سیستم گرمایش القایی برای جوشکاری با فرکانس بالا

تجزیه و تحلیل سیستم گرمایش القایی برای جوشکاری با فرکانس بالا

سیستم گرمایش القایی برای جوشکاری با فرکانس بالا

 

سیستم گرمایش القایی برای جوشکاری با فرکانس بالا : هدف از این کار بررسی سیستم گرمایش القایی است که برای جوشکاری لوله های فرکانس بالا و طولی استفاده می شود. توزیع میدان الکترومغناطیسی و دمایی به منظور برآورد کارایی سیستم و عوامل موثر بر کیفیت فرآیند جوشکاری و انرژی مورد نیاز مورد مطالعه قرار گرفته است. مشکل به صورت سه بعدی در نظر گرفته شد.

کلیدواژه ها: گرمایش القایی ، جوشکاری با فرکانس بالا ، تجزیه و تحلیل سه بعدی

معرفی

سیستم گرمایش القایی برای جوشکاری با فرکانس بالا

فن آوری های مبتنی بر گرمایش القایی به دلیل مزایای خود به طور گسترده در صنعت استفاده می شود: بهره وری انرژی بالا ، کیفیت عالی محصول ، دقت بسیار خوب در گرمایش مناطق خاص در کوتاه مدت ، شرایط عملکردی تمیز.  گرمایش القایی تنوع زیادی در کاربردهای صنعتی دارد : سخت شدن القایی ، خنک کننده القایی ، لحیم کاری القایی ، پیوند القایی ، جوشکاری القایی ، آنیل القایی ، القایی قبل و بعد از گرمایش ، جعل القایی ، ذوب القایی ، صاف القایی ، تولید پلاسما القایی ، و غیره.

هدف

هدف مطالعه در این تحقیق یک سیستم گرمایش القایی است که برای جوشکاری لوله های طولی با فرکانس بالا استفاده می شود. هدف از تحقیق و انگیزه برای انجام کار ضرورت توسعه ، تجزیه و تحلیل و برآورد سیستم است. وظیفه اصلی تعریف و سپس تعیین عوامل و پارامترهای بهینه موثر بر کیفیت فرآیند جوشکاری و انرژی مورد نیاز است. تعیین دقیق و درک فرآیندهای موجود در دستگاه امکانات خوبی را برای کنترل کارآمد ، مدیریت فرایند جوشکاری و نظارت بر مصرف انرژی ارائه می دهد.

تحلیل

تجزیه و تحلیل چنین سیستم هایی ، هم نظری و تجربی  بر فرکانس ، سرعت جوشکاری ، “منطقه تحت تأثیر حرارت” ، زاویه “vee” ، حضور مانع فریت و موقعیت آن متمرکز شده است. اگرچه تعدادی از نشریات به این موضوع اختصاص داده شده است ، اما فرایندهای جوشکاری با فرکانس بالا هنوز به اندازه کافی خوب مطالعه نشده و بسیاری از تعاملات و وابستگی ها مشخص نیست.

این امر نه تنها به دلیل پیچیدگی فرایندها ، بلکه به دلیل تفاوت های خاص سیستم های مختلف ، در مورد ابعاد ، خواص مواد و هدف لوله های جوش داده شده است.

توصیف سیستم گرمایش القایی مورد بررسی

هندسه اصلی سیستم مورد بررسی در شکل  نشان داده شده است. سیستم شامل سلف مارپیچی با فرکانس بالا است که ولتاژ را در لبه های لوله فولادی باز ایجاد می کند. ولتاژ القایی باعث ایجاد جریانهای فرکانسی بالا می شود که به دلیل اثرات پوستی و مجاورت روی لایه سطحی متمرکز شده است. جریانها در امتداد لبه ها به نقطه ای می رسند که به هم می رسند (نقطه بسته شدن) و باعث گرم شدن سریع فلز می شود. از رول های فشار جوش برای اعمال فشار استفاده می شود ، که باعث می شود فلز گرم شده با هم تماس پیدا کرده و پیوند جوش ایجاد شود.

سیستم گرمایش القایی برای جوشکاری با فرکانس بالا

توجه ویژه ای باید به “منطقه تحت تأثیر گرما” صورت گیرد . در منطقه موسوم به “V” ، به دلیل اثر پوست و اثر مجاورت ، جریانهای فرکانس بالا با چگالی زیاد در امتداد سطوح در جهت مخالف جریان می یابند و سطوح موازی مجاور را برای مسیر بازگشت خود جستجو می کنند.

سیستم گرمایش القایی برای جوشکاری با فرکانس بالا

این سیستم همچنین دارای مانع فریت داخلی است که شار مغناطیسی را متمرکز کرده و کارایی جوشکاری را بهبود می بخشد. همانطور که از شکل هندسی در شکل 1 مشخص است ، مانع در امتداد محور لوله قرار ندارد ، بلکه به ناحیه جوش داده شده نزدیکتر است – یعنی سیستم متقارن نیست و مشکل توزیع میدان باید به صورت سه بعدی مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.

آب خنک کننده در داخل سلف جریان می یابد و مانع خنک کننده سیستم می شود. بررسی سیستم برای پارامترهای سلف نشان داده شده در جدول  انجام می شود:

سیستم گرمایش القایی برای جوشکاری با فرکانس بالا

جنس لوله فولاد با حدود 10٪ کربن است. دمای نهایی گرمایش باید حدود 1300-14500 درجه سانتیگراد باشد. آب خنک کننده ای که در داخل رساناها جریان دارد با دمای 400 درجه سانتی گراد است. دمای هوای محیط و دمای اولیه گرم شده لوله T0 = 200C است.

نتیجه گیری

تعیین توزیع میدان الکترومغناطیسی و دمایی سیستم گرمایش القایی مورد استفاده برای جوشکاری لوله های طولی بدست آمده است. این مشکل به عنوان میدان حرارتی الکترومغناطیسی هارمونیک زمان دار و موقتی سه بعدی در نظر گرفته شد. تعیین دقیق توزیع میدان در دستگاه مورد مطالعه ابزاری برای کنترل کارآمد بعدی ، مدیریت فرایند جوشکاری و نظارت بر مصرف انرژی است.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

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

    EnglishIran