Kõrgsagedusega keevitatud terastoru keevituspõhimõte: nahaefekti ja lähedusefekti sünergiline mõju
Kõrgsagedusliku keevitatud terastoru keevitamise põhimõte põhineb peamiselt kõrgsagedusvoolu nahaefektil ja lähedusefektil. Nahaefekt tähendab, et kui kõrgsagedusvool läbib metalljuhti, koondub elektromagnetilise induktsiooni tõttu voolutihedus peamiselt juhi pinnale, samas kui voolutihedus juhi sees on väike. See efekt võimaldab kõrgsageduslikul elektrienergial koonduda keevisõmbluse pinnale, soojendades seega keevispiirkonda kiiresti. Nahaefekti intensiivsus on otseselt võrdeline voolusagedusega. Mida kõrgem on sagedus, seda suurem on voolu kontsentratsioon juhi pinnal. Seetõttu kasutatakse kõrgsageduslikul keevitamisel tavaliselt voolu, mille sagedus on üle 300 kHz, et saavutada keevispiirkonna tõhus kuumutamine.
Lähedusefekt tähendab, et kui kõrgsagedusvool liigub kahes kõrvuti asetsevas juhis vastupidises suunas, koondub vool magnetvälja vastasmõju tõttu kahe kõrvuti asetseva juhtme servavoolule. See efekt võib veelgi juhtida kõrgsagedusvoolu vooluteed, muutes selle keevispiirkonda kontsentreeritumaks, parandades seega keevitamise tõhusust ja kvaliteeti. Kõrgsagedusliku keevitamise protsessis aitab lähedusefekt vähendada energiakadusid, tagada keevituspiirkonnas piisav soojussisend ning saavutada kiire ja ühtlane kuumutamine.
Kõrgsagedusliku keevitamise käigus juhitakse toorikusse kõrgsagedusvool läbi induktsioonmähise või kontaktelektroodi, mis tekitab soojust metalli lokaalseks sulatamiseks. Induktsioonmähis on seade, mis muudab kõrgsagedusliku voolu elektromagnetilise induktsiooni energiaks. See tekitab töödeldava detaili ümber vahelduva magnetvälja, põhjustades tooriku sees pöörisvoolu, soojendades seeläbi metalli. Kontaktelektrood on töödeldava detailiga otseses kontaktis, tuues töödeldavasse detaili kõrgsagedusvoolu ja kuumutades metalli läbi takistuse termilise efekti. Mõlemal meetodil on oma eelised ja puudused. Induktsioonkeevitus sobib paksematele detailidele, kontaktkeevitus aga õhematele detailidele.
Seejärel jahutatakse sulametall survet avaldades, et moodustada kindel keevisliide. Keevitusprotsessis mõjutavad rõhk ja pealekandmisaeg oluliselt keevisõmbluse kvaliteeti. Õige rõhk tagab sulametalli voolamise ja täieliku sulamise, moodustades tiheda keevisõmbluse, samas kui liigne rõhk võib põhjustada keevisõmbluse deformatsiooni või defekte. Kõrgsagedusliku keevitamise eelisteks on kiire kuumutuskiirus, väike kuumuse mõjuala ja kõrge keevisõmbluse kvaliteet. Keevisõmbluse mehaanilised omadused ja tihendusomadused on suurepärased, mis vastavad erinevate projektide nõuetele torujuhtme jõudluse osas.
