Principio di saldatura del tubo d'acciaio saldato ad alta frequenza: effetto sinergico dell'effetto pelle e dell'effetto di prossimità
Il principio di saldatura dei tubi in acciaio saldati ad alta frequenza si basa principalmente sull'effetto pelle e sull'effetto di prossimità della corrente ad alta frequenza. L'effetto pelle significa che quando la corrente ad alta frequenza passa attraverso un conduttore metallico, a causa dell'induzione elettromagnetica, la densità di corrente è concentrata principalmente sulla superficie del conduttore, mentre la densità di corrente all'interno del conduttore è piccola. Questo effetto consente all'energia elettrica ad alta frequenza di concentrarsi sulla superficie della saldatura, riscaldando così rapidamente l'area di saldatura. L'intensità dell'effetto pelle è direttamente proporzionale alla frequenza corrente. Maggiore è la frequenza, maggiore è la concentrazione di corrente sulla superficie del conduttore. Pertanto, la saldatura ad alta frequenza utilizza solitamente una corrente con una frequenza superiore a 300kHz per ottenere un riscaldamento efficiente dell'area di saldatura.
L'effetto di prossimità significa che quando la corrente ad alta frequenza scorre in modo inverso in due conduttori adiacenti, a causa dell'interazione dei campi magnetici, la corrente si concentrerà sul flusso lungo i due conduttori adiacenti. Questo effetto può controllare ulteriormente il percorso del flusso della corrente ad alta frequenza, rendendola più concentrata nell'area di saldatura, migliorando così l'efficienza e la qualità della saldatura. Nel processo di saldatura ad alta frequenza, l'effetto di prossimità è utile per ridurre la perdita di energia, garantire un apporto di calore sufficiente nell'area di saldatura e realizzare un riscaldamento rapido e uniforme.
Nel processo di saldatura ad alta frequenza, la corrente ad alta frequenza viene introdotta nel pezzo attraverso la bobina di induzione o l'elettrodo di contatto, che genera calore per fondere localmente il metallo. La bobina di induzione è un dispositivo che converte la corrente ad alta frequenza in energia di induzione elettromagnetica. Genera un campo magnetico alternato attorno al pezzo, provocando correnti parassite all'interno del pezzo, riscaldando così il metallo. L'elettrodo di contatto è a diretto contatto con il pezzo, introducendo corrente ad alta frequenza nel pezzo e riscaldando il metallo attraverso l'effetto termico della resistenza. I due metodi hanno i loro vantaggi e svantaggi. La saldatura a induzione è adatta per pezzi più spessi, mentre la saldatura a contatto è adatta per pezzi più sottili.
Successivamente, applicando pressione, il metallo fuso viene raffreddato per formare un giunto saldato solido. Nel processo di saldatura, la pressione e il tempo di applicazione hanno un'influenza importante sulla qualità della saldatura. Una pressione adeguata può garantire che il metallo fuso scorra e si fonda completamente per formare una saldatura densa, mentre una pressione eccessiva può portare a deformazioni o difetti della saldatura. La saldatura ad alta frequenza presenta i vantaggi di un'elevata velocità di riscaldamento, di una piccola zona interessata dal calore e di un'elevata qualità di saldatura. Le proprietà meccaniche e le prestazioni di tenuta della saldatura sono eccellenti e possono soddisfare i requisiti di vari progetti per le prestazioni delle tubazioni.
