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(guò)金屬導體時(shí),會(huì )產(chǎn)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(lái)進(jìn)行金屬管的焊接。那么,這兩個(gè)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(guò)同一個(gè)導體時(shí),電流的密度不是均勻地分布于導體的所有截面的,它會(huì )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(chēng)之為:“集膚效應”。集膚效應通常用電流的穿透深度來(lái)度量,穿透深度值越小,集膚效應越顯著(zhù)。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(shuō),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。必須注意:鋼鐵雖然是導體,但它的磁導率會(huì )隨著(zhù)溫度升高而下降,就是說(shuō),當鋼板溫度升高的時(shí)候,磁導率會(huì )下降,集膚效應會(huì )減小。
鄰近效應:是指高頻電流在兩個(gè)相鄰的導體中反向流動(dòng)時(shí),電流會(huì )向兩個(gè)導體相近的邊緣集中流動(dòng),即使兩個(gè)導體另外有一條較短的邊,電流也并不沿著(zhù)較短的路線(xiàn)流動(dòng),我們把這種效應稱(chēng)為:“鄰近效應”。
鄰近效應本質(zhì)上是由于感抗的作用,感抗在高頻電流中起主導的作用。鄰近效應隨著(zhù)頻率增高和相鄰導體的間距變近而增高,如果在鄰近導體周?chē)偌由弦粋(gè)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(shí)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(lái)控制高頻電流流動(dòng)路線(xiàn)的位置和范圍。電流的速度是很快的,它可以在很短的時(shí)間內將相鄰的鋼板邊部加熱,熔融,并通過(guò)擠壓實(shí)現對接。
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