فرآیندها و کاربردهای جوش فرکانس بالا

کاربرد جوش فرکانس بالا

فرآیندها و کاربردهای جوشکاری فرکانس بالا عموما برای مقاطع تو خالی بکار گرفته می شود اما باید گفت که این رایج ترین ومعمول ترین کاربرد این تکنولوژی بی همتا است .سایر کاربردهای این فرآیند مدتهاست که بطور موفقیت آمیزی مورد استفاده قرار می گیرند.

جریان فرکانس بالا چیست؟

در این حوزه فرکانس بالا به جریان متناوبی اطلاق می شود که نوسانات آن بین 100تا 800 کیلو هرتز می باشد که معادل 100000تا 800000 سیکل در ثانیه است. تا چندی پیش جهت افزایش فرکانس 60هرتز برق شهری به جریان فرکانس بالا از نوسان سازهای لامپی استفاده می شد. در این روش جریان متناوب (ACبه جریان مستقیم DC)تبدیل شده و سپس این جریان به داخل یک نوسان ساز لوله ای خلاء تریود تغذیه شده ودر ترکیب با یک مدارانباره نوسان ساز(Resonant tank) یک خروجی فرکانس بالا را تولید کرده و در همان فرکانس نگه می دارد. امروزه همگام با سایر صنایع از روش MOSFETS ترانزیستورهای اثر میدان از جنس سیلیکون و اکسید فلز به Metal Oxide Silicon, Field Effect Transistors جای تریود استفاده می شود.

طبیعت جریان فرکانس بالا

جریان فرکانس بالا دو مشخصه برجسته دارد که آن را از جریان معمولی خطی 60 Hzتا 50متمایز می کند. اول آنکه جریان خطی متناوب در تمامی مقطع رسا نا جریان دارد در حالیکه جریان فرکانس بالا فقط در سطح رسانا جاری است. این ویژگی اثر پوسته ای  (Skin effect) نام دارد.

دومین ویژگی هنگامی رخ می دهد که دو رسانای حامل جریان فرکانس بالا در نزدیکی یکدیگر قرار گیرند .در این صورت جریان در سطوح مجاور دو رسانا جاری می شود. این ویژگی اثر مجاورتی Proximity effect نام دارد شکل .( 1)

طبیعت جریان فرکانس بالا

 

فرکانس و عمق مرجع

عمق پوسته ای که حامل جریان فرکانس بالا است تابعی از جنس، دما و فرکانس جریان است. عموما فرکانسهای بالاتر جریان پوسته ای با عمق کمتری ایجاد مى کند و فرکانس های کمتر جریان با عمق بیشتر. عمقی که در آن جریان فرکانس بالا جاری است، عمق مرجع یا عمق پوسته نام دارد و از فرمول زیر به دست می آید:

f

فرمول جوش

که در آن
d=عمق مرجع برحسب اینچ
ρ=مقاومت ویژه بر حسب اهم. اینچ
μ=ثابت گذردهی مغناطیسی ماده
f=فرکانس بر حسب سیکل در ثانیه
3160=ثابتی است که برای فولاد به کار می رود

اغلب جوش های فرکانس بالا به حالت فورج انجام می شوند و در آنها از فلز پر کننده استفاده نمی شوند. و همچنین لبه ها مطابق اغلب روشهای رایج در جوشکاری ذوب نمی شوند. ناحیه جوش فورج ابتدا با اعما ل جریان فرکانس بالا روش تماسی یا القایی آغاز می شود. در مرحله بعد لبه ها به هم نزدیک شده و تحت فشار فلز مذاب به سمت خارج صفحه اتصال هدایت می شود. در مرحله آخر، فلز داغ و اکسید نشده در زیر این بیرون
زدگی در هر لبه به صورت متالوژیکی پیوند می یابد و جوش را تشکیل می دهند).شکل (2)

فورج

سرعت وتوان


دستگاه های جوش فرکانس بالا با منبع قدرت 60کیلو وات تا1 مگا وات  (1000کیلووات)  ساخته می شوند. مدار افزایش فرکانس تشدید کننده قابلیت تنظیم از 100کیلو هرتز تا 1مگا هرتز را دارد. با این وسعت در توان و فرکانس می توان لوله های به قطر حداکثر 600میلی متر و ضخامت بیش از 20میلی متر را با سرعت های بین 9متر در دقیقه تا 304متر در دقیقه تولید کرد.

فرآیندها و کاربردهای جوشکاری فرکانس بالا :  در خصوص فلزات صنعتی مانند فولاد، برنج، مس، آلومینیم و فولاد ضد زنگ و فلزات گرانبها مانند تیتا نیم و طلا به طور موفقیت آمیزی قابل اجرا است. به طور کلی این فرآیند در خصوص مواد رسانای جریان الکتریکی و همچنین سایر مقاطع به جز لوله نیز کاربرد دارد. به عنوان مثال تیرهای با مقطع Іرا از سه کلاف مجزاى ورق، با سرعتی معادل 21متر دقیقه می توان تولید کرد.همچنین امکان جوشکاری یک پره با چرخش حلزونی دور یک لوله با سرعت 450 دور در دقیقه جهت صنایع بویلر سازی وجود دارد.

تشریح انجام فرآیند


اگرچه کاربردهای جوشکاری فرکانس بالا متنوع است اما اساس جوشکاری فرکانس بالا تشکیل منطقه ای به شکل حرف V است که در آن دو سطح جوشکاری به هم نزدیک می شوند. 

 

فرآیندها و کاربردهای جوشکاری فرکانس بالا

شکل 3

شکل 4منطقه Vرا در تولید لوله به دو روش تماسی و القایی نمایش می دهد.


همانطوری که در شکل های قبلی نشان داده شده شکل دهی ورق به صورت لوله موجب می شود منطقه
V تشکیل شود. لبه های منطقه V توسط جریان فرکانس بالا گرم شده و همانطور که لبه ها به هم نزدیک می شوند تمرکز جریان تحت اثر مجاورتی به لبه های V منتقل شده و گرمای بیشتری در اثر این تمرکز جریان بوجود میاید تا آنجا که در اثر گرما لبه ذوب می شود. در حین عبور مقطع شکل یافته از بین غلتکها  بعد از منطقه ، V در اثر فشار غلتکها مقداری از فلز ذوب شده به بیرون رانده شده و جوش فورج شده شکل می گیرد.

شکل های 5و 6 چگونگی شکل گیری منطقه V را در مقاطع غیر لوله ای نشان میدهند. شکل 5 دو روش راجهت تولید لوله های پره دار که در بویلرها و مبدلهای حرارتی کاربرد دارند نشان می دهد. با اندکی تغییر در روش جوشکاری پره، فرآیند جوش فرکانس بالا را می توان جهت تولید تیرهای با مقطعه Iو H تجهیز کرد. 

فرآیندها و کاربردهای جوشکاری فرکانس بالا

منطقهVدرجوشکاری فرکانس بالا جهت انجام موفقیت آمیز فرآیند جوشکاری فرکانس بالا انتهایV باید تا حد امکان به نقطه جوش نزدیک باشد محل غلتکهای فشاری.  میزان زاویه راس V بسته به جنس ماده تغییر می کند اما عموما بین 3تا 7درجه است. لبه های ورق باید تخت و موازی بوده و تا قبل از نزدیک شدن به یکدیگربه همین حالت  نگه داشته شوند. هر گونه تغییر یا تنوع در طولV در خلال فرآیند در گرمای تولید شده تغییر بوجود آورده و در نتیجه کیفیت جوش را تحت تاثیر قرار می دهد.

فرآیندها و کاربردهای جوشکاری فرکانس بالا

کاربرد در هیدروفورمینگ

لوله های جوشکاری شده به این روش به آسانی هیدروفورم می شوند. درز جوش های با کربن کمتر، آسان تر شکل می پذیرند هرچند فولادهای ریز آلیاژ استحکام بالا  (HSLA) و فولادهای ضد زنگ نیز با موفقیت هیدروفورم می شوند. فلزات غیرآهنی جوشکاری شده با فرکانس بالا نیزبه آسانی هیدروفورم می شوند. معمولا آنیل کاری درز جوش مورد نیاز نیست اما انجام آن می تواند به بهبود چکش خواری و شکل پذیری منطقه متاثر از گرما (HAZ) در مواد با عناصر آلیاژی بالا منجر شود.

فرآیندها و کاربردهای جوشکاری فرکانس بالا

فرآیندها و کاربردهای جوشکاری فرکانس بالا

آموزشاخبارتکنولوژی

high frequency weldingweldingالقایی وکیومبردهای الکترونیک کوره القائیبردهای الکترونیک کوره القاییبردهای کنترل کوره القائیبردهای کنترل کوره القاییبهینه سازی مصرف انرژی در کوره های ذوب القاییپیش گرمایش القایی چیستتعمیر بردهای الکترونیک کوره القائیتعمیر بردهای الکترونیک کوره القاییتعمیر بردهای کنترل کوره القائیتعمیر بردهای کنترل کوره القاییجداسازی فلزات از یکدیگرجرم کوره القاییجوش کاری فرکانس بالاجوشکاریخازن کوره القاییخرید کوره های ذوب مسذوب به روش القائیذوب به روش القاییریخته گری دقیقسخت کاریعیار کردن فلزفروش کوره القائیفروش کوره القاییکابل آب خنک کوره القائیکابل آب خنک کوره القاییکابل آبخنک کوره القائیکابل آبخنک کوره القاییکاربردهای پیش گرمایش القاییکروسیبل کوره القائیکروسیبل کوره القاییکوره القائی دست دومکوره القائی ذوب استیلکوره القائی ذوب فلزات رنگیکوره القائی ذوب فلزات گران بهاکوره القاییکوره القایی خازنکوره القایی دست دومکوره القایی ذوبکوره القایی ذوب استیلکوره القایی ذوب فلزاتکوره القایی ذوب فلزات رنگیکوره القایی ذوب فلزات گران بهاکوره القایی ذوب مسکوره القایی قیمتکوره ذوبکوره ذوب القاییکوره ذوب خلا القاییکوره ذوب مسکوره ذوب مس سر چشمهکوره های القاییکوره های بریزینگ القائیکوره های پیش گرمکوره های ذوب القاییکوره های ذوب مسکوره های عملیات حرارتی القائیکوره ی القاییگرمایش القاییمشخصات فنی کوره های الکتریکی القایی ذوب

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    EnglishIran