1、第五單元 高頻焊 5.1 高頻焊概述 5.2 高頻焊設備與工藝 5.3 典型材料的高頻焊 綜合知識模塊 5.1 高頻焊概述 o 高頻焊（high-frequency resistance welding，HFRW）是在50年代初發明，并 應用于生產的。 o 利用10500kHz的高頻電流經焊件連接面 產生電阻熱，并在施加(或不施加)壓力的情 況下，達到金屬結合的一種焊接方法。 5.1 高頻焊概述 o 5.1.1 高頻焊的基本原理 o 5.1.2 高頻焊的特點及應用 5.1.1 高頻焊的基本原理 o 一、高頻焊的基本類型一、高頻焊的基本類型 o 二、高頻焊過程及實質二、高頻焊過程及實質 一、高頻

2、焊的基本類型一、高頻焊的基本類型 o 根據高頻電能導入方式，高頻焊可分為高頻 電阻焊和高頻感應焊兩種。 o 高頻電阻焊時，電流是通過電極觸頭直接接 觸導入焊件實施焊接的，故又稱高頻接觸焊。 o 集膚效應是指高頻電流傾向于在金屬到體表 面流動的一種現象。 o 鄰近效應是指當高頻電流在兩導體中彼此反 向流動或在一個往復導體中流動時，電流集 中流動于導體鄰近側的現象。 二、高頻焊過程及實質二、高頻焊過程及實質 o 高頻焊是借助高頻電流的集膚效應把高頻電 流集中于待焊件的表層 o 利用鄰近效應控制高頻電流的流動路線、位 置和范圍，使電流只流過焊件中需要加熱的 區域 o 加熱到焊接所需溫度，然后施加壓力

3、，從而 實現連接。 5.1.2 高頻焊的特點及應用 o 一、高頻焊的特點一、高頻焊的特點 o 二、高頻焊應用范圍二、高頻焊應用范圍 一、高頻焊的特點一、高頻焊的特點 o 1焊接速度高 o 2熱影響區小 o 3焊前無須清理 缺點： o 1焊接時對裝配質量要求高，尤其是連續 高頻焊接型材時，裝配和焊接都是自動化的， 任何因素造成V形開口形狀的變化都會影響 焊接質量 。 o 2電源回路的高壓部分對人身與設備的安 全有威脅，要有特殊的保護措施。 o 3回路中振蕩管等元件的工作壽命較短， 而且維修費用也較高。 二、高頻焊應用范圍二、高頻焊應用范圍 o 1適焊材料 高頻焊可焊接低碳鋼、低合 金高強度鋼、不

4、銹鋼、鋁合金、鈦合金（需 用惰性氣體保護）、銅合金（黃銅件要使用 焊劑）、鎳、鋯等金屬材料。 o 2結構類型 高頻焊除能制造各種材料的 有縫管、異型管、散熱片管、螺旋散熱片管、 電纜套管等，還能生產各種斷面的結構型材 （T形、I形、H形等）、板（帶）材等，如 汽車輪圈、汽車車箱板、工具鋼與碳鋼組成 的鋸條、刀具等。 5.2 高頻焊設備與工藝 o 5.2.1 高頻焊設備與安全技術 o 5.2.2 高頻焊制管工藝 5.2.1 高頻焊設備與安全技術 o 一、高頻焊設備一、高頻焊設備 o 二、高頻焊的安全技術二、高頻焊的安全技術 一、高頻焊設備一、高頻焊設備 o 高頻焊設備主要用于制管 o 高頻焊制管

5、機組，它是由水平導向輥、高頻 發生器及其輸出裝置、擠壓輥、外毛刺清除 器、磨光輥、機身以及一些輔助機構、工具 等部分組成， o 1高頻發生器頻發生器 2電極電極 3感應圈感應圈 4阻抗器阻抗器 二、高頻焊的安全技術二、高頻焊的安全技術 o 高頻焊時，影響人身安全的最主要因素在于 高頻焊電源，高頻發生器回路中的電壓非常 高，如果操作不當，一旦發生觸電，必將導 致嚴重人身事故。 o 1高頻發生器機殼與輸出變壓器必須良好 接地，接地線應盡可能地短而直，接地電阻 應不大于4；而且設備周圍特別是工人操 作位置還應鋪設耐壓35kV的絕緣橡膠板。 o 2禁止開門操作設備，在經常開閉釣門上 設置聯鎖門開關，保

6、證只有門處在緊閉時， 才能啟動和操作設備。 o 3停電檢修時，必須拉開總配電開關，并 掛上有人操作、不準合閘的標牌；在打開機 門后，還需用放電棒使各電容器組放電。放 電后，才開始具體檢修操作。 o 4一般都不允許帶電檢修；如實在必要時， 操作者必須穿絕緣鞋、帶絕緣手套，并必須 另有專人監護。 o 5啟動操作設備時，還應仔細檢查冷卻水 系統，只在冷卻水系統工作正常情況下，才 準通電預熱振蕩管。 o 高頻電磁場對人體和周圍物體有作用，如可 使周圍金屬發熱，可使人體細胞組織產生振 動，引起疲勞、頭暈等癥狀，所以對高頻設 備裸露在機殼外面的各高頻導體還需用薄鋁 板或銅板加以屏蔽，使工作場地的電場強度

7、不大于40V/m。 5.2.2 高頻焊制管工藝 o 一、典型高頻焊制管工藝一、典型高頻焊制管工藝 o 二、常用金屬管子的焊接工藝要點二、常用金屬管子的焊接工藝要點 o 三、焊接工藝參數的選擇三、焊接工藝參數的選擇 一、典型高頻焊制管工藝一、典型高頻焊制管工藝 o 1高頻電阻焊制管高頻電阻焊制管 2.高頻感應焊制管高頻感應焊制管 3兩種高頻焊制管法的比較兩種高頻焊制管法的比較 o 1)焊管表面光滑，特別是焊道內表面較平整， 適用于焊接電纜套或流通液體等要求內壁平 滑的管材。 o 2) 感應圈不與管壁接觸，故對管坯接頭及 表面質量要求比較低，亦不會像高頻電阻焊 時可能引起管子表面燒傷。 o 3)

8、因不存在電極（滑動觸頭）壓力，故不 會引起管坯局部失穩變形，也不會引起管坯 表面鍍層擦傷，因此能適宜于制造薄壁管和 涂層管。 o 4) 不用電極，因而省料省時。 o 5) 不存在電極觸頭開路(脫離接觸)問題， 功率傳輸及焊接電流穩定，而且焊接過程中 調整也較容易。 二、常用金屬管子的焊接工藝要點二、常用金屬管子的焊接工藝要點 o 1.碳鋼和低合金高強鋼管的焊接碳鋼和低合金高強鋼管的焊接 o 碳當量Ceq 0. 2%的非合金鋼管，其高頻 焊焊接性良好，焊后無需進行熱處理。碳當 量大于0.650.7的非合金鋼管焊接性差， 焊縫極易脆裂，因而禁止焊接。 o 焊接時可在高頻焊接裝置處和管坯內部噴送 中

9、性氣體流(如氮氣)進行氣體保護的方法加 以解決。 2.不銹鋼管縱縫的焊接不銹鋼管縱縫的焊接 o 不銹鋼的導熱性差，電阻率高，與用高頻焊 制造相同直徑和壁厚的其他鋼材的管子比較， 所消耗的熱功率小；在相同輸入電功率情況 下，焊接速度較高。 o 采用焊前固溶處理、提高焊接速度，焊后使 管材通過冷卻器進行急冷等措施來避免和限 制在熱影響區析出碳化物，以獲得抗腐蝕性 良好的接頭。 3.鋁及鋁合金管縱縫的焊接鋁及鋁合金管縱縫的焊接 o 鋁及鋁合金熔點低，易氧化，焊接時接合面 很快被加熱到熔化溫度。 o 鋁合金是非導磁體，高頻電流穿透深度較大， 應選取較高的電源頻率，要求高頻電源的電 壓和功率應具有較高的

10、穩定度及較小的波動 系數。 4.銅及銅合金管縱縫的焊接銅及銅合金管縱縫的焊接 o 銅及銅合金是非導磁材料，具有良好的導電 和導熱性，因此，焊接時也須采用較高的頻 率和焊接速度，以使電能更強地集中于會合 面的表層，減少熱能的損失。 o 用高頻焊焊接黃銅管縱縫時，會合面表層加 熱到熔化溫度時，鋅易被氧化和蒸發，故也 需快速加熱和擠壓，將巳熔化的金屬與氧化 物徹底擠掉。 三、焊接工藝參數的選擇三、焊接工藝參數的選擇 o 影響高頻焊管質量的主要因素有：電源頻率、 會合角、管坯坡口形狀、電極和感應圈及阻 抗器的安放位置、輸入功率、焊接速度、焊 接壓力（擠壓力）等。 o l.電源頻率電源頻率 o 2.會合角的選擇會合角的選擇 o 3. 管坯坡口形狀管坯坡口形狀 o 4電極觸頭、感應圈及阻抗器安放位置電極觸頭、感應圈及阻抗器安放位置 o 1）電極觸頭位置 o 2）感應圈位置 o 3）阻抗器位置 o 5. 輸入功率的選擇輸入功率的選擇 o 6.焊接速度的選擇焊接速度的選擇 o 7.