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電磁感應(yīng)加熱與焊接工藝相互之間有什么影響?

發(fā)布時(shí)間:2021-11-08

在管道和壓力容器的焊接前和焊接后熱處理(除氫,消除應(yīng)力退火等)過程中,使用電磁感應(yīng)加熱代替火焰或電加熱板的優(yōu)點(diǎn)是:加熱速度快、能源利用率高、加熱成本低。然而,在預(yù)焊接預(yù)熱過程中,經(jīng)常遇到在焊接時(shí)需要加熱的工況,因此需要分析焊接過程與感應(yīng)加熱過程之間的相互作用。以窄縫埋弧焊為例,首先分析了感應(yīng)加熱工藝對(duì)焊接工藝的影響。

通常,感應(yīng)線圈通過中高頻交流電(5-30kHz,具有自動(dòng)頻率跟蹤功能的感應(yīng)加熱電源),并且在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生相同頻率的交變磁場(chǎng)。從理論上講,高頻交變磁場(chǎng)的頻率較高,對(duì)直流埋弧焊電弧的形狀幾乎沒有影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,電磁感應(yīng)加熱對(duì)SAW和MMA的起弧,焊接和起弧過程沒有影響,對(duì)TIG的焊接和起弧也沒有影響。但是它對(duì)使用高頻振蕩的TIG起弧過程有影響,在一定程度上降低起弧的成功率。

然而,在以上三個(gè)焊接過程中,未發(fā)現(xiàn)焊接電弧的磁偏。另外,工件本身的中高頻交流磁場(chǎng)加熱具有消磁作用。在加熱期間和加熱之后,工件不會(huì)被磁化,因此不會(huì)影響隨后的工件焊接。最后,在工藝設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)那闆r下,電磁感應(yīng)加熱線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)引起一定程度的電磁輻射泄漏,但這種電磁輻射的強(qiáng)度會(huì)隨著距離的增加而呈指數(shù)下降,其電磁輻射為半米 遠(yuǎn)離感應(yīng)線圈。與普通家用電器幾乎相同。如果工藝設(shè)計(jì)合理,則超過95%的能量將集中在加熱的工件上,并且電磁泄漏可以忽略不計(jì)。因此,設(shè)計(jì)合理的電磁感應(yīng)過程幾乎不會(huì)對(duì)窄間隙埋弧焊頭產(chǎn)生電磁影響。

其次,焊接工藝對(duì)感應(yīng)加熱工藝的影響。在焊接過程中,強(qiáng)烈的電弧光和焊接飛濺會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)電纜熱損壞。如果電纜溫度過高,則會(huì)影響感應(yīng)加熱效率。埋弧焊過程中沒有可見的電弧光和焊接飛濺,可以忽略感應(yīng)電纜在焊接過程中的熱損傷。在焊后熱處理過程中,有必要考慮工件高溫對(duì)電纜壽命的影響。通常,電纜的絕緣層由對(duì)高溫極其敏感的聚合物材料制成。通常,當(dāng)電纜的溫度超過200°C時(shí),電纜的絕緣層將被破壞,電纜的載流能力將迅速下降,并且感應(yīng)的輸出功率也會(huì)急劇下降。因此,電纜的高溫電阻對(duì)于電磁感應(yīng)加熱至關(guān)重要。 為此,青島海悅機(jī)電科技有限公司開發(fā)了耐風(fēng)冷,耐高溫的合金電纜,可長(zhǎng)期承受450℃,短期可承受550℃。

另外,也可以采用在工件和電纜之間設(shè)置隔熱層的方法。隔熱層不僅可以隔離工件與電纜之間的傳熱,而且可以實(shí)現(xiàn)工件加熱區(qū)的隔熱,減少工件的熱損失,提高能量的利用效率。最后,焊接過程還會(huì)對(duì)感應(yīng)電纜造成機(jī)械損壞。電纜一旦發(fā)生機(jī)械變形,變形,彎曲,局部破損等機(jī)械損傷,應(yīng)及時(shí)更換,否則電纜的溫度會(huì)因感應(yīng)時(shí)斷裂時(shí)電阻產(chǎn)生的熱量增加而急劇上升、加熱。


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