高频感应加热设备的邻近效应本质上是由于感抗的作用,感抗在高频电流中起主导的作用。邻近效应随着频率和相邻导体的间距变近而,如果在邻近导体周围再加上一个磁心,那么高频电流将更集中于工件的表层。
这两种效应是实现金属高频焊接的基础。高频焊接就是利用了集肤效应使高频电流的能量集中在工件的表面;而利用了邻近效应来控制高频电流流动路线的位置和范围。电流的速度是很快的,它可以在很短的时间内将相邻的钢板边部加热,熔融,并通过挤压实现对接。
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过去的焊管机组上使用高频发生器是三回路的:高频发电机组;固体变频器;电子高频振荡器,后来基本上都改进为单回路的了。调节高频振荡器输出功率的方法有多种,如自耦变压器,电抗法,晶闸管法等。
高频焊机馈电装置
这是为了向管子传送高频电流用的,包括电极触头,感应圈和阻抗器。接触焊中一般采用耐磨的铜钨合金的电极触头,感应焊中采用的是紫铜制的感应圈。阻抗器的主要元件是磁心,它的作用是增加管子表面的感抗,以减少无效电流,提高焊接速度。阻抗器的磁心采用铁氧体,要求它的居里点温度不低于310°,居里点温度是磁心的重要指标,居里点温度越高,就能靠得离焊缝越近,靠得越近,焊接效率也越高。
感应加热设备经历了从电子管、晶闸管到目前采用IGBT的发展历程。
早期的感应加热设备以大功率真空电子管为构成单级自激振荡器,把高压直流电能转换成高频交流电能,由于电压变换环节较多、电子管转换效率低,设备的总体效率一般在50%以下,水和电能的消耗非常大。与电子管设备相比,晶闸管式感应加热设备的效率大为提高,达到85%左右,但其谐振频率较低、逆变换流部分相当复杂、损耗仍然较大。而采用IGBT的感应加热设备总体效率在90%以上,谐振频率可达数百千赫兹,且结构大为简化,设备可靠性、功率因数等其它品质均得以显著提高。
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