高周波溶接は、高周波電流による表皮効果や隣接効果を利用して鋼板と金属材料を接合する新しい溶接方法です。高周波溶接技術の出現と成熟は、電縫鋼管の製造における重要なプロセスです。高周波溶接の品質は、溶接パイプ製品の全体的な強度、品質レベル、生産速度に直接影響します。
高周波溶接の基本原理:
いわゆる高周波とは、50Hzの交流電流の周波数を指し、一般的には50KHz〜400KHzの高周波電流を指します。高周波電流が金属導体を通過すると、表皮効果と近接効果という 2 つの特有の効果が発生します。高周波溶接はこの二つの効果を利用して鋼管を溶接します。では、この2つの効果とは何でしょうか？
表皮効果とは、特定の周波数の交流電流が同じ導体を通過するときに、電流密度が導体のすべてのセクションにわたって均一に分布しないことを意味します。電流は主に導体の表面に集中します。つまり、導体の表面の電流密度が高くなります。導体の内部の密度は小さいため、私たちはそれを明確に「表皮効果」と呼んでいます。表皮効果は通常、電流の浸透深さによって測定されます。浸透深さが浅いほど、表皮効果は大きくなります。この浸透深さは導体の抵抗率の平方根に比例し、周波数と透磁率の平方根に反比例します。平たく言えば、周波数が高くなるほど、より多くの電流が鋼板の表面に集中します。周波数が低いほど、表面電流の散乱が大きくなります。鋼は導体ですが、温度が上昇すると透磁率が低下することに注意してください。つまり、鋼板の温度が上昇すると透磁率が低下し、表皮効果が減少します。
近接効果とは、高周波電流が隣接する 2 本の導体間を逆方向に流れるとき、電流が 2 本の導体の端に集中して流れることを指します。たとえ 2 本の導体にもう 1 つの短い辺があっても、電流は流れません。より短いルートの流れ、私たちはこの効果を「近接効果」と呼びます。
近接効果は本質的に、高周波電流において主要な役割を果たす誘導性リアクタンスの役割によるものです。近接効果は、周波数が増加し、隣接する導体間の距離が近づくにつれて増加します。隣接する導体の周囲に磁気コアを追加すると、高周波電流がワークピースの表面により集中します。
この 2 つの効果により、高周波金属溶接が実現されます。高周波溶接は表皮効果を利用して高周波電流のエネルギーをワーク表面に集中させます。近接効果を利用して、高周波電流経路の位置と範囲を制御します。流れの速度は非常に速いです。隣接する鋼板の端部を短時間で加熱溶解し、押出による突き合わせ接合を実現します。
