高频焊接的工作原理

2025-03-31 18:42:26

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回答1：

高频焊接的工作原理是：借助高频电流的集肤效应可以使高频电能量集中于焊件的表层，利用邻近效应控制高频电流流动路线的位置和范围。当要求高频电流集中于焊件的某一部位时，将导体与焊件构成电流回路并使导体靠近焊件上的这一部位，使它们相互之间构成邻近导体。

高频焊接根据焊件结构的具体形式和特殊要求，主要运用集肤效应和邻近效应，使焊件待焊处的表层金属得以快速加热而实现焊接。高频焊接的高频电流的两大效应的内容为：

1、集肤效应：当导体通以交流电流时，导体断面上出现的电流分布不均匀，电流密度由导体中心向表面逐渐增加，大部分电流仅沿导体表层流动的一种物理现象。导体的电阻率越低、磁导率越大、电流的频率越高，其集肤效应越显著。

2、邻近效应：当高频电流在两导体中彼此反向流动或在一个往复导体中流动时，电流会集中于导体邻近侧流动的一种特殊的物理现象。

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高频焊接的使用维护

影响高频焊接质量的因素很多，而且这些因素在同一个系统内互相作用，一个因素改变，其它的因素也会随着改变。

在高频调节时，不仅要注意到频率，电流或者挤压量等局部的调节，同时根据整个成型系统的具体条件，从与高频焊接有关联的所有方面来调整。高频焊接后一定排除空气，用工具按实焊点，排出多余的空气，达到焊点饱满的目的。

参考资料来源：百度百科-高频焊接

参考资料来源：百度百科-高频焊

回答2：

高频焊原理：借助高频电流的集肤效应可以使高频电能量集中于焊件的表层，而利用邻近效应，又可控制高频电流流动路线的位置和范围。

当要求高频电流集中于焊件的某一部位时，只要将导体与焊件构成电流回路并使导体靠近焊件上的这一部位，使它们相互之间构成邻近导体，就能实现这个要求。高频焊就是根据焊件结构的具体形式和特殊要求，主要运用集肤效应和邻近效应，使焊件待焊处的表层金属得以快速加热而实现焊接。

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高频焊主要影响因素

1、高频焊接时的频率对焊接有极大的影响，因为高频频率影响到电流在钢板内部的分布性。选用频率的高低对于焊接的影响主要是焊缝热影响区的大小。

2、会合角是钢管两边部进入挤压点时的夹角。由于邻近效应的作用，当高频电流通过钢板边缘时，钢板边缘会形成预热段和熔融段（也称为过梁），这过梁段被剧烈加热时，其内部的钢水被迅速汽化并爆破喷溅出来，形成闪光，会合角的大小对于熔融段有直接的影响。

3、焊接方式，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最大利用，所以接触焊的焊接效率较高而功率消耗较低。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。

4、高频焊接时的输入功率控制很重要。功率太小时管坯坡口加热不足，达不到焊接温度，会造成虚焊，脱焊，夹焊等未焊合缺陷；功率过大时，则影响到焊接稳定性，管坯坡口面加热温度大大高于焊接所需的温度，造成严重喷溅，针孔，夹渣等缺陷，这种缺陷称为过烧性缺陷。

参考资料来源：百度百科-高频焊

回答3：

了解了高频焊接原理，还得要有必要的技术手段来实现它。高频焊接设备就是用于实现高频焊接的电气—机械系统，高频焊接设备是由高频焊接机和焊管成型机组成的。其中高频焊接机一般由高频发生器和馈电装置二个部分组成，它的作用是产生高频电流并控制它；成型机由挤压辊架组成，它的作用是将被高频电流熔融的部分加以挤压，排除钢板表面的氧化层和杂质，使钢板完全熔合成一体。世界上一些大公司开始采用了固态模块式结构，大大提高了焊接可靠性，保证了焊接质量。如EFD公司设计的WELDAC G2 800高频焊机由以下部分组成：整流及控制单元（CRU），逆变器，匹配及补偿单元（IMC），CRU与IMC间的直流电缆，IMC到线圈或接触组件。
机器的两个主要部分是CRU及IMC。CRU包括一个带有主隔绝开关及一个全桥二极管整流器的整流部分（它把交流电转换为直流电），一个带有控制装置及外部控制设备界面的控制器。IMC包括逆变器模块，一个匹配变压器以及一个用于为感应线圈提供必需的无功功率的电容组。
主供电电压（3相480V），通过主隔绝开关被送到主整流器中。在主整流器中，主电压被转换为640V的直流电并且通过母线与主直流线缆相连接。直流电通过由数个并联电缆组成的直流电输送线被送到IMC。DC线缆在IMC单元母线上终止。逆变部分的逆变器模块通过高速直流保险同DC母线以并联方式连接在一起。DC电容也与DC母线连接在一起。
每个逆变器模块构成一个全桥IGBT三极管逆变器。三极管的驱动电路则在逆变器模块内的一个印刷电路板上。直流电由逆变器变为高频交流电。根据具体的负载，交流电的频率范围在100-150KH范围之间。为根据负载对逆变器进行调整，所有逆变器都以并联方式同匹配变压器连接。变压器有数个并联的主绕组，及一个副绕组。变压器的匝数比是固定的。
输出电容由数个并联电容模块组成。电容器以串联方式同感应线圈相连接，因此输出电路也是串联补偿的。电容器的作用是根据感应线圈对无功功率的要求进行补偿，及通过此补偿来使输出电路的共振频率达到所要求的数值。
频率控制系统被设计用来使三极管始终工作在系统的共振频率上。共振频率通过测量输出电流的频率确定。此频率随即被用来作为开通三极管的时基信号。三极管驱动卡向每个逆变器模块上的每个三极管发送信号来控制三极管何时开通，何时关断。
感应加热系统的输出功率控制是通过控制逆变器的输出电流来控制的。上述控制是通过一个用来控制三极管驱动器的功率控制卡完成的。
输出功率参考值由IMC操纵面板上的功率参考电位计给出，或者由外部控制面板输出给控制系统。此数值被传送给系统控制器后，将与由整流单元测量系统测量出的 DC功率数值相比较。控制器包括一个限定功能，它可以根据参考功率值与DC功率测量值的比较结果计算出一个新的输出电流设定值。控制器计算出来的输出功率设定值被送到功率控制卡，此控制卡将根据新的设定值来限定输出电流。
报警系统根据IMC中报警卡的输入信号及IMC，CRU中的各类监视设备发出的信号来工作。报警将显示在工作台上。
控制及整流器单元（CRU）
逆变器，匹配及补偿单元 (IMC)
直流线缆输出功率总线，线圈及接触头连接
冷却系统安装在一个自支撑钢框架内，所有部件联结成为一个完整的单元。系统包括：带有电机的循环泵，热交换器（水/水），补偿容器，输出过程端（次输出）压力表，主进水口温度控制阀门，控制阀以及电气柜。主进水口端的热交换器使用未处理的支流水作为冷却用水，次端的热交换器则使用净化后的中性饮用水作为冷却水。未处理的水由恒温阀门控制，它用来测量次输出端的温度。钢框架可以用螺栓固定在门上。

回答4：

高频焊接设备原理是借助高频电流的集肤效应可以使高频电能量集中于焊件的表层，而利用邻近效应，又可控制高频电流流动路线的位置和范围。当要求高频电流集中于焊件的某一部位时，只要将导体与焊件构成电流回路并使导体靠近焊件上的这一部位，使它们相互之间构成邻近导体，就能实现这个要求。高频焊就是根据焊件结构的具体形式和特殊要求，主要运用集肤效应和邻近效应，使焊件待焊处的表层金属得以快速加热而实现焊接。
高频焊的高频电流的两大效应的内容为：
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。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。
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”。

回答5：

高频加热机原理：

根据法拉第电磁感应原理与冷次定律利用高频主机将市电转变成不同频率的交流电源，并提供到感应线圈，则会在感应线圈周围产生交变磁场。此时若将导磁性的物件放置在感应线圈所建立的交变磁场内，会产生磁滞效应，因而发热，此效率大小与物件的导磁率大小有关。另外如果物件是导体，则由于交变磁力线的切割，会在不同深浅层面上产生感应电流（涡电流），又由于物件的阻抗大小不一特性，从而涡电流在物件上流动，所产生的热量（焦耳热效应）也不一样。因此感应加热基本原理是利用电磁感应现象，在加工件上产生涡电流达到加热的目的。

高频加热机优势：

★ 瞬间非接触式加热，最先进的固态半导体技术设计原理，内置式微型计算机处理系统，功率输出稳定，持续性好

★ 能效转换高，是传统加热方式的2倍以上，大大节省运行成本

★ 输出功率可实现数字化调节和模拟化调节

★ 可实现多阶段加热，可控制加热时间，可外接红外测温仪精准控温

★ 安全可靠，所有输出信号均与供电系统安全隔离，完备的信号接口，可搭配自动化

★ 内置自我诊断和故障报警功能，方便及时整修

★ 操作简单，安全，节能环保

高频加热机应用行业：各类精细金属物件加热、热锻、熔炼、焊接、热处理等

◆ 通信通讯行业：散热铜板、天线、电缆线接头、RF射频线、轴芯端子等焊接

◆ 金属锯片行业：锯片锯齿、钨钢钻头、超微钻头等焊接及热处理

◆ 汽车部件行业：螺丝热压植入塑胶，启动电容、汽车各部件等焊接