高频焊原理.ppt

概述高频焊接时电磁感应的原理,使焊接工件在脚边磁场中切割磁力线,在表面产生感应电流, 又根据交流电的集肤效应,以涡流形式将焊接件的表面快速加热,高频焊接的优点有: A: 热损小,加热快,热效率高 B:设备紧凑,使用方便 C:生产过程较火焰焊清洁,无高温,劳动条件好 D:参数设定后,焊接的一致较好,减少了人为操作错误感应加热的基本原理•1: 电磁感应:将焊接工件置于感应器内,当感应器中有交流电流通过时,在感应器内部和周围产生与电路频率相同的交变磁场,周围分布变化的磁力线切割焊接工件,因此在零件内疚相应产生感应电势,而在零件表面产生感应电流,这种现象就叫电磁感应。感应电流在零件内部形成闭合回路, 其方向与通入的电源电流方向相反,呈涡流流通,故称涡流, 高频焊接就是通过涡流加热到焊接温度感应电势•1: e=- dφ/dt •“-”表示感应电势 e(单位: V)方向与 dφ/dt 的变化方向相反, •φ表示零件上感应电流回路所包围面积的总磁通,单位: Wb ,其值与感应器中的电流和材料的磁导率成正比,与工件和感应器的空气间隙成反比。•dφ/dt 为磁通变化率。感应电流• I=e/Z ; Z= √R 2+X 2 •I:涡流电流的强度,A •e:感应电势, V •Z:自感电抗, Ω•R:零件的电阻, Ω•X:阻抗, Ω•由于 Z值很小,所以 I很大高频焊接时有几百到几千安倍的电流感应热量• Q= *I*I*R*t•Q:热能,焦耳•I:涡流电流的强度,A •R:零件电阻, Ω• t: 加热时间, S 感应电流的基本特征•四个基本特征•1:集肤效应•2:邻近效应•3:环状效应•4:尖角效应集肤效应•当交流电流通过金属零件时,零件截面上的电流分布是不均匀的,最大的电流密度在零件的表面, 而且频率越高,另加表面的电流就越大,这种现象就叫集肤效应。有此可见:在高频焊接中,零件的表面的电流最大,加热最快,而零件中央电流最小,工程上规定:当零件截面中涡流电流的强度为最大表面电流的 时,该处到表面的距离为电流渗透深度Δ•Δ=50300 ρ/(μ*f) •ρ:金属的电阻率μ:磁导率 f:电流频率邻近效应•两个相邻导体中流有方向相反的电流,导体的内侧的电流密度最大,如果导体中流有方向相同的电流,则导体的外侧电流密度最大,这就是邻近效应,而且频率越高, 邻近效应越显著,所以,为了零件的加热均匀,感应器一般要和零件形状相似环状效应•高频电流通过圆柱形状、圆环状或螺旋圆柱管状件时,最大的电流密度分布集中在圆柱形状(圆环状或螺旋圆柱管状件)零件的内侧面,这种现象就叫环状效应,环状效应得大小与电流频率和圆环状的曲率半径有关,频率高,曲率半径小,环状效应就越显著尖角效应•当零件上有尖角时,而且,零件的高度又小于感应器的高度,在感应加热时,零件的尖角处的涡流强度最大,加热最快,并造成过热,这种现象就叫尖角效应,所以在高频焊接时,零件的焊接处的毛刺、尖角必须清除干净