Αρχή συγκόλλησης συγκολλημένου χαλύβδινου σωλήνα υψηλής συχνότητας: συνεργική επίδραση του φαινομένου του δέρματος και του φαινομένου εγγύτητας
Η αρχή συγκόλλησης του συγκολλημένου χαλύβδινου σωλήνα υψηλής συχνότητας βασίζεται κυρίως στο φαινόμενο του δέρματος και στην επίδραση της εγγύτητας του ρεύματος υψηλής συχνότητας. Skin effect σημαίνει ότι όταν ρεύμα υψηλής συχνότητας διέρχεται από έναν μεταλλικό αγωγό, λόγω ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, η πυκνότητα ρεύματος συγκεντρώνεται κυρίως στην επιφάνεια του αγωγού, ενώ η πυκνότητα ρεύματος μέσα στον αγωγό είναι μικρή. Αυτό το φαινόμενο επιτρέπει την ηλεκτρική ενέργεια υψηλής συχνότητας να συγκεντρώνεται στην επιφάνεια της συγκόλλησης, θερμαίνοντας έτσι γρήγορα την περιοχή συγκόλλησης. Η ένταση του δερματικού φαινομένου είναι ευθέως ανάλογη με την τρέχουσα συχνότητα. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση του ρεύματος στην επιφάνεια του αγωγού. Επομένως, η συγκόλληση υψηλής συχνότητας χρησιμοποιεί συνήθως ρεύμα με συχνότητα πάνω από 300 kHz για να επιτευχθεί αποτελεσματική θέρμανση της περιοχής συγκόλλησης.
Το φαινόμενο εγγύτητας σημαίνει ότι όταν το ρεύμα υψηλής συχνότητας ρέει αντίστροφα σε δύο παρακείμενους αγωγούς, λόγω της αλληλεπίδρασης των μαγνητικών πεδίων, το ρεύμα θα συγκεντρωθεί στην ακραία ροή δύο γειτονικών αγωγών. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να ελέγξει περαιτέρω τη διαδρομή ροής του ρεύματος υψηλής συχνότητας, καθιστώντας το πιο συγκεντρωμένο στην περιοχή συγκόλλησης, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση και την ποιότητα της συγκόλλησης. Στη διαδικασία της συγκόλλησης υψηλής συχνότητας, το φαινόμενο εγγύτητας είναι χρήσιμο για τη μείωση της απώλειας ενέργειας, τη διασφάλιση επαρκούς εισροής θερμότητας στην περιοχή συγκόλλησης και την επίτευξη ταχείας και ομοιόμορφης θέρμανσης.
Στη διαδικασία της συγκόλλησης υψηλής συχνότητας, ρεύμα υψηλής συχνότητας εισάγεται στο τεμάχιο εργασίας μέσω του επαγωγικού πηνίου ή του ηλεκτροδίου επαφής, το οποίο παράγει θερμότητα για την τοπική τήξη του μετάλλου. Το επαγωγικό πηνίο είναι μια συσκευή που μετατρέπει το ρεύμα υψηλής συχνότητας σε ενέργεια ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Δημιουργεί ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο γύρω από το τεμάχιο εργασίας, προκαλώντας δινορευματικό ρεύμα μέσα στο τεμάχιο εργασίας, θερμαίνοντας έτσι το μέταλλο. Το ηλεκτρόδιο επαφής βρίσκεται σε άμεση επαφή με το τεμάχιο εργασίας, εισάγοντας ρεύμα υψηλής συχνότητας στο τεμάχιο εργασίας και θερμαίνοντας το μέταλλο μέσω της θερμικής επίδρασης της αντίστασης. Οι δύο μέθοδοι έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η επαγωγική συγκόλληση είναι κατάλληλη για πιο χοντρά τεμάχια εργασίας, ενώ η συγκόλληση με επαφή είναι κατάλληλη για πιο λεπτά τεμάχια.
Στη συνέχεια, με την εφαρμογή πίεσης, το λιωμένο μέταλλο ψύχεται για να σχηματίσει μια σταθερή συγκολλημένη ένωση. Στη διαδικασία συγκόλλησης, η πίεση και ο χρόνος εφαρμογής έχουν σημαντική επίδραση στην ποιότητα της συγκόλλησης. Η σωστή πίεση μπορεί να διασφαλίσει ότι το λιωμένο μέταλλο ρέει και συντήκεται πλήρως για να σχηματίσει μια πυκνή συγκόλληση, ενώ η υπερβολική πίεση μπορεί να οδηγήσει σε παραμόρφωση ή ελαττώματα συγκόλλησης. Η συγκόλληση υψηλής συχνότητας έχει τα πλεονεκτήματα της γρήγορης ταχύτητας θέρμανσης, της μικρής ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα και της υψηλής ποιότητας συγκόλλησης. Οι μηχανικές ιδιότητες και η απόδοση στεγανοποίησης της συγκόλλησης είναι εξαιρετικές, γεγονός που μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις διαφόρων έργων για την απόδοση του αγωγού.
