Hoogfrequent lassen is een nieuw type lasproces dat gebruik maakt van het skin-effect en het aangrenzende effect dat wordt geproduceerd door hoogfrequente stroom om stalen platen en andere metalen materialen met elkaar te verbinden. De opkomst en volwassenheid van hoogfrequente lastechnologie is een sleutelproces bij de productie van ERW-stalen buizen. De kwaliteit van hoogfrequent lassen heeft rechtstreeks invloed op de algehele sterkte, het kwaliteitsniveau en de productiesnelheid van gelaste buisproducten.
Het basisprincipe van hoogfrequent lassen:
De zogenaamde hoge frequentie verwijst naar de frequentie van de wisselstroom van 50 Hz, en verwijst in het algemeen naar de hoogfrequente stroom van 50 kHz tot 400 kHz. Wanneer hoogfrequente stroom door een metalen geleider gaat, ontstaan er twee bijzondere effecten: huideffect en nabijheidseffect. Bij hoogfrequent lassen worden deze twee effecten gebruikt om stalen buizen te lassen. Wat zijn deze twee effecten?
Het skin-effect houdt in dat wanneer een wisselstroom met een bepaalde frequentie door dezelfde geleider stroomt, de stroomdichtheid niet gelijkmatig over alle secties van de geleider wordt verdeeld. Het zal zich voornamelijk concentreren op het oppervlak van de geleider, dat wil zeggen dat de stroomdichtheid op het oppervlak van de geleider hoog is. De dichtheid in de geleider is klein, dus we noemen het levendig: "huideffect". Het skin-effect wordt meestal gemeten aan de hand van de penetratiediepte van de stroming. Hoe kleiner de penetratiediepte, hoe groter het huideffect. Deze penetratiediepte is evenredig met de vierkantswortel van de soortelijke weerstand van de geleider, en omgekeerd evenredig met de vierkantswortel van frequentie en permeabiliteit. In termen van de leek: hoe hoger de frequentie, hoe meer stroom er wordt geconcentreerd op het oppervlak van de stalen plaat; hoe lager de frequentie, hoe meer verspreid de oppervlaktestroom is. Opgemerkt moet worden dat hoewel staal een geleider is, de magnetische permeabiliteit ervan zal afnemen naarmate de temperatuur stijgt. Dat wil zeggen dat wanneer de temperatuur van de staalplaat stijgt, de magnetische permeabiliteit zal afnemen en het skin-effect zal afnemen.
Het nabijheidseffect verwijst naar het feit dat wanneer hoogfrequente stroom in tegengestelde richtingen vloeit tussen twee aangrenzende geleiders, de stroom intensief naar de randen van de twee geleiders zal vloeien. Zelfs als de twee geleiders nog een kortere zijde hebben, volgt de stroom niet. Een kortere routestroom noemen we dit effect: "nabijheidseffect".
Het nabijheidseffect is hoofdzakelijk te wijten aan de rol van inductieve reactantie, die een leidende rol speelt bij hoogfrequente stromen. Het nabijheidseffect neemt toe naarmate de frequentie toeneemt en de afstand tussen aangrenzende geleiders kleiner wordt. Als er een magnetische kern rond de aangrenzende geleider wordt toegevoegd, zal de hoogfrequente stroom meer geconcentreerd zijn op het oppervlak van het werkstuk.
Deze twee effecten vormen de basis voor het realiseren van hoogfrequent metaallassen. Bij hoogfrequent lassen wordt gebruik gemaakt van het skin-effect om de energie van de hoogfrequente stroom op het oppervlak van het werkstuk te concentreren; en gebruikt het nabijheidseffect om de locatie en het bereik van het hoogfrequente stroompad te regelen. De snelheid van de stroom is erg snel. Het kan de randen van aangrenzende staalplaten in korte tijd verwarmen en smelten, en door middel van extrusie stootvoegen realiseren.
