高頻焊接的工作原理

了解了高頻焊接原理，還得要有必要的技術(shù)手段來實現(xiàn)它。高頻焊接設(shè)備就是用于實現(xiàn)高頻焊接的電氣—機械系統(tǒng)，高頻焊接設(shè)備是由高頻焊接機和焊管成型機組成的。其中高頻焊接機一般由高頻發(fā)生器和饋電裝置二個部分組成，它的作用是產(chǎn)生高頻電流并控制它；成型機由擠壓輥架組成，它的作用是將被高頻電流熔融的部分加以擠壓，排除鋼板表面的氧化層和雜質(zhì)，使鋼板完全熔合成一體。

高頻發(fā)生器

過去的焊管機組上使用高頻發(fā)生器是三回路的：高頻發(fā)電機組；固體變頻器；電子高頻振蕩器，后來基本上都改進為單回路的了。調(diào)節(jié)高頻振蕩器輸出功率的方法有多種，如自耦變壓器，電抗法，晶閘管法等。

饋電裝置

這是為了向管子傳送高頻電流用的，包括電極觸頭，感應(yīng)圈和阻抗器。接觸焊中一般采用耐磨的銅鎢合金的電極觸頭，感應(yīng)焊中采用的是紫銅制的感應(yīng)圈。阻抗器的主要元件是磁心，它的作用是增加管子表面的感抗，以減少無效電流，提高焊接速度。阻抗器的磁心采用鐵氧體，要求它的居里點溫度不低于310°，居里點溫度是磁心的重要指標(biāo)，居里點溫度越高，就能靠得離焊縫越近，靠得越近，焊接效率也越高。

固態(tài)模塊式

世界上一些大公司開始采用了固態(tài)模塊式結(jié)構(gòu)，大大提高了焊接可靠性，保證了焊接質(zhì)量。如EFD公司設(shè)計的WELDAC G2 800高頻焊機由以下部分組成：整流及控制單元（CRU），逆變器，匹配及補償單元（IMC），CRU與IMC間的直流電纜，IMC到線圈或接觸組件。

機器的兩個主要部分是CRU及IMC。CRU包括一個帶有主隔絕開關(guān)及一個全橋二極管整流器的整流部分（它把交流電轉(zhuǎn)換為直流電），一個帶有控制裝置及外部控制設(shè)備界面的控制器。IMC包括逆變器模塊，一個匹配變壓器以及一個用于為感應(yīng)線圈提供必需的無功功率的電容組。

主供電電壓（3相480V），通過主隔絕開關(guān)被送到主整流器中。在主整流器中，主電壓被轉(zhuǎn)換為640V的直流電并且通過母線與主直流線纜相連接。直流電通過由數(shù)個并聯(lián)電纜組成的直流電輸送線被送到IMC。DC線纜在IMC單元母線上終止。逆變部分的逆變器模塊通過高速直流保險同DC母線以并聯(lián)方式連接在一起。DC電容也與DC母線連接在一起。

每個逆變器模塊構(gòu)成一個全橋IGBT三極管逆變器。三極管的驅(qū)動電路則在逆變器模塊內(nèi)的一個印刷電路板上。直流電由逆變器變?yōu)楦哳l交流電。根據(jù)具體的負(fù)載，交流電的頻率范圍在100-150KH范圍之間。為根據(jù)負(fù)載對逆變器進行調(diào)整，所有逆變器都以并聯(lián)方式同匹配變壓器連接。變壓器有數(shù)個并聯(lián)的主繞組，及一個副繞組。變壓器的匝數(shù)比是固定的。

輸出電容由數(shù)個并聯(lián)電容模塊組成。電容器以串聯(lián)方式同感應(yīng)線圈相連接，因此輸出電路也是串聯(lián)補償?shù)?。電容器的作用是根?jù)感應(yīng)線圈對無功功率的要求進行補償，及通過此補償來使輸出電路的共振頻率達到所要求的數(shù)值。

頻率控制系統(tǒng)被設(shè)計用來使三極管始終工作在系統(tǒng)的共振頻率上。共振頻率通過測量輸出電流的頻率確定。此頻率隨即被用來作為開通三極管的時基信號。三極管驅(qū)動卡向每個逆變器模塊上的每個三極管發(fā)送信號來控制三極管何時開通，何時關(guān)斷。

感應(yīng)加熱系統(tǒng)的輸出功率控制是通過控制逆變器的輸出電流來控制的。上述控制是通過一個用來控制三極管驅(qū)動器的功率控制卡完成的。

輸出功率參考值由IMC操縱面板上的功率參考電位計給出，或者由外部控制面板輸出給控制系統(tǒng)。此數(shù)值被傳送給系統(tǒng)控制器后，將與由整流單元測量系統(tǒng)測量出的 DC功率數(shù)值相比較。控制器包括一個限定功能，它可以根據(jù)參考功率值與DC功率測量值的比較結(jié)果計算出一個新的輸出電流設(shè)定值?？刂破饔嬎愠鰜淼妮敵龉β试O(shè)定值被送到功率控制卡，此控制卡將根據(jù)新的設(shè)定值來限定輸出電流。

報警系統(tǒng)根據(jù)IMC中報警卡的輸入信號及IMC，CRU中的各類監(jiān)視設(shè)備發(fā)出的信號來工作。報警將顯示在工作臺上。

控制及整流器單元（CRU）

逆變器，匹配及補償單元 (IMC)

直流線纜 輸出功率總線，線圈及接觸頭連接

冷卻系統(tǒng)安裝在一個自支撐鋼框架內(nèi)，所有部件聯(lián)結(jié)成為一個完整的單元。系統(tǒng)包括：帶有電機的循環(huán)泵，熱交換器（水/水），補償容器，輸出過程端（次輸出）壓力表，主進水口溫度控制閥門，控制閥以及電氣柜。主進水口端的熱交換器使用未處理的支流水作為冷卻用水，次端的熱交換器則使用凈化后的中性飲用水作為冷卻水。未處理的水由恒溫閥門控制，它用來測量次輸出端的溫度。鋼框架可以用螺栓固定在門上。