Η συγκόλληση υψηλής συχνότητας είναι ένας νέος τύπος διαδικασίας συγκόλλησης που χρησιμοποιεί το εφέ δέρματος και το γειτονικό αποτέλεσμα που παράγονται από ρεύμα υψηλής συχνότητας για τη σύνδεση χαλύβδινων πλακών και άλλων μεταλλικών υλικών. Η εμφάνιση και η ωριμότητα της τεχνολογίας συγκόλλησης υψηλής συχνότητας είναι μια βασική διαδικασία στην παραγωγή χαλυβδοσωλήνων ERW. Η ποιότητα της συγκόλλησης υψηλής συχνότητας επηρεάζει άμεσα τη συνολική αντοχή, το επίπεδο ποιότητας και την ταχύτητα παραγωγής των συγκολλημένων προϊόντων σωλήνων.
Η βασική αρχή της συγκόλλησης υψηλής συχνότητας:
Η λεγόμενη υψηλή συχνότητα αναφέρεται στη συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος των 50Hz και γενικά αναφέρεται στο ρεύμα υψηλής συχνότητας από 50KHz έως 400KHz. Όταν το ρεύμα υψηλής συχνότητας διέρχεται από έναν μεταλλικό αγωγό, παράγονται δύο ιδιόμορφα φαινόμενα: εφέ δέρματος και εφέ εγγύτητας. Η συγκόλληση υψηλής συχνότητας χρησιμοποιεί αυτά τα δύο αποτελέσματα για τη συγκόλληση χαλύβδινων σωλήνων. Λοιπόν, ποιες είναι αυτές οι δύο επιπτώσεις;
Το φαινόμενο δέρματος σημαίνει ότι όταν ένα εναλλασσόμενο ρεύμα ορισμένης συχνότητας διέρχεται από τον ίδιο αγωγό, η πυκνότητα του ρεύματος δεν κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλα τα τμήματα του αγωγού. Θα συγκεντρωθεί κυρίως στην επιφάνεια του αγωγού, δηλαδή η πυκνότητα του ρεύματος στην επιφάνεια του αγωγού είναι υψηλή. Η πυκνότητα στο εσωτερικό του αγωγού είναι μικρή, γι' αυτό το ονομάζουμε ζωηρά: "skin effect". Το φαινόμενο του δέρματος συνήθως μετριέται από το βάθος διείσδυσης του ρεύματος. Όσο μικρότερο είναι το βάθος διείσδυσης, τόσο πιο σημαντικό είναι το δερματικό αποτέλεσμα. Αυτό το βάθος διείσδυσης είναι ανάλογο με την τετραγωνική ρίζα της ειδικής αντίστασης του αγωγού και αντιστρόφως ανάλογο με την τετραγωνική ρίζα της συχνότητας και της διαπερατότητας. Με απλούς όρους, όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο περισσότερο ρεύμα συγκεντρώνεται στην επιφάνεια της χαλύβδινης πλάκας. Όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο πιο διάσπαρτο είναι το επιφανειακό ρεύμα. Πρέπει να σημειωθεί ότι αν και ο χάλυβας είναι αγωγός, η μαγνητική του διαπερατότητα θα μειωθεί όσο αυξάνεται η θερμοκρασία. Δηλαδή, όταν η θερμοκρασία της χαλύβδινης πλάκας αυξάνεται, η μαγνητική διαπερατότητα θα μειωθεί και το φαινόμενο του δέρματος θα μειωθεί.
Το φαινόμενο εγγύτητας αναφέρεται στο γεγονός ότι όταν το ρεύμα υψηλής συχνότητας ρέει σε αντίθετες κατευθύνσεις μεταξύ δύο γειτονικών αγωγών, το ρεύμα θα ρέει εντατικά στις άκρες των δύο αγωγών. Ακόμα κι αν οι δύο αγωγοί έχουν μια άλλη κοντύτερη πλευρά, το ρεύμα δεν ακολουθεί. Συντομότερη ροή διαδρομής, ονομάζουμε αυτό το φαινόμενο: "φαινόμενο εγγύτητας".
Το φαινόμενο εγγύτητας οφείλεται ουσιαστικά στο ρόλο της επαγωγικής αντίδρασης, η οποία παίζει πρωταγωνιστικό ρόλο στα ρεύματα υψηλής συχνότητας. Το φαινόμενο εγγύτητας αυξάνεται καθώς αυξάνεται η συχνότητα και η απόσταση μεταξύ γειτονικών αγωγών πλησιάζει. Εάν προστεθεί ένας μαγνητικός πυρήνας γύρω από τον παρακείμενο αγωγό, το ρεύμα υψηλής συχνότητας θα συγκεντρωθεί περισσότερο στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας.
Αυτά τα δύο εφέ αποτελούν τη βάση για την πραγματοποίηση συγκόλλησης μετάλλων υψηλής συχνότητας. Η συγκόλληση υψηλής συχνότητας χρησιμοποιεί το εφέ δέρματος για να συγκεντρώσει την ενέργεια του ρεύματος υψηλής συχνότητας στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. και χρησιμοποιεί το εφέ εγγύτητας για να ελέγξει τη θέση και το εύρος της διαδρομής ροής ρεύματος υψηλής συχνότητας. Η ταχύτητα του ρεύματος είναι πολύ γρήγορη. Μπορεί να θερμάνει και να λιώσει τις άκρες των παρακείμενων χαλύβδινων πλακών σε σύντομο χρονικό διάστημα και να πραγματοποιήσει συνδέσμους πισινών μέσω εξώθησης.
