高頻焊接的基本原理

所謂高頻，是相對于50Hz的交流電流頻率而言的，一般是指50KHz~400KHz的高頻電流。高頻電流通過金屬導體時，會產生兩種奇特的效應：集膚效應和鄰近效應，高頻焊接就是利用這兩種效應來進行鋼管的焊接的。那么，這兩個效應是怎么回事呢?

集膚效應是指以一定頻率的交流電流通過同一個導體時，電流的密度不是均勻地分布于導體的所有截面的，它會主要向導體的表面集中，即電流在導體表面的密度大，在導體內部的密度小，所以我們形象地稱之為：“集膚效應”。集膚效應通常用電流的穿透深度來度量，穿透深度值越小，集膚效應越顯著。這穿透深度與導體的電阻率的平方根成正比，與頻率和磁導率的平方根成反比。通俗地說，頻率越高，電流就越集中在鋼板的表面;頻率越低，表面電流就越分散。高頻感應加熱是利用電磁感應的方法使被加熱的材料的內部產生電流，依靠這些渦流的能量達到加熱目的。必須注意：鋼鐵雖然是導體，但它的磁導率會隨著溫度升高而下降，就是說，當鋼板溫度升高的時候，磁導率會下降，集膚效應會減小。

鄰近效應是指高頻電流在兩個相鄰的導體中反向流動時，電流會向兩個導體相近的邊緣集中流動，即使兩個導體另外有一條較短的邊，電流也并不沿著較短的路線流動，我們把這種效應稱為：“鄰近效應”。鄰近效應本質上是由于感抗的作用，感抗在高頻電流中起主導的作用。加熱深度淺，面積小，局部加熱，選用相對功率小，頻率高的感應加熱設備。鄰近效應隨著頻率和相鄰導體的間距變近而，如果在鄰近導體周圍再加上一個磁心，那么高頻電流將更集中于工件的表層。

這兩種效應是實現金屬高頻焊接的基礎。高頻焊接就是利用了集膚效應使高頻電流的能量集中在工件的表面;而利用了鄰近效應來控制高頻電流流動路線的位置和范圍。電流的速度是很快的，它可以在很短的時間內將相鄰的鋼板邊部加熱，熔融，并通過擠壓實現對接。

使用高頻焊機動態性的測量

主軸軸承部件是由主軸軸承、主軸軸承支撐板、裝在主軸軸承上的傳動件和液壓密封件等構成的。數控車床生產加工時，主軸軸承推動鋼件或數控刀片參于表層成型健身運動，因此高頻焊機的精密度彎曲剛度和熱膨脹對生產加工品質和生產率等擁有關鍵的危害。接觸焊中一般采用耐磨的銅鎢合金的電極觸頭，感應焊中采用的是紫銅制的感應圈。數控機床機末在生產過程中不開展人工服務調節，這種危害就更為嚴重。

轉精密度主軸軸承旋轉精密度的測量，通常分成幾種：靜態數據測量、動態性測量和間接測量。現階段在我國在生產制造中延用傳統式的靜態數據測量方法，用1個高精密的檢驗棒插進主軸軸承錐孔中，使千分表斷路器碰觸檢驗棒圓柱體表層，以低速檔旋轉主軸軸承開展測量。千分表較大和更少的讀值差即覺得是主軸軸承的軸向旋轉偏差。分級淬火冷卻溫度通常為550或600攝氏度，分級淬火保溫時間與淬火加熱保溫時間相同。內孔偏差通常以包含主軸軸承所屬平面圖內的直角坐標系的平整度統計數據綜合性表達。

動態性測量是用一規范球裝在主軸軸承軸線上，與主軸軸承另外轉動;在高頻焊機工作中臺子上安裝2個互成90°角的非接觸傳感器，根據高頻焊機紀錄旋轉狀況。間接測量是用小的鉆削量生產加工稀有金屬試樣，隨后在圓度儀上測量試樣的圓柱度來點評。原廠時，常見數控機床的旋轉精密度用靜態數據測量方法測量，當L=300mm時容許低于0.02mm。導致主軸軸承旋轉偏差的要素關鍵是主軸軸承的構造以及生產加工精密度、機床主軸的采用及彎曲剛度等，而主軸軸承以及旋轉零部件的不均衡，在旋轉時造成的振速，也會導致主軸軸承的旋轉偏差。采用感應焊時，由于感應圈不與鋼板接觸，所以不存在磨損，其感應電流較為穩定，保證了焊接時的穩定性，焊接時鋼管的表面質量好，焊縫平整，在生產如API等管子時，基本上都采用感應焊的形式。因而，數控機床的主軸軸承高低不平考量通常要操縱在0.4mm/s。

高頻焊機與其它的焊機不同，它的功能和用途并不只是單一焊接。高頻焊機不但可以用于各種金屬材料的焊接，還可以用于透熱、熔煉、熱處理等工藝。焊接只是它的眾多用途之一。鄰近效應是指高頻電流在兩個相鄰的導體中反向流動時，電流會向兩個導體相近的邊緣集中流動，即使兩個導體另外有一條較短的邊，電流也并不沿著較短的路線流動，我們把這種效應稱為：“鄰近效應”。它是利用電磁感應原理轉換成高頻磁場，并作用在處于磁場中的金屬物體上;利用渦流效應，在金屬物體中生成與磁場強度成正比的感生電流，此渦流受集膚效應影響，頻率越高，越集中于金屬物體的表層。熱處理工藝有：

1、各種汽、摩配高頻淬火熱處理，如：曲軸、連桿、活塞銷、凸輪軸、氣門、變速箱內的各種齒輪、各種拔叉、各種花鍵軸、傳動半軸、各種小軸曲柄銷、各種搖臂、搖臂軸等高頻淬火熱處理。

2、五金工具高頻淬火熱處理，如老虎鉗、錘、大力鉗、扳手。

3、液壓元件如：柱塞泵的柱塞、轉子泵的轉子、各種閥門上的換向軸、齒輪泵的齒輪等高頻淬火。

4、各種電動工具齒輪軸的高頻淬火熱處理。

5、各種木工工具，如：斧頭、刨刀等熱處理。