1、高频焊接工艺课程培训高频焊接工艺课程培训 20152015年年0606月月6 6日日 永远不要对客户说不，永远不要对客户说不， 客户需求就是我们的追求！客户需求就是我们的追求！ 讲师：赫明讲师：赫明 2-*-永远不要对客户说不，客户需求就是我们的追求！ 高频焊接工艺原理高频焊接工艺原理 高频焊管是电阻焊管的一种。高频电流的频率 大多在200450千赫。高频焊管是利用接触焊 或感应焊的方法，使管筒边缘产生高频电流， 利用高频电流特有的集肤效应和邻近效应，使 电流高度集中在管筒边缘的焊合面上，依靠金 属自身的电阻，将边缘迅速加热至焊接温度， 在挤压辊的挤压下完成压力焊接。 固态高频原理框图固态高频

　　2、原理框图 触发脉冲 过荷检测 高 压 器升压变器逆变振荡器高频输出 电压反馈 单片机 灯丝稳压 器 给定信号 控制电路 同步电源 整流器 集肤效应集肤效应 高频电流仅沿导体表面层流动的性质，这 是由于导体内部磁场的作用而产生，在导 体内和导体周围形成的磁力线，是一些位 于导体截面上的同心圆。假设导体是一些 单独的细线组成，则作用到离中心较近的 那些细线上的磁力线要比作用到外面的多， 也就是里层的细线比外层的细线具有更大 的电感。里层所具有的感抗比外层的大， 于是导体中的电流分布将是外面多而中心 少，从而产生集肤效应。 邻近效应邻近效应 两个有高频电流流过的导体，如果彼此相距很近，则高频电流仅沿

　　3、两个导体两个有高频电流流过的导体，如果彼此相距很近，则高频电流仅沿两个导体 相邻近的一面（当导体里的电流方向相反时）或相距较远的一面（当导体里相邻近的一面（当导体里的电流方向相反时）或相距较远的一面（当导体里 的电流方向相同时）流动的性质，导体之间相距愈近则邻近效应愈强。另外，的电流方向相同时）流动的性质，导体之间相距愈近则邻近效应愈强。另外， 临近效应强弱还受导体尺寸与电流渗透深度临近效应强弱还受导体尺寸与电流渗透深度 （是指导体表面到电流密度减（是指导体表面到电流密度减 小到表面电流密度小到表面电流密度1/2.711/2.71处的距离）之比的影响。对于平板汇流条来说，其处的距离）之比的影响

　　4、。对于平板汇流条来说，其 厚度的一半与渗透深度之比愈大，邻近效应愈强。在此值很大的情况下，全厚度的一半与渗透深度之比愈大，邻近效应愈强。在此值很大的情况下，全 部电流将集中到一个面上（由电流方向决定）汇流条其余部分就没有电流。部电流将集中到一个面上（由电流方向决定）汇流条其余部分就没有电流。 假如，在离开通有高频电流的导体若干距离的地方，放一些金属零件，那么假如，在离开通有高频电流的导体若干距离的地方，放一些金属零件，那么 由于导体四周所产生的交变磁场的作用，另件中就会感应出涡流来，二者的由于导体四周所产生的交变磁场的作用，另件中就会感应出涡流来，二者的 电流方向在任一瞬间都是相反的，并且都集

　　5、中在导体和另件邻近的面上。这电流方向在任一瞬间都是相反的，并且都集中在导体和另件邻近的面上。这 种现象叫做邻近效应。种现象叫做邻近效应。 焊接温度因素焊接温度因素 焊接温度受电源系统（高频功率、频率、 效率）、加热介质（热容量，电阻率，温 度扩散率，热传导系数，导磁率等）和操 作条件（焊接速度，感应圈位置，阻抗器， 开口角等）等的影响。 高频焊机焊接方式高频焊机焊接方式 1 1、高频接触焊基本原理、高频接触焊基本原理 一对电极腿与管筒两边缘接触，直接向管筒边缘输一对电极腿与管筒两边缘接触，直接向管筒边缘输 入高频电流，利用高频电流的集肤效应与邻近效应，使电流高度集中在管筒入高频电流，利用高频电

　　6、流的集肤效应与邻近效应，使电流高度集中在管筒 边缘的焊合面上，依靠金属自身的电阻，将钢带边缘迅速加热至焊接温度，边缘的焊合面上，依靠金属自身的电阻，将钢带边缘迅速加热至焊接温度， 在挤压辊的挤压下完成力焊接。在挤压辊的挤压下完成力焊接。 2 2、高频感应焊接基本原理、高频感应焊接基本原理 管筒外面环绕一个通有高频电流的感应圈，在管管筒外面环绕一个通有高频电流的感应圈，在管 筒上感应出高频电流，利用高频电流的集肤效应和邻近效应，使电流高度集筒上感应出高频电流，利用高频电流的集肤效应和邻近效应，使电流高度集 中在管筒边缘的焊合面上，依靠金属自身的电阻，将边缘迅速加热至焊接温中在管筒边缘的焊合面上，

　　7、依靠金属自身的电阻，将边缘迅速加热至焊接温 度，在挤压辊的挤压下完成力焊接。度，在挤压辊的挤压下完成力焊接。 高频焊接的影响因素高频焊接的影响因素 感应圈对高频焊接的影响因素 感应圈与钢管的间隙感应圈与钢管的间隙 感应圈与管间隙对焊接机的效率有很大的 影响，间隙越大，效率越低（电流减小， 速度减慢，电耗增加）；间隙过小，容易 造成撞坏或拉坏感应圈。这个间隙，选3-5 毫米为宜。 感应圈的宽度感应圈的宽度 感应圈的宽度影响效率，宽度太大使输出 功率降低，宽度太小使感应圈发热容易烧 坏。感应圈宽度一般为钢管外径的11.5 倍。 感应圈的放置位置感应圈的放置位置 感应圈的放置位置是指感应圈与钢管同中

　　8、 心线时感应圈前端距挤压辊中心线的距离， 它对焊接操作有很大的影响。距离较远时， 加热时间长，热影响区宽，焊接质量下降； 并且焊接速度下降，电耗增加，生产率降 低；距离过近时，感应圈容易接触挤压辊 辊环，烧毁挤压辊。 阻抗器的作用阻抗器的作用 阻抗器由导磁芯棒和安放导磁芯棒的外壳 等组成。导磁芯棒是一种强导磁体，属于 铁素体铁芯，一般称作铁淦氧或磁棒。外 壳一般用非导磁材料制造：胶木，环氧树 脂，铝合金或铜等。 阻抗器的作用阻抗器的作用 增加管背感抗、减少沿内外圆周表面的电 流分流损失，增加沿V形区的有效电流，从 而提高焊速。感应焊时加阻抗器几乎可提 高焊速一倍；b、集中焊缝磁场。管坯内部 放

　　9、阻抗器，焊缝上部放铁淦氧以后可以使 磁场集中于焊缝区，从而提高V形区电流， 提高焊速；c、增强电磁感应效果，提高焊 接电压和焊接电流。 阻抗器的放置位置对焊接的影响阻抗器的放置位置对焊接的影响 位置对焊接速度有影响。阻抗器应放置在V 形区加热段，中心线与管筒中心线一致， 管筒边缘上方应放置铁淦氧；b、对焊接质 量有影响。阻抗器前端在挤压辊中心位置 处时，焊管的压扁试验和扩口试验为最好， 超出或不到挤压辊中心时，焊接强度都有 下降。 开口角对高频焊接的影响开口角对高频焊接的影响 开口角指钢带在挤压辊成型时形成的V形区 的夹角，对焊接效果也有影响。角度小时 邻近效应强，增加了电流的密度，使热量 增

　　10、高，有利于焊接。但角度也不宜过小， 过小时缝隙过狭，容易跳火放电，影响焊 缝质量。一般开口角在47范围内。 低温焊接（假焊）的缺陷低温焊接（假焊）的缺陷 由于焊接速度较快，输入热量不足，两边 缘端没有被加热到足以熔化的状态，端面 残留固态氧化物夹杂，在挤压过程中没有 被挤压出去而残留在焊缝中，形成低温焊 接缺陷。肉眼可见焊缝有断续或通长的细 微裂缝，压扁试验时焊缝将开裂。 回流夹杂（过烧）的缺陷和产生回流夹杂（过烧）的缺陷和产生 由于焊接速度较慢，输入热量过分，两边 缘端面金属熔化，并覆盖着大量熔渣排出 边缘间隙。当由于电磁压力消失，熔融液 滴依靠表面张力回流入边缘间隙时，一种 偶然的因素使部

　　11、分熔渣也一起回流进边缘 间隙，在挤压过程中没有挤压出去，而残 留在焊缝中，形成回流夹杂缺陷。肉眼可 见焊缝有细微的不规则的断续的裂纹，压 扁试验时焊缝将开裂。 焊接钢管带钢宽度、材质、温度及磁棒要求焊接钢管带钢宽度、材质、温度及磁棒要求 钢带的宽度、公差范围（按国际要求 GB/T3091-2001执行），原则上钢带应采用 切边带钢。 钢带的材质（可焊性），（按GB700要求）。 焊接温度：13501380度，高频炉频率： 200400KHZ，在高频设备内置频率一定的 情况下，高频焊接频率随焊管的管径和壁 厚的变化而变化。 磁棒（阻抗器）要求磁棒（阻抗器）要求 管管 径径磁棒外径磁棒外径管管 径

　　12、径磁棒外径磁棒外径 1/0 3/04根 07根 1 1/07根 1 1/07根 注：根据实际需要可选择相近规格磁棒，或定尺长度磁棒，磁棒应尽量放置在钢管内壁 中心位置。 冷却水的控制冷却水的控制 磁棒、感应圈及相邻挤压辊装置因高频效 应产生较大热量，必须加强流水予以冷却， 冷却后温度400C。输出变压器或感应圈装 置也应通入循环冷却水，并保证在运行过 程循环水出口处中长期流水。 高频焊接外观效果的判断高频焊接外观效果的判断 1、正常焊接运行时，外观从挤压辊中心沿 设备运行方向应呈由粗至细，由深至暗的 红色金属挤压物线、钢管表面余高经刮疤装置刮下的毛刺不 得有分叉。 3、经刮疤钢管表面焊缝应呈不间断蓝色长 条，线、钢管焊缝内面余高应饱满均匀。 22-*- 谢谢 谢！谢！

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