Высокочастотная сварка. 
Технология конструкционных материалов. 
Сварочное производство

Высокочастотная сварка представляет собой один из способов сварки давлением. При ее осуществлении нагрев заготовок ведется токами высокой частоты (ТВЧ) до сварочной температуры или до расплавления кромок заготовок.

Особенность нагрева ТВЧ состоит в использовании явления неравномерного распределения тока по сечению проводника. При протекании переменного тока по проводнику вокруг него возникает переменное магнитное поле той же частоты. Под воздействием этого поля значительно возрастает индуктивное сопротивление внутренних слоев проводника и происходит вытеснение тока в его поверхностные слои (поверхностный эффект).

С повышением частоты тока неравномерность распределения плотности тока по сечению проводника увеличивается. В поверхностных слоях проводника концентрируется до 80…95% тепловой энергии.

При прохождении ТВЧ по электрической цепи, содержащей два близко расположенных проводника, на их нагрев будет влиять взаимодействие магнитных полей, существующих в каждом из проводников. В зависимости от направления тока в зазоре между проводниками можно наблюдать уменьшение или увеличение суммарной напряженности магнитного поля (эффект близости).

Совместное действие обоих эффектов приводит к тому, что наибольшая плотность тока наблюдается в поверхностных слоях проводников, близко расположенных к зазору. Если кромки свариваемых заготовок установить с небольшим зазором и включить в общую электрическую цепь ТВЧ, то они будут интенсивно нагреваться.

В качестве источника ТВЧ можно использовать электромашинные или электронные генераторы (внешние источники). Кроме того, ТВЧ возбуждают непосредственно в свариваемых заготовках / (рис. 2.27) с помощью индуктора 2. В месте контакта кромок заготовок температура может достигать 1 200… 1 300 °С. Вследствие большой интенсивности нагрева (800… 1 500°С/с) скорость сварки может достигать десятков и сотен метров в секунду. Вследствие малой толщины (0,15…0,2 мм) нагреваемых слоев заготовок зона структурных превращений основного металла также мала.

Высокочастотной сваркой можно соединять практически любые виды стали, медные и алюминиевые сплавы, химически активные металлы и сплавы, а также разнородные металлы толщиной 0,8… 14 мм. Сварной шов имеет высокую и стабильную меха;

Рис. 2.27. Схема высокочастотной сварки:

/ — заготовки; 2 — индуктор; Р — усилие проковки ническую прочность и вязкость. Процесс сварки легко автоматизируется с использованием систем, регистрирующих электрические и механические параметры.