La soldadura de alta frecuencia (HFW) es una técnica de soldadura moderna que utiliza el efecto de la piel y el efecto de proximidad generado por las corrientes de alta frecuencia para unir placas de acero y otros materiales metálicos. El desarrollo y el refinamiento de la tecnología HFW se han convertido en una piedra angular en la fabricación de tuberías ERW. La calidad del proceso HFW tiene un impacto directo en la resistencia general, la consistencia y la eficiencia de producción de los productos de tubería soldados.
Continental Steel Co., Ltd es el fabricante profesional de tuberías ERW, para obtener más detalles, comuníquese con: sales@cscsteel-manufacturing.com
¿Qué es la soldadura de alta frecuencia?
La soldadura de alta frecuencia se basa en la corriente alterna (CA) con una frecuencia mucho mayor que las frecuencias de potencia estándar (50-60 Hz), que generalmente varían de 50 kHz a 400 kHz. Cuando la corriente de alta frecuencia fluye a través de un conductor de metal, da lugar a dos fenómenos electromagnéticos clave:
Efecto de la piel
Efecto de proximidad
Estos dos efectos son la base de la soldadura de alta frecuencia.
Comprender el efecto de la piel
El efecto de la piel se refiere a la tendencia de la corriente de alta frecuencia a concentrarse cerca de la superficie de un conductor en lugar de distribuirse uniformemente a lo largo de su sección transversal. Esto significa que la densidad de corriente es más alta en la superficie y disminuye rápidamente con la profundidad, de ahí el nombre del nombre "piel".
La profundidad de penetración de la corriente está influenciada por la resistividad del material, la permeabilidad magnética y la frecuencia de la corriente:
Mayor frecuencia → penetración menos profunda → efecto de la piel más fuerte.
Mayor permeabilidad → efecto de la piel más fuerte.
Temperatura más alta (como en el acero) → Permeabilidad magnética inferior → Efecto de la piel más débil.
En términos simples, cuanto mayor es la frecuencia, más se "abraza" la superficie de la placa de acero, calentándola de manera más eficiente para la soldadura.
Comprender el efecto de proximidad
El efecto de proximidad ocurre cuando la corriente de alta frecuencia fluye en direcciones opuestas a través de dos conductores cercanos, como los bordes de un tubo de acero de formación. En este caso, la corriente tiende a concentrarse en los bordes internos más cercanos entre sí, en lugar de tomar un camino más corto alrededor de los lados exteriores.
Este comportamiento se debe a la reactancia inductiva, que domina en entornos de alta frecuencia. El efecto de proximidad se vuelve más pronunciado como:
La frecuencia aumenta.
El espacio entre los conductores disminuye.
Al agregar núcleos magnéticos alrededor de los conductores, la corriente puede enfocarse aún más, intensificando el efecto de calentamiento en los bordes articulares.
Cómo funciona la soldadura de alta frecuencia
La soldadura de alta frecuencia aprovecha tanto la piel como los efectos de proximidad para controlar con precisión el calentamiento y la fusión de las superficies metálicas, lo que les permite fusionarse bajo presión. Aquí hay un desglose del proceso de soldadura:
1. Etapa de formación
La tira de acero se forma gradualmente en forma tubular utilizando una serie de rodillos de formación. Se deja una abertura estrecha en forma de V entre los bordes, típicamente con un ángulo de 2 ° a 6 °, para prepararse para un calentamiento eficiente.
2. Etapa de calefacción
La corriente de alta frecuencia se introduce en los bordes del V-GAP a través de electrodos de contacto o bobinas de inducción. La corriente fluye a lo largo de la superficie y los bordes de la tira debido a la piel y los efectos de proximidad, lo que causa calentamiento rápido y localizado hasta que los bordes alcancen un plástico o estado fundido.
3. Etapa de soldadura (extrusión)
A medida que los bordes calentados pasan a través de los rodillos de presión, se forzan. Los fusibles de metal fundido y los óxidos o impurezas de la superficie se expulsan de la articulación, formando una soldadura limpia y fuerte.
4. Etapa de enfriamiento y formación
Después de la soldadura, la tubería se enfría, generalmente por spray o aire de agua, para solidificar rápidamente la soldadura. La costura de soldadura terminada es densa y exhibe propiedades mecánicas cercanas a las del material principal.
Resumen
La soldadura de alta frecuencia es un proceso altamente eficiente y preciso utilizado en la producción de tuberías ERW. Al explotar los efectos electromagnéticos de las corrientes de alta frecuencia, permite soldaduras rápidas, limpias y fuertes sin la necesidad de material de relleno. Su uso generalizado en industrias como la construcción, el petróleo y el gas, y el automóvil refleja su papel fundamental en la fabricación moderna de metales.
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