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什么是感應焊接?電磁感應加熱應用介紹

時間:2021-11-05 09:16:33 來源:青島海越 點擊:

感應焊接是一種利用電磁感應加熱工件的焊接形式。該焊接裝置包含由射頻電流通電的感應線圈。這將產生一個作用于導電件或鐵磁工件的高頻電磁場。在導電工件中,主要的加熱效應是電阻加熱,這是由稱為渦流的感應電流引起的。在鐵磁工件中,加熱主要是由磁滯引起的 ,因為電磁場反復扭曲鐵磁材料的磁疇。在實踐中,大多數材料都經歷了這兩種效應的組合。
 
非磁性材料和電絕緣體(如塑料)可以通過向它們植入金屬或鐵磁性化合物(稱為感受器)進行感應焊接,這些化合物從感應線圈吸收電磁能,變熱,并通過熱傳導將熱量散失到周圍材料。塑料也可以通過在塑料中嵌入金屬或碳纖維等導電纖維來進行感應焊接。感應渦流以電阻方式加熱嵌入的纖維,這些纖維通過傳導將熱量傳遞給周圍的塑料。碳纖維增強塑料的感應焊接常用于航空航天工業。
 
感應焊接通常采用200至600kHz范圍內的高頻,功率為50至1500kw。頻率的選擇是至關重要的,因為它決定了熱量的穿透深度。每秒頻率可以用于更深的熱穿透,這有利于加熱厚材料。
 
感應焊接用于長時間的生產運行,是一種高度自動化的過程,通常用于焊接管道的接縫。這可能是一個非常快速的過程,因為可以將大量功率轉移到局部區域,因此接合面會很快熔化并可以壓在一起形成連續的滾動焊縫。
 
電流和熱量從表面穿透的深度與頻率的平方根成反比。被焊接金屬的溫度及其成分也會影響熔深。該過程與電阻焊非常相似,不同之處在于在電阻焊的情況下,電流是通過接觸工件而不是感應來傳遞的。
 什么是感應焊接?電磁感應加熱應用介紹
感應焊接最早是由邁克爾法拉第發現的。感應焊接的基礎解釋了磁場的方向取決于電流的方向。并且磁場的方向將以與電流頻率相同的速率變化。例如,120 Hz 的交流電流將導致場每秒改變方向 120 次。這個概念被稱為法拉第定律。
 
進行感應焊接時,工件加熱到低于熔化溫度,工件邊緣被放置在一起,雜質被擠出以形成堅固的鍛造焊縫。

感應焊接用于連接多種熱塑性塑料和熱固性基體復合材料。用于感應焊接工藝的設備包括射頻功率發生器、加熱站、工件材料和冷卻系統。
 
發電機采用固態或真空管形式,用于向系統提供 230-340 V 或 50-60 Hz 頻率的交流電。該值取決于與工件一起使用的感應線圈。
 
加熱站利用電容器和線圈來加熱工件。電容器匹配發電機輸出,感應線圈將能量傳輸到工件。焊接時,線圈需要靠近工件以最大限度地傳遞能量,而感應焊接過程中使用的工件是實現最佳效率的重要關鍵組成部分。

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