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高頻焊機高效節能的應用分析

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高頻焊機高效節能的應用分析

發布日期:2019-10-11 作者: 點擊:

高頻焊機高效節能的應用分析

相對來說焊管生產企業生產線上電能消耗當屬高頻焊機了, 所以,高頻焊機的效率高低直接影響著企業單位能耗的多少,對企業生產成本有著直接的決定作用,而高頻焊機功耗效率又被許多外部因素制約。下面就高頻焊機的工作原理、影響效能發揮的因素進行分析。



1 高頻焊機的工作原理



高頻焊機內由一整套獨特的電子線路(可控硅或IGBT 技術),將從電網輸入進來的低頻交流電(50Hz) 轉變成高頻交流電(一般在100kHz 以上)。高頻電流加到電感線圈(即感應器)后,利用電磁感應原理轉換成高頻磁場,并作用在處于磁場中的金屬物體上。利用渦流效應,在金屬物體中生成與磁場強度成正比的感生電流(即渦流,此渦流受集膚效應影響,頻率越高,越集中于金屬物體的表層)。



渦流在金屬物體內流動時,會借助于內部所固有的電阻值,利用電流熱效應原理生成熱量。



這種熱量可不是象其它加熱方式那樣, 要靠外部熱量傳遞進去。它是直接在物體內部生成的。所以,這種加熱方式,速度快,效率高。如果需要,它可在瞬間熔化任何金屬物。而且,它的加熱速度和溫度是可控的。



2 影響高頻焊機有效功率輸出的因素



高頻焊機有效的輸出功率主要受以下方面影響:

高頻焊機


2.1 焊接V 角,經濟高效的角度在2-3°之間。高頻焊接主要原理除電磁感應加熱外,還有兩個重要的效應,即集膚效應和鄰近效應,焊接V 角越小,越有利于鄰近效應的發揮,從而可以更有效的利用焊機的有效輸出功率。



2.2 焊管兩個焊接表面的形狀,是兩個表面平行,這樣能使得焊接更有效,兩表面之間的分子擴散更均勻。



2.3 焊點與擠壓輥中心之間的距離。距離是所標注的距離Lv=Lc, 而Lc 的長度接近于鋼管的直徑,這樣有效地減少了焊接電流所走過得回從而更有效的提高了效率。



2.4 焊接溫度。焊接溫度在焊接過程中起著決定性的作用。溫度過高焊接表面會被融化,溫度過低則會出現虛焊導致焊接不牢。這就需要生產現場一位有經驗的“調型工”師傅來根據經驗判斷,也可以在焊縫上端安裝一個溫度傳感器,把測好的溫度直接反饋到高頻焊機的主操作系統當中,進行程序分析,來自動調節輸出功率大小,調節焊縫的溫度。



2.5 阻抗器(磁棒陣列)的大小、尺寸、位置和冷卻方式。阻抗器的主要作用是把電流匯集并且均勻分布在管內外壁上,擺放位置一般距離焊口200-300mm。



一般好的阻抗器的磁飽和功能很高,鐵氧體的含量也高。



2.6 鋼管本身的物理特性如直徑、壁厚、材質等。一般大壁厚、大直徑的鋼管焊接頻率都比較低,相反則比較高。這是因為高頻電流的一個滲透能力,頻率越高的電流,則越集中在鋼管表面,頻率越低的電流滲透能力則高。



2.7 感應線圈的設計對高頻電源有效功率的輸出起著至關重要的作用。



3 影響高頻焊機效能發揮的關鍵因素———感應線圈(感應器)



感應器的設計要從以下幾個方面入手:



3.1 感應器的直徑應該略大于鋼管的直徑,形狀應該和鋼管的形狀一樣,例如:圓對圓,方對方,矩形對矩形。



3.2 感應器的冷卻應該考慮到充分冷卻、均勻冷卻,確保冷卻快速高效。冷卻效果好則效率更高。



3.3 感應器的形狀,與鋼管壁之間的距離都決定著輸出的頻率,以及有效功率,如果距離過遠則頻率將越小,鋼管表面的磁場變弱,感應電流變小,有效的輸出功率很低。3.4 感應器對工作頻率的影響。下面公式中的U 就是匹配電容兩端的電壓,I 是逆變部分輸出的總電流,f 就是電源工作的諧振頻率,C 為匹配電容的容值,N 為變壓器的變比,從公式中可以看出。當I,N,C, 一定的時候,f 的大小決定U 的大小,f 低的時候,電容耐壓U 就會很高,這樣會造成對電容的危害,所以感應器的尺寸形狀和冷卻方式直接決定工作頻率的大小。



選擇一個設計制造精良的感應器,對保障設備穩定,提高生產效率,降低能源消耗具有非常重要的意義。



高頻焊機作為焊管生產企業比較大的能耗設備, 必須具備技術先進、服務一流、性能穩定、高效節能的基本特征,方能幫助企業在可持續發展的道路上越走越遠。


本文網址:http://www.jxymp.com/news/576.html

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