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=-d/dt “-”表示感应电势e（单位：V）方向与d/dt 的变化方向相反,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。d/dt为磁通变化率。感应电流 I=e/Z；Z=R2+X2 I：涡流电流的强度,A e：感应电势，V Z：自感电抗，R：零件的电阻，X：阻抗，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=0.24*I*I*R*t Q：热能，焦耳 I：涡流电流的强度,A R：零件电阻，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0.368时，该处到表面的距离为电流渗透深度=50300 /（*f）：金属的电阻率：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、尖角必须清除干净高频焊接的构成 1：高频电源 2：控制系统 3：冷却系统 感应线圈的冷却，高频变压器的冷却，一般采用水冷 4：工装夹具 依照焊接工件的定位，焊接要求等来制作工装夹具工频交流电直流电高频交流电高频变压器感应线圈焊接件加热整流逆变电流变换涡流效应时间控制电流控制保护控制焊接时间，保温时间，冷却时间过热，过流，欠压保护线圈形式 a:外面加热 b：里面加热 C：平面加热 D:螺距不同加热效果 E：空气间隙不同的加热效果 F：线圈的引脚 G：线圈的绕制方向焊接温度 焊接时的温度判断