|
Конспект лекций по дисциплине Основные способы сварки наплавки. Конспект лекций по дисциплине Основные способы сварки, наплавки и пайки для подготовки бакалавров по направлению 5522700Машины и технология сварочного производства
При сильном проявлении поверхностного эффекта уменьшение плотности по мере удаления от поверхности к центру проводника происходит по закону:  ,
где Ix – плотность тока на расстоянии х от поверхности проводника;  ‑ глубина проникновения тока:  , м,
где  - удельное электросопротивление при 20°С, мкОм·м,  - относительная магнитная проницаемость материала, f – частота тока, кГц.
При сильном проявлении поверхностного эффекта ток по центральной части проводника практически не течет, что приводит к увеличению активного сопротивления и усилению нагрева проводника.
Эффект близости заключается в перераспределении линий тока, протекающих в соседних проводниках, вследствие их взаимного влияния. Это явление имеет место только в случае достаточно сильного проявления поверхностного эффекта, т.е. при условии, что глубина проникновения тока достаточно мала по сравнению с поперечными размерами проводника и поперечное сечение проводника лишь частично занято током.
Если проводник с током высокой частоты (индуктор) расположить над проводящей пластиной, то максимальная плотность тока в пластине будет под индуктором. Ток на поверхности пластины будет как бы следовать за индуктором. Это явление позволяет управлять распределением тока в свариваемых телах и играет большую роль при высокочастотной сварке.
Преимущества высокочастотной сварки:
- обеспечение строгой локализации энергии в зоне сварки;
- высокая интенсивность и эффективность передачи энергии с повышением частоты тока, что упрощает устройства для передачи энергии, в частности позволяет обеспечить бесконтактную ее передачу.
При высокочастотной сварке можно выделить два механизма нагрева свариваемых поверхностей: автоконцентрацию тока и принудительную концентрацию тока.
При автоконцентрации тока по каждой из свариваемых поверхностей пропускают токи, направление которых в каждый момент времени противоположны один другому. За счет эффекта близости происходит самоконцентрация тока на свариваемых поверхностях, причем эта самоконцентрация проявляется тем сильнее, чем ближе между собой свариваемые поверхности и выше частота тока. Этот способ наиболее просто реализуется при непрерывном движении свариваемых кромок, сходящихся под некоторым углом.
При принудительной концентрации тока пропускание через индуктирующий провод тока высокой частоты вызывает в нагреваемых изделиях возникновение тока, противоположного по фазе току индуктора. Вследствие эффекта близости индуктированный ток будет протекать по зоне, определяемой конструкцией и расположением индуктора.
На описанных принципах нагрева свариваемых поверхностей базируются все методы подвода тока при высокочастотной сварке:
1) Кондуктивный токоподвод при непрерывной высокочастотной стыковой сварке наиболее широко применяется при производстве электросварных труб.
В специальном формовочном стане из непрерывной полосы формируется трубная заготовка, которая поступает в сварочные валки, обеспечивающие сжатие кромок. При этом кромки образуют щель V-образной формы. К кромкам трубной заготовки на некотором расстоянии от оси сварочных валков подводятся контакты, которые при движении заготовки скользят по ее поверхности. Контактное устройство (кондуктор) подключается к генератору высокой частоты, и по сварочному контуру, образованному кромками трубной заготовки, контактами и вторичной обмоткой сварочного трансформатора, начинает протекать ток высокой частоты. Поскольку направление тока в каждой из кромок трубной заготовки в любой момент времени противоположны, то вследствие проявления поверхностного эффекта и эффекта близости происходит автоконцентрация тока на противоположных поверхностях кромок, т.е. распределение тока на кромках определяется в основном их взаимным расположением и практически не зависит от источника тока. |
|
|
Скачать 3.05 Mb.