高频焊工艺手册

高频焊管的焊接工艺分析作者：邵长亮来源：《中国科技纵横》2017年第04期摘要：焊接工艺技术是焊管质量的重要影响因素，焊接工艺对于焊管的生产及其重要，是决定焊管质量的重要环节。

焊接工艺出现问题极有可能导致焊管报废，造成严重的经济损失。

高本文对焊接过程中的焊接工艺控制进行了分类介绍，利于在不同的环境条件下选择合适工艺条件提供理论指导。

关键词：高频焊管；焊接工艺；焊管质量中图分类号：TG457.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0077-011 前言扩散熔合的主要参数是力或者压力、温度和时间，为了保证金属密切熔接，要求施加在两熔接金属表面的压力很大。

完成时间的长短取决于温度，温度越高锤击的次数越少，通常锤击次数指的是在中等温度下每小时多少次。

之所以说高频焊管工艺为锻焊，是因为它是将达到熔化温度的金属在较短时间内以高压锻接在一起。

在熔化温度下固相金属扩散率非常高，并且可在很短时间内达到很好的熔接质量。

本文对高频焊管和高频焊管的焊接工艺进行了相关分析和说明。

2 高频焊管及其焊接工艺参数与分析（1）生产不同规格时，对于焊接脚的间隙与挤压辊中心的距离。

高频焊接接触是利用高频电流的两大特性进行的：集肤效应和邻近效应。

在此两大效应的作用下高频焊接工艺过程得以实现。

高频焊接时，电流除大量通过最短的V形负载回路外，还存在电流沿着管背流动的趋势，从而形成一种称为管背分流的情况。

这种情况的发生是在焊接过程中不希望发生的，因为此种情况会产生电流的损失，这是焊接不需要的电流负载，形成了电流的无功损失，因此，在实际过程中，为了减少其管背电流的损失，常常采用在管坯内增设阻抗，另外对于焊脚的间隙与挤压辊中心的距离提出了一定的要求，为了保证焊合线的宽度，把热影响区控制在最小的宽度范围内，从而达到理想的凹鼓形双曲线状的正常焊接状态[1]。

在焊接过程中，应该尽量的缩短两级之间的距离、电极距挤压辊中心线的距离。

高频焊
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第八章 高频焊 教学目标： 1. 了解高频焊的原理、工艺特点、分类及应 用范围； 2. 熟悉爆炸焊的设备与工艺，了解爆炸焊的 基本操作与安全知识。
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第一节 高频焊概述
高频焊（High－Frequency Resistance Welding，HFRW）--高频焊是利用10～500kHz高频电流经焊件连接面产生电阻热，使焊 件待焊区表层被加热到熔化或塑性状态，同时通过施加（或不加） 顶锻力，使焊件达到金属间结合的一种焊接方法。是一种固相电阻 焊方法（除高频熔焊外）。 高频焊发明于20世纪50年代初，并很快应用于工业生产。目前， 高频焊主要应用于机械化或自动化程度颇高的管材、型材生产线。 焊件材质可为钢、非铁金属，管径范围为6～1420mm，壁厚为 0.15～20mm。小径管多采用直焊缝；大径管多采用螺旋焊缝。
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（二）高频焊应用范围
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1.可焊接的金属材料
高频焊可焊接低碳钢、低合金高强度钢、不锈钢、铝 合金、钛合金（需用惰性气体保护）、铜合金（黄铜 件要使用焊剂）、镍合金、铝合金等金属材料。
2.结构类型
高频焊除能制造各种材料的有缝管、异型管、散热片管、螺旋散 热片管、电缆套管等，还能生产各种断面的结构型材（T形、Ⅰ 形、H形等）、板（带）材等，如汽车轮圈、汽车车箱板、工具 钢与碳钢组成的锯条、刀具等。
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邻近效应
邻近效应---是指当高频电流在 两导体中彼此反向流动或在一 个往复导体中流动时，电流集 中流动于导体邻近侧的现象。
如图5-1所示。邻近效应随频率增 加而增强，随邻近导体与焊件的越 加靠近而越加强烈，从而使电流的 集中与加热程度更加显著。若在邻 近导体周围加一磁芯，则高频电流 将会更窄地集中于工件表层。 导线与金属板互为邻近导体

d)第三阶段，体积扩散， 微孔消除，新界面形成
第六章 铝热焊
• 热剂焊一般是指利用金属氧化物和还原剂 之间的氧化还原反应所产生的热量，进行 熔融金属母材、填充接头而完成焊接的一 种方法。
• 氧化剂：Fe2O3、CuO、MnO等； • 还原剂：Al、Mg、Ca、Si、B、C等。 • 工业上应用最多的氧化剂为Fe2O3、 CuO ,
应用最广泛的还原剂是Al。
六、高频焊工艺
• （1）高频连续焊 适用于长焊缝的产品，如管子 纵缝焊接、管子与螺旋散热片环缝焊接等。
工艺路线：钢带→卷制成
形→前方留出V形开口→电流
由一个触头流经V形开口汇合
点再流入另一个触头产生邻近
效应→电阻热将V形开口边缘
加热熔化或软化（伴有火花）
→压辊将边缘挤压焊合。可焊 例：管子纵缝高频电阻焊
一、铝热焊原理：Fe2O3+Al→Al2O3
一、铝热焊原理：Fe2O3+Al→Al2O3
二、铝热焊特点与应用
• 1、设备简单，投资省，焊接操作简便，无 需电源，适于野外作业。
• 2、热容量大； • 织，韧性、塑性较差。
特种压力焊
第二章 扩散焊
• 扩散焊(或称扩散连接)是在一定的温度和压力下使 待焊表面相互接触，通过微观塑性变形或通过在待 焊表面上产生的微量液相而扩大待焊表面的物理接 触，然后，经较长时间的原子相互扩散来实现结合 的一种焊接方法。
一、原理与过程
a)界面初始接触
b)第一阶段，微观凸起 处变形和交界面形成
c)第二阶段，原子扩散， 界面迁移，微孔开始消除
五、高频焊制管设备
• 2、电极触头 高频电阻焊时用以向工件传导 电流的元件。
• 于高温下工作，连续高频焊时，还与工件产生滑动 摩擦。为此要求有高的导电率、热导率和耐磨性。 由铜合金或银基、铜基镶块元件制成。镶块有铜钨 合金、锆钨合金、银钨合金。

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辅助导体与金属板构成往复导体
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（二）高频焊焊接过程及实质
集肤效应 邻近效应
高频电流
高频电流集中于待焊件的表层
电路电阻 加热
控制高频电流的路线、位置和范围 金属熔化或塑性状态
加压
电能转换成热能 金属原子CETC)
高频焊 高频焊的实质：
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根据焊件结构的具体形式和特殊要求，运用集肤效应和邻近效应，使 焊件待焊处的表层金属得以快速加热而实现焊接。 高频焊通常使用的电流频率范围为300 ～450kHz，能使用比普 通电阻焊小得多的电流（能量耗损也小得多）使焊接区达到焊接温 度，从而可使用比较小的电极触头和触头压力，并能极大地提高焊 接速度和焊接效率。
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（二）高频焊应用范围
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1.可焊接的金属材料
高频焊可焊接低碳钢、低合金高强度钢、不锈钢、铝 合金、钛合金（需用惰性气体保护）、铜合金（黄铜 件要使用焊剂）、镍合金、铝合金等金属材料。
2.结构类型
高频焊除能制造各种材料的有缝管、异型管、散热片管、螺旋散 热片管、电缆套管等，还能生产各种断面的结构型材（T形、Ⅰ 形、H形等）、板（带）材等，如汽车轮圈、汽车车箱板、工具 钢与碳钢组成的锯条、刀具等。
高频焊的基础在于它应用了高频电流的两大效应：集肤效应和邻近效应。
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集肤效应
集肤效应----是指高频电 流倾向于在金属导体表面 流动的一种现象。
集肤效应通常用电流的穿透 深度来度量。导体的电阻率越 低、磁导率越大、电流的频率 越高，其穿透深度越小，集肤 效应越显著。另外，由于导体 的磁导率和电阻率随温度而变 化，所以，集肤效应还与温度 有关。