстояние от поверхности провода по направлению к его центру, на котором плотность тока убывает в е раз по сравнению с плотностью тока на поверхности.
Из вышеприведенного выражения следует, что при высокочастотном нагреве в поверхностных слоях можно получить высокие плотности тока и тем самым обеспечить быстрый нагрев металла.
Кроме поверхностного эффекта͵ для высокочастотной сварки используют так называемый эффект близости. Сущность этого эффекта состоит в следующем.
В случае есливблизи проводника с переменным током поместить другой проводник без тока или же с током, имеющим противоположное направление, то в первом случае, вследствие электромагнитной индукции, в проводнике возникнет э. д. с. и ток, направленные противоположно току в первом проводнике. Вследствие этого магнитные потоки от обоих токов в зазоре между проводниками, направленные в одну сторону, суммируются, а на наружных сторонах проводников, направленные встречно, ослабляются.
Таким образом, в зазоре, между проводниками напряженность магнитного поля увеличивается, а вне зазора, напротив - уменьшается. Вследствие этого плотности токов и поглощение энергии в проводниках увеличиваются в тех частях поверхности, которые обращены к другому проводнику, т. е. там, где напряженность магнитного доля больше, и уменьшаются на внешних частях поверхности, как это показано на рис. 12.1. Этот эффект способствует еще большей концентрации энергии в поверхностных слоях нагреваемого изделия.
Для контактной высокочастотной сварки труб с использованием эффекта близости разработаны технология и аппаратура (рис. 12.2). Токоподводящие контакты, скользящие или вращающиеся, подводят ток высокой частоты к кромкам сформированной трубной заготовки. Вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости ток сосредоточивается на поверхностях сходящихся кромок. Трубная заготовка с разогретыми до крайне важно й температуры кромками поступает в обжимные валки, где и происходит сварка.
Шунтирующее сопротивление при высокой частоте велико и, кроме того, его можно увеличить введением во внутреннюю полость трубы ферритового сердечника, увеличивая при этом концентрацию тока на поверхности трубы.
Применение тока радиочастотного диапазона позволяет получить более высокую концентрацию энергии, чем при контактной и дуговой сварке.
Вследствие использования высококонцентрированного нагрева при высокочастотной сварке протяженность зоны термического влияния и зоны шва чрезвычайно мала и составляет 0,10 – 0,15 мм. В связи с этим сварной шов обладает высокими механическими и антикоррозионными свойствами, весьма близкими к свойствам основного металла.
Применение высокочастотной сварки для изготовления труб из легированной стали позволяет получить скорости сварки, во много раз превышающие скорости при дуговой сварке.
Высокочастотная сварка должна быть использована для стыковой сварки труб и сплошных сечений, это позволяет нагревать торцы поверхностей без их контакта͵ и оплавления. Вместе с тем, имеется возможность получить сварные соединения с незначительным внутренним гратом.
Торцы труб зажимают в специальных зажимах с усилием, исключающим проскальзывание их при приложении осевого усилия (рис. 12.3). Стык трубы помещают в одновитковый индуктор и нагревают до сварочной температуры, после чего прикладывают давление осадки.
Частоту тока, используемого для нагрева металла при стыковой сварке труб при индукционном нагреве, выбирают из условия получения возможно более высокого к. п. д. индуктора и возможно большей скорости нагрева.
Критерием выбора частоты тока является диаметр d трубы и толщина ее стенки:
(12.1)
Глубина проникновения Δᴦ..пр тока в металл, определяющая зону металла с максимальной температурой, т. е. толщину свариваемого металла, должна быть получена из следующего выражения:
, (12.2)
где ρ – удельное электрическое сопротивление металла трубы, Ом·см; Δᴦ. пр относительная магнитная проницаемость.
С помощью высокочастотного нагрева можно наплавлять твердые сплавы на режущие кромки различных инструментов.
На рис. 12.4 представлена схема армирования твердыми сплавами зубьев буровых долот. Твердый сплав в виде порошка или брикета укладывают на армируемую грань зуба и в таком виде нагревают т. в. ч. В процессе нагрева расплавляются брикет и металл зуба, при этом зерна твердого сплава проникают в основной металл на глубину 2–3 мм. Продолжительность наплавки одного зуба составляет 10–27 с.
Основные преимущества сварки с нагревом т.в.ч.: возможна сварка труб из высокоактивных металлов, аустенитных и жаропрочных сталей и сплавов; прочность сварных соединений не уступает прочности основного металла; обеспечиваются высокая производительность и стабильность процесса; процесс нечувствителен к состоянию поверхности металла, легко механизируется.
13. ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ СВАРКА
На современном этапе развития физики широкое и разностороннее применение в различных областях науки и техники находит использование энергии электронов. Сегодня известно использование энергии электронов для возбуждения свечения люминофоров, которые обычно наносят на экран электроннолучевых трубок катодных осциллографов и телевизоров. Эффекты, вызываемые электронами при бомбардировке вещества, использованы в электронных микроскопах, электронных умножителях, рентгеновских трубках, масс-спектрографах и во многих других устройствах и приборах [7, с. 80–120].
Электрон представляет собой элементарную электрически заряженную частицу, имеющую отрицательный заряд е =1,602·10-19. Кл, массу me = 9,109·10-31кг; радиус rе= 2,82·10-15 м, удельный заряд = 1,759·1011Кл/кᴦ. Количество электронов в атоме зависит от типа вещества и равно его атомному номеру в периодической системе элементов Д.И. Менделеева.
Электрон, являясь наименьшей устойчивой заряженной элементарной частицей материи, должна быть наиболее простым образом получен в свободном состоянии. В большинстве случаев, подведя соответствующую энергию, можно вызвать выход электронов с поверхности металла. Наиболее часто для получения свободных электронов используют термоэлектронные катоды-металлы. Οʜᴎ нагреваются до таких температур, при которых электроны приобретают достаточную скорость, чтобы покинуть металл и перейти в окружающее катод пространство. В результате возникает эмиссия электронов. Величина тока термоэлектронной эмиссии зависит от температуры катода, работы выхода и свойств поверхности (уравнение Ричардсона – Дэшмана):
je = АТ2e , (13.1)
где je – плотность тока эмиссии, А/см2; А – эмиссионнная постоянная, зависящая от свойств излучающей поверхности и равная для большинства чистых металлов 40 – 70 А/см2К2; Т- абсолютная температура катода, К; е - основание натурального логарифма; еφо – работа выхода электрона из металла, Дж; k = 1,38·10–23 Дж/К – постоянная Больцмана.
Это уравнение показывает, что величина тока эмиссии в наибольшей степени зависит от температуры катода. При этом при увеличении температуры резко возрастает скорость испарения, материала катода, и сокращается срок его службы.
Свободные электроны под действием электрических или магнитных полей могут перемещаться. Поскольку электроны обладают самой малой инертной массой из всех элементарных частиц, имеющих заряд, то электрону можно сообщить большие ускорения. В случае если электрон поместить в однородное электрическое поле напряженностью Е, созданное между двумя параллельными пластинами достаточно большой протяженности, то на электрон будет действовать сила, равная произведению величины заряда на напряженность поля в месте нахождения заряда:
F = -еЕ (13.2)
Знак минус показывает, что вследствие отрицательного заряда электрона сила имеет направление, противоположное направлению вектора напряженности электрического поля. Работа͵ затраченная электрическим полем па перемещение заряда из одной точки в другую, равна произведению величины заряда на разность потенциалов между этими двумя точками:
A = eU = е(U4 – U1), (13.3)
где U – разность потенциалов между точками 1 и 2 (рис.13.1).
Эта работа затрачивается на сообщение электрону кинетической энергии
Wk = , (13.4)
где v и v0 – скорости движения электрона в точках 1 и 2.
Сумма кинетической и потенциальной энергий электронов при их движении в электрических полях остается постоянной, поэтому
=eU (13.5)
если начальная скорость электрона v0= 0, то
=eU (13.6)
Отсюда следует, что энергия электронов определяется массой и скоростью частицы. Энергия электронов может достигать больших значений и зависит от разности потенциалов разгоняющего поля. Скорость электрона, выраженная через потенциал разгоняющего поля U, равна
v = (13.7)
Подставляя в это выражение значение заряда и массы электрона, можно получить приближенное соотношение для расчета скорости электрона (в км/с):
v (13.8)
Скорость, приобретаемая электроном при движении в ускоряющем поле, зависит только от разности потенциалов. Из последнего соотношения видно, что скорости электронов даже при сравнительно небольшой разности потенциалов достигают значительных величин. К примеру, при U = 10000 В скорость электронов v = 60000 км/с.
При такой большой скорости электронов все процессы, связанные с движением электронов, протекают очень быстро.
Регулируя величину и направление начальной скорости электронов, а также величину и направление' напряженности электрического поля, можно заставить электроны двигаться по заранее рассчитанной траектории. Это позволяет управлять движением электронов, получать требуемые энергии электронов, плотность в пучке и т. п.
Возможность изменения траектории движения электрона с помощью магнитного поля используют для фокусировки и управления электронным потоком.
Электроны, двигаясь в электрическом поле, могут накопить значительную кинетическую энергию. При достижении электроном поверхности металлического анода скорость электронов резко уменьшается вследствие столкновения их с атомами металла. При таких столкновениях кинетическая энергия электронов передается атомам вещества, подвергающегося бомбардировке. Эффект передачи энергии электронов веществу проявляется увеличением температуры вещества.
Нагрев анода электронной бомбардировкой является во многих случаях нежелательным явлением и лишь в последнее время данный эффект начал использоваться как положительный фактор при различных технологических процессах, связанных с термическим воздействием, – сварке, плавке, обработке, напылении пленок и т. п., что значительно расширило область применения электронного луча.
Установлено, что электроны, обладающие определенной энергией, могут проникать в вещество. Толщина слоя вещества, пройдя который электрон полностью теряет скорость, определяет его пробеᴦ. Пробеги электронов в металлах при сравнительно небольших энергиях электронов (10–82 кэВ) были изучены Б. Шенландом. Согласно Шенланду пробег (в см) электронов выражается зависимостью
(13.9)
где U – разгоняющее напряжение, В;
– плотность вещества, г/см3.
Расчеты показывают, что электроны исходя из разгоняющего напряжения и свойств металла могут проникать на глубину нескольких десятков и даже сотен микрометров. Глубина проникновения электронов в металл невелика, но учет ее позволяет объяснить некоторые эффекты, связанные с особенностями электронного нагрева при сварке.
Изучение адсорбции монохроматического потока электронов показывает, что проникающий в вещество электрон испытывает многократное рассеяние и теряет энергию не сразу и в результате многочисленных соударений с ядрами атомов и электронами решетки. В результате этих столкновений меняется скорость и направление движения электронов, проникающих в вещество. Электроны растрачивают основную долю энергии в конце пробега,
referatwork.ru
Высокочастотная сварка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4
Высокочастотная сварка
Cтраница 4
Высокочастотной сваркой изготавливают прямошовные трубы из неочищенной горячекатанной малоуглеродистой стали. Применение радиочастоты ( более 400 кГц) позволяет сваривать продольные швы труб из алюминия, жаропрочных сплавов, легко окисляющихся металлов. Швы получаются с незначительным внутренним гратом, с малой шириной зоны термического влияния, с хорошими механическими свойствами. Существенный недостаток высокочастотной сварки - сложность оборудования. [46]
Применение высокочастотной сварки наиболее эффективно при непрерывных процессах изготовления изделий достаточно простой конфигурации, выпускаемых массовыми сериями, поэтому этот способ нашел наибольшее распространение в производстве прямо - и спиральношовных труб из черных и цветных металлов, оболочек электрических кабелей, в приварке ребер, изготовлений профилей. Описанию наиболее эффективных процессов с применением высокочастотной сварки давлением посвящена эта глава. [48]
Применение высокочастотной сварки при изготовлении биметаллической проволоки представляется целесообразным, Принципиальная схема этого процесса во многом напоминает схему высокочастотной сварки оболочек кабеля. Проволока, предназначенная для сердечника, разматывается из бунта, и передний конец ее с помощью стыкосварочной машины приваривается к заднему концу проволоки предыдущего бунта. Для обеспечения непрерывности процесса определенное количество проволоки накапливается в петлевом устройстве. Затем проволока проходит через внутренний калибр валков формовочного устройства, сварочной машины, редукционного и калибровочного станов и наматывается на барабан с готовой продукцией. [49]
Применение высокочастотной сварки возможно только для пластиков, характеризующихся, относительно высокими электрическими потерями: винипласт, пластикат, сополимеры на базе полихлорвинила и полиамиды. [51]
Метод высокочастотной сварки, обеспечивающий высокую скорость и хорошее качество сварного шва, нашел широкое применение в производстве электросварных труб, вытесняя контактную сварку сопротивлением, дуговую под флюсом и в защитных атмосферах а. [52]
Для высокочастотной сварки пригодны термопласты, имеющие значительный дипольный момент и большой тангенс угла диэлектрических потерь. [54]
Метод высокочастотной сварки в принципе применим лишь длч тех термопластичных материалов, которые состоят из молекул, имеющих полярные группы. Винипласт, химическую основу которого составляет полихлорвинил, относится именно к таким материалам. [55]
Сущность высокочастотной сварки состоит в нагреве до пластичного состояния соединяемых участков детали электрическими токами высокой частоты с последующим сжатием, приводящим к образованию соединения. [57]
При высокочастотной сварке используются диэлектрические свойства пластмасс. [59]
При высокочастотной сварке нагревание деталей осуществляется за счет диэлектрических потерь в свариваемых материалах. При этом тепло генерируется по всему объему материала, чем достигается равномерный его прогрев по всей толщине. Время разогрева материала зависит от диэлектрических потерь его, величины тепловых потерь, напряжения и частоты тока. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Сварка ТВЧ. Сварка токами высокой частоты. Высокочастотная сварка.
Сварка ТВЧ. Сварка токами высокой частоты.
При сварке токами высокой частоты (ТВЧ) изделие перед сварочным узлом формируется в виде заготовки с V-образной щелью между свариваемыми кромками. К кромкам индуктором (рисунок, позиция а) или с помощью вращающегося контактного ролика (рисунок, позиция б) подводится ток высокой частоты таким образом, чтобы он проходил от одной кромки к другой через место их схождения.
Вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости, который по мере сближения кромок усиливается, достигается высокая концентрация тока в месте схождения кромок, и они разогреваются. Нагретые кромки обжимаются валками и свариваются.
Высокочастотная сварка
Качество сварного соединения и расход электроэнергии обусловлены особенностями протекания тока высокой частоты по проводникам.
Схема высокочастотной сварки труб
а — индукционный; б — контактный способы подвода тока
1 — индуктор; 2 и 3 — контакты; 4 — ферритовый стержень; 5 — сжимающие ролики; 6 — труба; 7 — направляющий ролик
При протекании тока по проводнику проявляется поверхностный эффект, заключающийся в неравномерном распределении переменного тока по сечению проводника: у наружной поверхности проводника наблюдается наибольшая плотность тока. При высокой частоте ток проходит лишь по тонкому поверхностному слою проводника. Вследствие поверхностного эффекта существенно увеличивается активное сопротивление проводников и выделяющаяся энергия концентрируется в поверхностных слоях нагреваемого изделия.
При протекании переменного тока в системе проводников, расположенных таким образом, что каждый из них находится не только в собственном переменном магнитном поле, но и в поле других проводников, проявляется эффект близости: ток по периметру проводников располагается так, что его плотность в близлежащих точках проводников максимальная, а в наиболее удаленных — минимальная. Чем меньше расстояние между осями проводников и чем больше радиус сечения проводника, тем сильнее проявляется эффект близости.
www.mtomd.info
| При сварке токами высокой частоты изделие перед сварочным узлом формируется в виде заготовки с V-образной щелью между свариваемыми кромками. К кромкам индуктором или с помощью вращающегося контактного ролика подводится ток высокой частоты таким образом, чтобы он проходил от одной кромки к другой через место их схождения. Вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости, который по мере сближения кромок усиливается, достигается высокая концентрация тока в месте схождения кромок, и они разогреваются. Нагретые кромки обжимаются валками и свариваются. Высокочастотная сваркаКачество сварного соединения и расход электроэнергии обусловлены особенностями протекания тока высокой частоты по проводникам. Схема высокочастотной сварки труба индукционный; б контактный способы подвода тока 1 индуктор; 2 и 3 контакты; 4 ферритовый стержень; 5 сжимающие ролики; 6 труба; 7 направляющий ролик При протекании тока по проводнику проявляется поверхностный эффект, заключающийся в неравномерном распределении переменного тока по сечению проводника: у наружной поверхности проводника наблюдается наибольшая плотность тока. При высокой частоте ток проходит лишь по тонкому поверхностному слою проводника. Вследствие поверхностного эффекта существенно увеличивается активное сопротивление проводников и выделяющаяся энергия концентрируется в поверхностных слоях нагреваемого изделия. При протекании переменного тока в системе проводников, расположенных таким образом, что каждый из них находится не только в собственном переменном магнитном поле, но и в поле других проводников, проявляется эффект близости: ток по периметру проводников располагается так, что его плотность в близлежащих точках проводников максимальная, а в наиболее удаленных минимальная. Чем меньше расстояние между осями проводников и чем больше радиус сечения проводника, тем сильнее проявляется эффект близости. Станки ТВЧ для сварки полимерных материаловНаша компания предлагает высокочастотное сварочное оборудование производства компании WELDECH . Это ТВЧ-станки различной мощности, с различной компоновкой узлов и агрегатов для решения различных задач. Установки ТВЧ используются для сварки чистой плёнки ПВХ , кожзама из ПВХ, а также плёнок, которые содержат более 30% состава ПВХ. Оборудование может сваривать полиуретан , полиамид , термопластичные полиуретаны TPU. EVA. PETG . Станки для ТВЧ-сварки состоят из генераторной установки и сварочного пресса. Электроды этих станков могут иметь разную форму, в результате чего можно получить швы разной формы и соединять изделия различной конфигурации. При использовании станков ТВЧ значительно снижается количество брака. ТВЧ-станок с одним столом и одним генератором. Рекомендуется для производства натяжных потолков и спецодежды. О технологии высокочастотной сварки полимерных материаловНастройка ВЧ мощности, времени сварки и времени охлажденияСварка током высокой частотыЭто наиболее прогрессивный метод сварки. Основное достоинство, которого заключается в мгновенном нагреве свариваемых материалов по всей толщине и высокой производительности. Под действием переменного высокочастотного поля материал поляризуется, что приводит к смещению заряженных частиц, входящих в атомы и молекулы вещества. Движение частиц происходит с трением, а электрическое поле затрачивается на его преодоление, что вызывает нагрев материала. Стационарная установка ТВЧ ZD3,5 P Максимальная температура сосредоточена на соединяемых поверхностях, а минимальная - на внешних. Такое распределение температуры является преимуществом ТВЧ - сварки, так как наружные поверхности не нагреваются, что снижает деформацию в зоне шва. Материал нагревается изнутри током высокой частоты и сварка происходит на молекулярном уровне, чем достигается полная герметичность свариваемых материалов. Сварные швы изготовленные по такой технологии практически не видны. Сварке ТВЧ подвергаются те термопласты, фактор диэлектрических потерь которых не меньше сотых долей единицы. Неполярные вещества, такие как полиэтилен, полипропилен, полистирол не годятся для высокочастотной сварки. Применение установок ТВЧНа практике все вышеперечисленные свойства используются следующим образом:
Это не полный перечень возможного применения установок ТВЧ. Можно сваривать все, что производится из ПВХ или материалов, содержащих свыше 30% ПВХ.Другие виды сваркиСварка токами высокой частотыПри сварке токами высокой частоты изделие перед сварочным узлом формируется в виде заготовки с V-образной щелью между свариваемыми кромками. К кромкам индуктором или с помощью вращающегося контактного ролика подводится ток высокой частоты таким образом, чтобы он проходил от одной кромки к другой через место их схождения. Вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости, который по мере сближения кромок усиливается, достигается высокая концентрация тока в месте схождения кромок, и они разогреваются. Нагретые кромки обжимаются валками и свариваются. Рис. 3.43. Схема высокочастотной сварки труб с индукционным и контактным способами подвода тока: 1 - индуктор; 2 и 3 - контакты; 4 - ферритовый стержень; 5 - сжимающие ролики; 6 - труба; 7 - направляющий ролик Качество сварного соединения и расход электроэнергии обусловлены особенностями протекания тока высокой частоты по проводникам. При протекании тока по проводнику проявляется поверхностный эффект, заключающийся в неравномерном распределении переменного тока по сечению проводника: у наружной поверхности проводника наблюдается наибольшая плотность тока. При высокой частоте ток проходит лишь по тонкому поверхностному слою проводника. Вследствие поверхностного эффекта существенно увеличивается активное сопротивление проводников и выделяющаяся энергия концентрируется в поверхностных слоях нагреваемого изделия. При протекании переменного тока в системе проводников, расположенных таким образом, что каждый из них находится не только в собственном переменном магнитном поле, но и в поле других проводников, проявляется эффект близости: ток по периметру проводников располагается так, что его плотность в близлежащих точках проводников максимальная, а в наиболее удаленных - минимальная. Чем меньше расстояние между осями проводников и чем больше радиус сечения проводника, тем сильнее проявляется эффект близости. Источник: Сварка. Введение в специальность. В.А. Фролов, В.В. Пешков. - М. Интермет Инжиниринг, 2004 Сварка с применением индукционных методов нагреваОтправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную нижеСтуденты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. Подобные документыСущность понятия сварка. Механическая, термическая, электродуговая сварка. Сварка неплавящимся и плавящим электродом. Перечень основных достоинств лазерной сварки. Технология роботизированной сварки, характеристика основных преимуществ применения. Сварка нагретым инструментом, нагретым газом, с применением инфракрасного излучения, с помощью растворителей. Высокочастотная, ультразвуковая, лазерная сварка. Химическая сварка термопластов, отвержденных реактопластов. Термоконтакная сварка полимеров. Виды и особенности сварки чугуна. Выбор электродов для сварки чугуна. Горячая сварка чугуна. Холодная сварка чугуна электродами из никелевых сплавов. Охрана труда при сварочных работах. Способы сварки чугуна. Мероприятия по защите окружающей среды. Определение свариваемости стали. Расчет массы изделия. Выбор способа сварки и сварочных материалов. Ручная дуговая сварка. Выбор сварочных материалов. Определение складских площадей и производственных кладовых. Сварка под флюсом, в защитном газе. Запасные и регулирующие ёмкости. Резервуары. Их назначение и типы. Оборудование резервуаров. Ручная дуговая сварка чугуна. Классификация, свариваемость, способы сварки, горячая сварка, холодная сварка чугуна. Охрана труда при сварочных работах. Схема соединения деталей сваркой плавлением. Сварка по виду применяемой энергии. Сварка латуни. Дуговая сварка латуни. Режимы сварки латуни угольным электродом. Газовая сварка латуней. Применение флюса БМ-1 повышает производительность сварки. Анализ вариантов и выбор способа изготовления с учётом свариваемости. Характеристика изделия. Технологическая карта. Выбор сварочных материалов и сварочного оборудования. Расчёты расхода сварочных материалов. Расчёты и выбор параметров режима сварки. Химический состав, механические, физические и технологические свойства сплава ВТ20 и его свариваемость. Виды сварки титановых сплавов и их характеристика. Ручная аргонодуговая сварка плавящимся и неплавящемся электродом. Сварка в контролируемой атмосфере. Характеристика меди и ее сплавов. Пористость. Особенности технологии сварки. Подготовка под сварку. Газовая сварка. Ручная сварка. Автоматическая сварка под флюсом. Дуговая сварка в защитных газах. Свариваемость меди. Источники: www.mtomd.info, tvh-mt.ru, k-texnik.ru, www.svarkainfo.ru, knowledge.allbest.ru |
www.samsvar.ru
Высокочастотная сварка труб и пластмасс
Высокочастотная сварка – это способ соединения металлов при помощи тока высокой частоты. Ее особенность в том, что соединяемые детали находятся под небольшим углом и кромки почти касаются друг друга. Электрические контакты подсоединяются к кромкам деталей и пропускают ток высокой частоты.
После нагрева и расплавления металл сжимается специальными обжимными роликами, затем соединение осаживается, образуя прочный сварной шов. Эффект обусловлен близостью свариваемых деталей и поверхностным прохождением тока в результате чего достигается большая концентрация тока на кромках и металл хорошо сваривается.
Сварка токами высокой частоты бывает двух типов: с помощью обычных контактов и индукционная. При первом способе подсоединяются обычные электрические контакты, а при втором – ток наводится индуктором. Чаще всего сварка высокочастотными токами используется для производства длинных труб различного диаметра.
Технология высокочастотной сварки
С технической стороны процесс выглядит как быстрое движение трубы между круглых роликов, перед которыми перемещается токоподводящий контакт. Ролики выполняют 
функцию фиксации места сварки. Чтобы увеличить интенсивность нагрева в заготовленную для сварки трубу вставляют ферритовый магнитный сердечник.
Высокочастотная сварка труб небольшого диаметра до 76 мм происходит при помощи генераторов тока с частотой 440 кГц, для труб до 426 мм используют машинные генераторы частотой 8 кГц. Сваривание трубы происходит со скоростью от 25 до 55 метров в минуту.
Сварка на высокой частоте позволяет сконцентрировать энергию на поверхности проводника, в результате сварная зона совсем небольшая, примерно 0,1-0,15 мм.
После сварки в месте шва получается металл, который по антикоррозийным и механическим свойствам почти не отличается от исходного металла.
Кроме металлов можно сваривать диэлектрические материалы наподобие пластмассы. При этом применяют точно такие же современные способы, как высокочастотная сварка. Принцип аналогичен: свариваемое изделие помещается в высокочастотное электрическое поле, которое преобразуется в тепло.
Пластмасса – это не чистый диэлектрик. После внесения материала в поле свободные заряды в структуре смещаются, образуя ток. На смещение частиц затрачивается энергия, которая производит тепло. Высокочастотная сварка пластмасс происходит с помощью генераторов частотой 30-40 МГц.
Не все типы пластмасс можно сваривать таким способом, подходят те, который называют полярными: винипласт, поливинилхлорид, полиамид.
Все остальные типы считаются неполярными, и не могут свариваться в высокочастотном поле.
Высокочастотная сварка пластмасс
Сварку пластмасс производят по двум схемам: прессовой и роликовой. При первом способе электроды по своей конфигурации совпадают с размерами сварного шва. То есть, все участки шва свариваются за один раз. При этом электроды служат не только для подвода энергии, но и выполняют роль пресса. Таким способом можно получить любой тип стыка – встык, внахлест, и другие.
Когда нужно сварить тонкую синтетическую пленку, используют точечные электроды, которые подаются специальным механизмом с определенным шагом. Второй способ – с помощью роликов, вращающихся в разных направлениях. Одни из них является выводом для генератора высокой частоты, а второй заземляется. Пластмасса прокатывается между ними и происходит сварка. В результате можно получить длинный и непрерывный шов.
У этого метода есть недостаток: при большой скорости сварки шов выходит из-под роликов в нагретом состоянии и если материал большой толщины, то возникает деформация.
Также под роликами сложно создать хорошую электрическую емкость. Из-за недостатков роликовый способ применяют только для сварки тонкой пленки.
Самая оптимальная эффективность при сварке пленки толщиной 100 мкм. Для сварки пластмасс используют целый спектр генераторов с разными мощностями от 1,6 до 10 кВт. Но неизменной остается частота, при которой происходит сварка пластмассы – он равна 27,12 МГц. Это стандарт, который не должен изменяться.
steelguide.ru
Высокочастотная сварка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Высокочастотная сварка
Cтраница 3
Высокочастотная сварка осуществляется с применением установок, основными элементами которых являются генератор высокой частоты и пресс. Пресс может иметь рычажный, электромеханический, пневматический или гидравлический привод. [31]
Высокочастотная сварка металлов на первом этапе была внедрена в трубоэлектросварочное производство и производство оболочек кабеля. При высокочастотной сварке труб условия нагрева и теплопередачи на обеих свариваемых кромках одинаковы, и для получения равной температуры на кромках контакты и индуктор размещаются симметрично. [32]
Теперь высокочастотная сварка труб внедрена более чем на 40 трубоэлектросварочных станах, обеспечивающих производство труб размером от 6 до 529 мм при толщине стенки от 0 5 до 12 мм. Новые и переоборудованные на радиочастотную сварку станы обеспечивают высокие скорости сварки, достигающие 80 м / мин при автоматическом регулировании процесса. [33]
Высокочастотная сварка термопластичных материалов производится путем нагрева свариваемых деталей в электрическом поле с приложением соответствующего усилия. Свариваемый материал зажимается в специальных электродах машины. При подаче на электроды высокочастотной энергии термопластик нагревается, лри этом температура в материале распределяется та к, что максимальный нагрев происходит на свариваемых поверхностях. [34]
Высокочастотная сварка стеклянных труб производится следующим образом. [36]
Высокочастотная сварка заготовок пластмасс по сравнению со сваркой горячим воздухом повышает скорость сварки в 20 - 100 раз ( до 1 5 - 10 MJMUH), обеспечивает более высокое качество соединения при относительно небольшом расходе электроэнергии. [37]
Теперь высокочастотная сварка труб внедрена более чем на 40 трубоэлектросварочных станах, обеспечивающих производство труб размером от 6 до 529 мм при толщине стенки от 0 5 до 12 мм. Новые и переоборудованные на радиочастотную сварку станы обеспечивают высокие скорости сварки, достигающие 80 м / мин при автоматическом регулировании процесса. [38]
Высокочастотную сварку обычно применяют для соединения полярных пластмасс. Для неполярных пленок часто применяют термоимпульсную сварку. Установка для такой сварки состоит из двух электродов, покрытых фторопластовой пленкой во избежание прилипания к ним свариваемых материалов. Электроды нагреваются практически мгновенно за счет подачи на них мощного импульса тока и теплота передается свариваемым пленкам, помещенным между ними. После сваривания ток выключают и сваренный участок пленок охлаждается вместе с электродами. [39]
Высокочастотную сварку выполняют с помощью установок ( ЛГД-1 и др.), преобразующих переменный ток в высокочастотный ( рис. 61), или ручных аппаратов. Перед сваркой сварочный инструмент устанавливают на листе пластиката 7 вдоль свариваемой кромки. Затем под электроды 12 придвигают второй лист пластиката впритык к первому. Чтобы пластикат не прилипал, под аппарат подкладывают целлофановую 11 или фторпластовые лепты. Если поверхность пола неровная, под пластикат помещают лист фанеры толщиной 8 - 10 мм. Пластикат, нагреваясь токами высокой частоты, начинает плавиться и при этом частицы материала перемешиваются по линии стыков между заготовками ( свариваются) и образуют монолитный шов. После этого сварочный инструмент передвигают на новый участок шва ( на длину электродов 12) и операцию повторяют в той же последовательности. [41]
Высокочастотную сварку обычно применяют для соединения полярных пластмасс. Для неполярных пленок часто применяют термоимпульсную сварку. Установка для такой сварки состоит из двух электродов, покрытых фторопластовой пленкой во избежание прилипания к ним свариваемых материалов. Электроды нагреваются практически мгновенно за счет подачи на них мощного импульса тока и теплота передается свариваемым пленкам, помещенным между ними. После сваривания ток выключают и сваренный участок пленок охлаждается вместе с электродами. [42]
Высокочастотную сварку пластиката выполняют на поверхности, обкладываемой пластикатом, или в специально оборудованном помещении. [43]
Высокочастотной сваркой соединяют пленки, диэлектрический фактор потерь К которых 0 01 [ 8, с. [44]
Высокочастотной сваркой при частоте 2 5 - 8 кгц обычно соединяют детали встык или продольным швом, в частности при частоте 8 кгц сваривают толстостенные трубы, а при частоте 450 и 1600 кгц трубы небольшого и среднего диаметра с толстой и очень тонкой ( 0 2 - 0 4 мм) стенкой. [45]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
