44.Основные схемы процессов высокочастотной сварки. Параметры режима сварки. Области применения

ВЧС – св-ка давлением при которой нагрев осущ-ся токами высокой частоты.

При протекании переменного тока внутри и вокруг проводника возник-т магнитное поле,кот-е вызывает в проводнике ЭДС, кот-я направлена противоположно ЭДС ИП.

1). Поверхностный эффект: Ев = Фв + Фн; Ен = Фн;

Ев.сум. < Ен.сум.

Ток оттесняется к перифериям проводника т.к. Ев.сум. < Ен.сум. Явление концентраций тока на пов-ти проводника носит название поверхностного эффекта. Это явление проявляется тем больше, чем больше частота и диаметр проводника.

Расстояние от пов-ти проводника по направлению к его центру, на протяжении кот-го плотность тока уменьшается в е раз (63,2%) условно наз-т глубиной проплавления тока:

;- удельное сопротивление;- отношение индукции в данном в-ве к индукции в вакууме;- магнитная проницаемость среды;- могнитная постоянная.f – частота тока.

2). Эффект близости. Ток всегда оттесняется в зону большей плотности магнитного поля.

3). Катушечный или кольцевой эффект.

Все 3 эффекта лежат в основе высокочастотной сварки.

Способы ВЧС.

1. ВЧС сварка труб с индукционным подводом энергии.

2– трубная заготовка; 3 – формирующие и сжимающие ролики; К – точка схождения кромок; 1 – кольцевой индуктор.

2. ВЧС с контактным подводом сварочного тока.

1– токоподводящий контакт; 4 – сердечник из ферромагнитного мат-ла.Сердечник необходим для увеличения индуктивного сопротивления шунтирующей цепи и уменьшения тока шунтирования.

Области применения ВЧС:1. Для изготовления труб.

2. Для изгот-я тавровых соединений. 3. В теплоэнергетике.Основные параметры процесса сварки:1. Частота; 2. Мощность; 3. Скорость сварки; 4. Усилие F; 5. Форма индуктора; 6. Конструкция токоподводящих контактов; 7. Зазор h; 8. геометрия кромок. 9. Угол формовки.

45. Особ-ти технологии стыковой высокочастотной сварки труб и листов.

Одновременная стыковая сварка основана на нагреве свариваемых кромок за счет принудительной концентрации тока.

В свариваемых стыках индуктируется ток, обратный по фазе току индуктора. Вследствие эффекта близости индуктированный ток протекает по полосе, ширина которой зависит от ширины индуктора и величины зазора между индуктором и трубами. При симметричном расположении стыка относительно индуктора максимальная плотность тока будет на поверхности, в зоне торцов трубы. После нагрева стыков до t_св < Т_пл производится осадка с усилием F_ос._. Для защиты металла от окисления применяется защитная, обычно восстановительная, среда. Внутри трубы после сварки образуется незначительный грат. Варьируя шириной зоны нагрева, можно управлять формой шва, включая и возможность практически полного предотвращения деф-и металла внутрь трубы.

При использовании схемы ВЧС давлением с контактным подводом тока возможны два варианта: 1) с нагревом свариваемых поверхностей перед осадкой до t_св > Т_пл металла; 2) с нагревом металла в зоне сварки до t_св < Т_пл металла.

При этом в первом варианте возможны две схемы оплавления св-х пов-тей: в месте схождения, непоср-но перед осадкой; до места схождения, на некотором расстоянии от него. В обеих схемах легко просмат-ся три взаимосвяз-х стадии процесса: нагрев, осадка и охлаждение.

При протекании тока высокой частоты по катушке индуктора 2 в теле трубной заготовки 1 индуктируется ток, который, встречая щель, образованную кромками, замыкается через точку их схождения. Энергия, передаваемая от индуктора к трубной заготовке, затрачивается на нагрев кромок до температуры сварки и на бесполезный нагрев тела трубной заготовки. Реактивное сопротивление цепи вокруг трубной заготовки дополнительно увеличено путем установки ферритового стержня 3, который помещен внутрь трубной заготовки в зоне сварки.При индукционном способе подвода тока расход электроэнергии несколько выше, чем при контактном, так как наряду с кромками нагревается тело трубной заготовки под индуктором. «+»индукционного способа является исключительная простота и надежность индукторов. Решающее влияние на выбор системы токоподвода и частоты тока оказывают высокая эксплуатационная надежность индукционного подвода на средних частотах тока и высокое качество сварных соединений.Основными парам-ми режима ВЧС явл-ся: частота тока, мощность высокочаст-го генератора, скорость сварки, усилие сжатия, форма индуктора, зазор между индуктором и свариваемой заготовкой. К до-м парам-рам относятся геометрия свариваемых кромок, угол формовки и др. Выбор частоты тока при непрерывной высокочастотной сварке основывается на необходимости обеспечения оптимального соотношения между толщиной кромок и глубиной их прогрева для получения высокого качества соединения, с одной стороны, и на условии минимальных затрат - с другой.