Prinsip kimpalan paip keluli dikimpal frekuensi tinggi: kesan sinergistik kesan kulit dan kesan kedekatan
Prinsip kimpalan paip keluli dikimpal frekuensi tinggi terutamanya berdasarkan kesan kulit dan kesan kedekatan arus frekuensi tinggi. Kesan kulit bermakna apabila arus frekuensi tinggi melalui konduktor logam, disebabkan oleh aruhan elektromagnet, ketumpatan arus terutamanya tertumpu pada permukaan konduktor, manakala ketumpatan arus di dalam konduktor adalah kecil. Kesan ini membolehkan tenaga elektrik frekuensi tinggi menumpukan pada permukaan kimpalan, dengan itu memanaskan kawasan kimpalan dengan cepat. Keamatan kesan kulit adalah berkadar terus dengan frekuensi semasa. Semakin tinggi frekuensi, semakin tinggi kepekatan arus pada permukaan konduktor. Oleh itu, kimpalan frekuensi tinggi biasanya menggunakan arus dengan frekuensi melebihi 300kHz untuk mencapai pemanasan yang cekap bagi kawasan kimpalan.
Kesan kedekatan bermakna apabila arus frekuensi tinggi mengalir terbalik dalam dua konduktor bersebelahan, disebabkan oleh interaksi medan magnet, arus akan menumpukan pada aliran tepi dua konduktor bersebelahan. Kesan ini boleh mengawal lagi laluan aliran arus frekuensi tinggi, menjadikannya lebih tertumpu di kawasan kimpalan, sekali gus meningkatkan kecekapan dan kualiti kimpalan. Dalam proses kimpalan frekuensi tinggi, kesan kedekatan membantu mengurangkan kehilangan tenaga, memastikan input haba yang mencukupi di kawasan kimpalan, dan merealisasikan pemanasan yang cepat dan seragam.
Dalam proses kimpalan frekuensi tinggi, arus frekuensi tinggi dimasukkan ke dalam bahan kerja melalui gegelung aruhan atau elektrod sentuhan, yang menghasilkan haba untuk mencairkan logam secara tempatan. Gegelung aruhan ialah peranti yang menukarkan arus frekuensi tinggi kepada tenaga aruhan elektromagnet. Ia menjana medan magnet berselang-seli di sekeliling bahan kerja, menyebabkan arus pusar di dalam bahan kerja, dengan itu memanaskan logam. Elektrod sesentuh berada dalam hubungan langsung dengan bahan kerja, memperkenalkan arus frekuensi tinggi ke dalam bahan kerja dan memanaskan logam melalui kesan haba rintangan. Kedua-dua kaedah tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan yang tersendiri. Kimpalan aruhan sesuai untuk bahan kerja yang lebih tebal, manakala kimpalan sesentuh sesuai untuk bahan kerja yang lebih nipis.
Selepas itu, dengan menggunakan tekanan, logam cair disejukkan untuk membentuk sambungan kimpalan yang kukuh. Dalam proses kimpalan, tekanan dan masa penggunaan mempunyai pengaruh penting terhadap kualiti kimpalan. Tekanan yang betul boleh memastikan bahawa logam cair mengalir dan bercantum sepenuhnya untuk membentuk kimpalan padat, manakala tekanan yang berlebihan boleh menyebabkan ubah bentuk atau kecacatan kimpalan. Kimpalan frekuensi tinggi mempunyai kelebihan kelajuan pemanasan yang cepat, zon terjejas haba kecil dan kualiti kimpalan yang tinggi. Sifat mekanikal dan prestasi pengedap kimpalan adalah sangat baik, yang boleh memenuhi keperluan pelbagai projek untuk prestasi saluran paip.
