Princip zavarivanja visokofrekventnih zavarenih čeličnih cijevi: sinergijski učinak skin efekta i efekta blizine
Princip zavarivanja visokofrekventnih zavarenih čeličnih cijevi uglavnom se temelji na efektu kože i efektu blizine struje visoke frekvencije. Skin efekat znači da kada visokofrekventna struja prolazi kroz metalni provodnik, zbog elektromagnetne indukcije, gustoća struje je uglavnom koncentrisana na površini vodiča, dok je gustina struje unutar vodiča mala. Ovaj efekat omogućava da se visokofrekventna električna energija koncentriše na površinu zavara i tako brzo zagreva područje zavara. Intenzitet skin efekta je direktno proporcionalan trenutnoj frekvenciji. Što je frekvencija veća, to je veća koncentracija struje na površini vodiča. Stoga, visokofrekventno zavarivanje obično koristi struju sa frekvencijom iznad 300 kHz kako bi se postiglo efikasno zagrijavanje područja zavara.
Efekat blizine znači da kada struja visoke frekvencije teče obrnuto u dva susedna provodnika, zbog interakcije magnetnih polja, struja će se koncentrisati na ivični tok dva susedna vodiča. Ovaj efekat može dalje kontrolisati put strujanja visoke frekvencije, čineći ga koncentrisanijim u području zavara, čime se poboljšava efikasnost i kvalitet zavarivanja. U procesu visokofrekventnog zavarivanja, efekat blizine pomaže u smanjenju gubitka energije, osiguravanju dovoljnog unosa topline u području zavara i ostvarivanju brzog i ravnomjernog zagrijavanja.
U procesu visokofrekventnog zavarivanja, visokofrekventna struja se uvodi u radni predmet kroz indukcijsku zavojnicu ili kontaktnu elektrodu, koja stvara toplinu za lokalno topljenje metala. Indukcijska zavojnica je uređaj koji pretvara struju visoke frekvencije u energiju elektromagnetne indukcije. On stvara naizmjenično magnetno polje oko obratka, izazivajući vrtložne struje unutar radnog predmeta, zagrijavajući metal. Kontaktna elektroda je u direktnom kontaktu sa obratkom, uvodeći visokofrekventnu struju u radni predmet i zagrevajući metal kroz toplotni efekat otpora. Ove dvije metode imaju svoje prednosti i nedostatke. Indukcijsko zavarivanje je pogodno za deblje obratke, dok je kontaktno zavarivanje pogodno za tanje obradke.
Nakon toga, primjenom pritiska, rastopljeni metal se hladi kako bi se formirao čvrst zavareni spoj. U procesu zavarivanja, pritisak i vrijeme primjene imaju važan utjecaj na kvalitet šava. Odgovarajući pritisak može osigurati da rastopljeni metal teče i potpuno se stopi kako bi se formirao gusti zavar, dok prekomjerni pritisak može dovesti do deformacije ili defekata šava. Visokofrekventno zavarivanje ima prednosti velike brzine zagrijavanja, male zone utjecaja topline i visokog kvaliteta zavara. Mehanička svojstva i performanse zaptivanja zavara su odlične, što može zadovoljiti zahtjeve različitih projekata za performanse cevovoda.
