Твч сварка

Высокочастотная сварка (индукционная, радиочастотная) — это способ сварки давлением, при котором кромки деталей нагреваются током высокой частоты до температуры оплавления. Плотность тока высокой частоты, протекающего по металлическому телу, максимальна на поверхности тела и резко уменьшается по мере удаления в глубь тела. Это явление называют поверхностным эффектом. Кроме того, токи высокой частоты, протекающие в двух параллельных проводниках в противоположных фазах, стремятся сблизиться. Это явление называют эффектом близости.

Нагрев деталей при высокочастотной сварке проводят с помощью индуктора, располагаемого у свариваемого стыка и генерирующего в свариваемых кромках индукционные токи, или с помощью двух скользящих по поверхности детали электродов. В обоих случаях эффект близости и поверхностный эффект позволяют обеспечить нагрев только в поверхностных слоях соединяемых кромок глубиной 0,1—0,15 мм. Это уменьшает расход энергии и повышает качество сварного соединения, так как можно избежать перегрева металла вблизи шва.

При сварке токами высокой частоты (ТВЧ) изделие перед сварочным узлом формируется в виде заготовки с У-образной щелью между свариваемыми кромками. К кромкам с помощью индуктора (рис. 1.39, а) или вращающегося контактного ролика (рис. 1.39,6) подводится ток высокой частоты таким образом, чтобы он проходил от одной кромки к другой через место их схождения.

Процессы высокочастотной сварки можно подразделить на три группы: сварка давлением с оплавлением, сварка давлением без оплавления и сварка плавлением без давления.

Схема высокочастотной сварки труб индукционным (а) и контактным (б) способами подвода тока

Рис. 1.39. Схема высокочастотной сварки труб индукционным (а) и контактным (б) способами подвода тока:

  • 1, 11 — направляющие ролики; 2,8 — ферритовые стержни; 3 — индуктор;
  • 4,7 сжимающие ролики; 5, 6— трубы; 9,10— контакты

Сварка давлением с оплавлением осуществляется с предварительным нагревом и местным расплавлением свариваемых поверхностей. Для получения качественного сварного соединения необходимо, чтобы весь оплавленный металл, имеющийся в месте схождения свариваемых элементов, был удален при осадке. Этот процесс реализуется в том случае, если скорость осадки будет достаточной и расплавленный металл не потеряет свойства жидко- текучести. Сварное соединение образуется между поверхностями, находящимися в твердом состоянии. Скорость нагрева достигает 15 • 104 °С/с, осадка составляет 0,15—1,5 мм, скорость осадки 2000 мм/с. Этот способ нашел наиболее широкое применение при производстве сварных конструкций из черных и цветных металлов. Расстояние от места токоподвода до места схождения кромок обычно лежит в пределах от 25 до 300 мм. На этом отрезке осуществляется нагрев свариваемых заготовок.

Сварка давлением без оплавления осуществляется с предварительным нагревом свариваемых поверхностей до температуры ниже точки плавления свариваемого металла. Скорость нагрева не превышает 400 °С/с, осадка 2,5—6 мм, скорость осадки 20 мм/с. Сварка при отсутствии восстановительной среды может обеспечивать удовлетворительное качество соединения только в узком интервале температур и при деформациях, достаточных для разрушения оксидных пленок на свариваемых поверхностях.

Сварка плавлением без давления осуществляется при нагреве свариваемых элементов до оплавления. Изделия, подлежащее сварке, плотно подгоняют одно к другому отбортованными кромками, которые разогреваются и оплавляются с помощью индуктора. Ванна расплавленного металла застывает, образуя, сварной шов без приложения давления. Скорость нагрева 250—3000 °С /с, частота тока источника питания 70 и 440 кГц. Этот процесс целесообразно применять для деталей с толщиной стенки 0,3— 1,5 мм и максимальной длиной сварного шва до 500 мм. Характерным для процессов сварки ТВЧ является ярко выраженная локальность нагрева в сочетании с высокими скоростями сварки.

Высокочастотной сваркой изготовляют прямошовные трубы из неочищенной горячекатанной малоуглеродистой стали. Применение радиочастоты (более 400 кГц) позволяет сваривать продольные швы труб из алюминия, жаропрочных сплавов, легко окисляющихся металлов.



Источник: bstudy.net