Princip svařování vysokofrekvenčně svařovaných ocelových trubek: synergický efekt skinefektu a proximity efektu
Princip svařování vysokofrekvenčně svařovaných ocelových trubek je založen hlavně na efektu kůže a blízkosti vysokofrekvenčního proudu. Efekt kůže znamená, že když vysokofrekvenční proud prochází kovovým vodičem, v důsledku elektromagnetické indukce se hustota proudu soustředí hlavně na povrch vodiče, zatímco hustota proudu uvnitř vodiče je malá. Tento efekt umožňuje, aby se vysokofrekvenční elektrická energie soustředila na povrch svařence a tím se rychle ohřívala oblast svaru. Intenzita kožního efektu je přímo úměrná aktuální frekvenci. Čím vyšší je frekvence, tím vyšší je koncentrace proudu na povrchu vodiče. Proto vysokofrekvenční svařování obvykle využívá proud s frekvencí nad 300kHz k dosažení účinného ohřevu svarové oblasti.
Efekt blízkosti znamená, že když vysokofrekvenční proud teče obráceně ve dvou sousedních vodičích, v důsledku interakce magnetických polí se proud soustředí na okrajový tok dvou sousedních vodičů. Tento efekt může dále řídit cestu toku vysokofrekvenčního proudu, čímž se více koncentruje v oblasti svaru, čímž se zlepšuje účinnost a kvalita svařování. V procesu vysokofrekvenčního svařování je efekt přiblížení užitečný pro snížení energetických ztrát, zajištění dostatečného tepelného přísunu v oblasti svaru a realizaci rychlého a rovnoměrného ohřevu.
Při procesu vysokofrekvenčního svařování je do obrobku přiváděn vysokofrekvenční proud přes indukční cívku nebo kontaktní elektrodu, která vytváří teplo pro místní roztavení kovu. Indukční cívka je zařízení, které přeměňuje vysokofrekvenční proud na elektromagnetickou indukční energii. Vytváří střídavé magnetické pole kolem obrobku, což způsobuje vířivý proud uvnitř obrobku, čímž dochází k ohřevu kovu. Kontaktní elektroda je v přímém kontaktu s obrobkem, zavádí vysokofrekvenční proud do obrobku a zahřívá kov tepelným účinkem odporu. Tyto dvě metody mají své výhody a nevýhody. Indukční svařování je vhodné pro tlustší obrobky, kontaktní svařování je vhodné pro tenčí obrobky.
Následně se působením tlaku roztavený kov ochladí a vytvoří pevný svarový spoj. V procesu svařování má tlak a doba aplikace důležitý vliv na kvalitu svaru. Správný tlak může zajistit, že roztavený kov teče a plně se spojí a vytvoří hustý svar, zatímco nadměrný tlak může vést k deformaci svaru nebo defektům. Vysokofrekvenční svařování má výhody vysoké rychlosti ohřevu, malé tepelně ovlivněné zóny a vysoké kvality svaru. Mechanické vlastnosti a těsnící výkon svaru jsou vynikající, což může splnit požadavky různých projektů na výkon potrubí.
