Індукційне зварювання металів, принцип роботи технології та основні положення для роботи

Індукційне зварювання металів включає спосіб термічної обробки металу, при якому заготівля нагрівається шляхом електромагнітної індукції, в результаті чого здавлюється. Для цього використовують струми високої частоти від десятків Гц до сотень кГц, вони є найбільш зручними для введення в метал. У практиці завжди користуються таким струмом від машинних чи лампових генераторів. Таке зварювання триває всього кілька секунд, оскільки процес нагрівання не пов'язаний ні з товщиною матеріалу, ні з його теплопровідністю. Більш економічна витрата відбувається за рахунок того, що тепло виділяється на поверхнях, що з'єднуються.

Часте застосування такого зварювання доводиться у виробництві сталевих труб. Оскільки сталева труба має високий індуктивний опір, струм високої частоти не розтікається по периметру, труби обтискаються та зварюються. Індукційне зварювання металів, А саме труб, виконується при поміщенні деталей в індуктор.

Коли частини, що зварюються, проходять індуктор, в місці з'єднання індуктуються вихрові струми, що мають протилежний напрямок струму в індукторі. На своєму шляху струми зустрічають щілину з'єднання та прямують до неї. Концентрація струму припадає в основному на ділянках поверхні, що зварюються, настає швидке нагрівання металу до необхідної температури зварювання.

Обладнання для такого зварювання мають різні відтінки свого застосування, але принцип їх роботи ґрунтується на подачі струму на метал, з метою її нагрівання та зварювання чи паяння у потрібному місці, роблячи це досить швидко та надійно. Популярним на практиці індукційне обладнання Termomaccin у трубному виробництві. Воно призначене для відпалу гладких ребристих труб з вуглецевої, нержавіючої сталі та їх зварювання, а також гарячої формування торців, відпалу трубочок для холодильних установок, торців труб після гідроформування.

Індукційне зварювання металів включає основну схему роботи:

• краї кромок, що зварюються, необхідно зачистити до блиску, хоча допускається окалина;
• щоб підвищити ефект нагріву, трубну заготовку вводять феритовий магнітний сердечник;
• подається струм, можливий до сотні кГц для сильного нагріву металу.

Товщина зварюваної труби 0,5-15 мм, для високовуглецевої та низьковуглецевої сталі, застосовується також для нержавіючих та кислостійких сплавів, мідних труб, деталей із бронзи, латуні та сплавів алюмінію. Необхідно враховувати, що зі збільшенням діаметра труби значно знижується ефективність охоплювальних індукторів. Ефект застосування внутрішніх індукторів – це можливість зменшити втрати у тілі трубної заготівлі. Індукційний метод зварювання чудово знаходить заміну в промисловому виробництві дугового зварювання та контактного. Застосовується вона в машинобудуванні, будівельних конструкціях, нафтовидобуванні, газовій промисловості.

Переваги індукційного зварювання металів:

• швидкість нагрівання металу, що триває кілька секунд;
• підвищений термін служби індуктора;
• чистота шва, що зварюється, немає подряпин;
• високоавтоматизований спосіб зварювання.

Недоліки такі:

• рівномірний зазор між індуктором та поверхню деталі складно підтримувати;
• труднощі зосередження розігріву у самій зоні зварювання;
• Високе споживання потужності електроенергії.