جوشکاری فرکانس بالا نوع جدیدی از فرآیند جوشکاری است که از اثر پوستی و اثر مجاور تولید شده توسط جریان فرکانس بالا برای اتصال صفحات فولادی و سایر مواد فلزی استفاده می کند. ظهور و بلوغ فناوری جوشکاری فرکانس بالا یک فرآیند کلیدی در تولید لوله فولادی ERW است. کیفیت جوش فرکانس بالا به طور مستقیم بر استحکام کلی، سطح کیفیت و سرعت تولید محصولات لوله های جوش داده شده تأثیر می گذارد.
اصل اساسی جوشکاری فرکانس بالا:
فرکانس بالا به فرکانس جریان متناوب 50 هرتز اشاره دارد و به طور کلی به جریان فرکانس بالای 50 کیلوهرتز تا 400 کیلوهرتز اشاره دارد. هنگامی که جریان فرکانس بالا از یک هادی فلزی عبور می کند، دو اثر عجیب و غریب ایجاد می شود: اثر پوستی و اثر مجاورت. جوشکاری فرکانس بالا از این دو اثر برای جوش دادن لوله های فولادی استفاده می کند. بنابراین، این دو اثر چیست؟
اثر پوستی به این معنی است که وقتی یک جریان متناوب با فرکانس معین از یک هادی عبور می کند، چگالی جریان به طور یکنواخت در تمام بخش های هادی توزیع نمی شود. عمدتاً روی سطح هادی متمرکز می شود، یعنی چگالی جریان روی سطح هادی زیاد است. چگالی داخل هادی کم است، بنابراین ما به وضوح آن را "اثر پوست" می نامیم. اثر پوست معمولاً با عمق نفوذ جریان اندازه گیری می شود. هر چه عمق نفوذ کمتر باشد، اثر پوستی بیشتر است. این عمق نفوذ با جذر مقاومت رسانا متناسب است و با جذر فرکانس و نفوذپذیری نسبت معکوس دارد. به عبارت ساده تر، هر چه فرکانس بالاتر باشد، جریان بیشتری روی سطح صفحه فولادی متمرکز می شود. هرچه فرکانس کمتر باشد، جریان سطحی پراکنده تر است. لازم به ذکر است که اگرچه فولاد یک رسانا است، اما با افزایش دما، نفوذپذیری مغناطیسی آن کاهش می یابد. یعنی با افزایش دمای صفحه فولادی، نفوذپذیری مغناطیسی کاهش می یابد و اثر پوستی کاهش می یابد.
اثر مجاورتی به این واقعیت اشاره دارد که وقتی جریان با فرکانس بالا در جهت مخالف بین دو هادی مجاور جریان می یابد، جریان به شدت به لبه های دو هادی جریان می یابد. حتی اگر دو هادی طرف کوتاه تری داشته باشند، جریان از آن عبور نمی کند. جریان مسیر کوتاهتر، این اثر را "اثر مجاورت" می نامیم.
اثر مجاورت اساساً به دلیل نقش راکتانس القایی است که نقش اصلی را در جریانهای فرکانس بالا بازی میکند. اثر مجاورت با افزایش فرکانس افزایش مییابد و فاصله بین هادیهای مجاور نزدیکتر میشود. اگر یک هسته مغناطیسی در اطراف هادی مجاور اضافه شود، جریان با فرکانس بالا بیشتر روی سطح قطعه کار متمرکز می شود.
این دو اثر مبنای تحقق جوشکاری فلزات با فرکانس بالا هستند. جوشکاری فرکانس بالا از اثر پوستی برای متمرکز کردن انرژی جریان فرکانس بالا بر روی سطح قطعه استفاده می کند. و از اثر مجاورتی برای کنترل مکان و محدوده مسیر جریان جریان فرکانس بالا استفاده می کند. سرعت جریان بسیار سریع است. این می تواند لبه های صفحات فولادی مجاور را در مدت زمان کوتاهی گرم و ذوب کند و اتصالات لب به لب را از طریق اکستروژن ایجاد کند.
