Svejseprincip for højfrekvent svejset stålrør: synergistisk effekt af hudeffekt og nærhedseffekt
Svejseprincippet for højfrekvent svejset stålrør er hovedsageligt baseret på hudeffekten og nærhedseffekten af højfrekvent strøm. Skin effekt betyder, at når højfrekvent strøm passerer gennem en metalleder, på grund af elektromagnetisk induktion, er strømtætheden hovedsageligt koncentreret på lederens overflade, mens strømtætheden inde i lederen er lille. Denne effekt gør det muligt for højfrekvent elektrisk energi at koncentrere sig på overfladen af svejsningen og dermed hurtigt opvarme svejseområdet. Intensiteten af hudeffekten er direkte proportional med den aktuelle frekvens. Jo højere frekvens, jo højere koncentration af strøm på lederens overflade. Derfor bruger højfrekvent svejsning normalt en strøm med en frekvens over 300 kHz for at opnå effektiv opvarmning af svejseområdet.
Nærhedseffekt betyder, at når højfrekvent strøm løber omvendt i to tilstødende ledere, på grund af vekselvirkningen af magnetiske felter, vil strømmen koncentrere sig om kantstrømmen af to tilstødende ledere. Denne effekt kan yderligere kontrollere strømningsruten for højfrekvent strøm, hvilket gør den mere koncentreret i svejseområdet og dermed forbedre svejseeffektiviteten og kvaliteten. I processen med højfrekvenssvejsning er nærhedseffekten nyttig til at reducere energitab, sikre tilstrækkelig varmetilførsel i svejseområdet og realisere hurtig og ensartet opvarmning.
I processen med højfrekvent svejsning indføres højfrekvent strøm i emnet gennem induktionsspolen eller kontaktelektroden, som genererer varme til lokalt at smelte metallet. Induktionsspole er en enhed, der konverterer højfrekvent strøm til elektromagnetisk induktionsenergi. Det genererer et vekslende magnetfelt omkring emnet, hvilket forårsager hvirvelstrøm inde i emnet og opvarmer dermed metallet. Kontaktelektroden er i direkte kontakt med emnet, der indfører højfrekvent strøm i emnet og opvarmer metallet gennem modstandens termiske effekt. De to metoder har deres egne fordele og ulemper. Induktionssvejsning er velegnet til tykkere emner, mens kontaktsvejsning er velegnet til tyndere emner.
Efterfølgende, ved at påføre tryk, afkøles det smeltede metal til en fast svejset samling. I svejseprocessen har trykket og påføringstiden en vigtig indflydelse på svejsekvaliteten. Korrekt tryk kan sikre, at det smeltede metal flyder og smelter helt sammen for at danne en tæt svejsning, mens for højt tryk kan føre til svejsedeformation eller defekter. Højfrekvent svejsning har fordelene ved hurtig opvarmningshastighed, lille varmepåvirket zone og høj svejsekvalitet. De mekaniske egenskaber og tætningsevnen af svejsning er fremragende, hvilket kan opfylde kravene fra forskellige projekter til rørledningsydelse.
