Principe de soudage des tubes en acier soudés à haute fréquence : effet synergique de l'effet de peau et de l'effet de proximité
Le principe de soudage des tubes en acier soudés à haute fréquence est principalement basé sur l'effet de peau et l'effet de proximité du courant à haute fréquence. L'effet de peau signifie que lorsqu'un courant haute fréquence traverse un conducteur métallique, en raison de l'induction électromagnétique, la densité de courant est principalement concentrée sur la surface du conducteur, tandis que la densité de courant à l'intérieur du conducteur est faible. Cet effet permet à l'énergie électrique à haute fréquence de se concentrer sur la surface de la soudure, chauffant ainsi rapidement la zone de soudure. L'intensité de l'effet cutané est directement proportionnelle à la fréquence actuelle. Plus la fréquence est élevée, plus la concentration de courant à la surface du conducteur est élevée. Par conséquent, le soudage à haute fréquence utilise généralement un courant d’une fréquence supérieure à 300 kHz pour obtenir un chauffage efficace de la zone de soudure.
L'effet de proximité signifie que lorsque le courant haute fréquence circule de manière inverse dans deux conducteurs adjacents, en raison de l'interaction des champs magnétiques, le courant se concentre sur le flux de bord de deux conducteurs adjacents. Cet effet peut contrôler davantage le flux du courant haute fréquence, le rendant plus concentré dans la zone de soudure, améliorant ainsi l'efficacité et la qualité du soudage. Dans le processus de soudage à haute fréquence, l'effet de proximité est utile pour réduire les pertes d'énergie, assurer un apport de chaleur suffisant dans la zone de soudure et réaliser un chauffage rapide et uniforme.
Lors du processus de soudage à haute fréquence, un courant haute fréquence est introduit dans la pièce à travers la bobine d'induction ou l'électrode de contact, ce qui génère de la chaleur pour faire fondre localement le métal. La bobine d'induction est un dispositif qui convertit le courant haute fréquence en énergie d'induction électromagnétique. Il génère un champ magnétique alternatif autour de la pièce, provoquant des courants de Foucault à l'intérieur de la pièce, chauffant ainsi le métal. L'électrode de contact est en contact direct avec la pièce, introduisant un courant haute fréquence dans la pièce et chauffant le métal par l'effet thermique de la résistance. Les deux méthodes ont leurs propres avantages et inconvénients. Le soudage par induction convient aux pièces plus épaisses, tandis que le soudage par contact convient aux pièces plus fines.
Ensuite, en appliquant une pression, le métal en fusion est refroidi pour former un joint soudé solide. Lors du processus de soudage, la pression et le temps d'application ont une influence importante sur la qualité de la soudure. Une pression appropriée peut garantir que le métal fondu s'écoule et fusionne complètement pour former une soudure dense, tandis qu'une pression excessive peut entraîner une déformation ou des défauts de la soudure. Le soudage à haute fréquence présente les avantages d'une vitesse de chauffage rapide, d'une petite zone affectée par la chaleur et d'une qualité de soudure élevée. Les propriétés mécaniques et les performances d'étanchéité de la soudure sont excellentes, ce qui peut répondre aux exigences de divers projets en matière de performances des pipelines.
