Vysokofrekvenční svařování je nový typ svařovacího procesu, který využívá kožní efekt a sousední efekt produkovaný vysokofrekvenčním proudem ke spojování ocelových plechů a jiných kovových materiálů. Vznik a vyspělost technologie vysokofrekvenčního svařování je klíčovým procesem při výrobě ocelových trubek ERW. Kvalita vysokofrekvenčního svařování přímo ovlivňuje celkovou pevnost, úroveň kvality a rychlost výroby svařovaných trubkových výrobků.
Základní princip vysokofrekvenčního svařování:
Takzvaná vysoká frekvence se týká frekvence střídavého proudu 50 Hz a obecně se týká vysokofrekvenčního proudu 50 kHz až 400 kHz. Když vysokofrekvenční proud prochází kovovým vodičem, vznikají dva zvláštní efekty: kožní efekt a efekt přiblížení. Vysokofrekvenční svařování využívá tyto dva efekty ke svařování ocelových trubek. Takže, jaké jsou tyto dva účinky?
Kožní efekt znamená, že když stejným vodičem prochází střídavý proud o určité frekvenci, hustota proudu není rovnoměrně rozložena ve všech částech vodiče. Soustředí se hlavně na povrch vodiče, to znamená, že hustota proudu na povrchu vodiče je vysoká. Hustota uvnitř vodiče je malá, takže to živě nazýváme: "efekt kůže". Kožní efekt se obvykle měří hloubkou průniku proudu. Čím menší je hloubka průniku, tím výraznější je kožní efekt. Tato hloubka průniku je úměrná druhé odmocnině měrného odporu vodiče a nepřímo úměrná druhé odmocnině frekvence a permeability. Laicky řečeno, čím vyšší frekvence, tím více proudu se koncentruje na povrch ocelového plechu; čím nižší je frekvence, tím je povrchový proud rozptýlenější. Je třeba poznamenat, že ačkoli ocel je vodič, její magnetická permeabilita se bude s rostoucí teplotou snižovat. To znamená, že když se teplota ocelové desky zvýší, sníží se magnetická permeabilita a sníží se kožní efekt.
Efekt blízkosti se týká skutečnosti, že když vysokofrekvenční proud teče v opačných směrech mezi dvěma sousedními vodiči, proud bude intenzivně téci k okrajům dvou vodičů. I když mají dva vodiče jinou kratší stranu, proud nenásleduje. Kratší tok trasy, tento efekt nazýváme: „efekt blízkosti“.
Efekt blízkosti je v podstatě způsoben rolí indukční reaktance, která hraje hlavní roli ve vysokofrekvenčních proudech. Efekt přiblížení se zvyšuje se zvyšující se frekvencí a přibližující se vzdálenost mezi sousedními vodiči. Pokud je kolem sousedního vodiče přidáno magnetické jádro, bude vysokofrekvenční proud více koncentrován na povrchu obrobku.
Tyto dva efekty jsou základem pro realizaci vysokofrekvenčního svařování kovů. Vysokofrekvenční svařování využívá skin efekt ke koncentraci energie vysokofrekvenčního proudu na povrch obrobku; a využívá efekt přiblížení k ovládání umístění a rozsahu vysokofrekvenční proudové cesty. Rychlost proudu je velmi vysoká. Dokáže zahřát a roztavit okraje sousedních ocelových plechů v krátké době a realizovat tupé spoje prostřednictvím vytlačování.
