การเชื่อมด้วยความถี่สูงเป็นกระบวนการเชื่อมรูปแบบใหม่ที่ใช้เอฟเฟกต์ผิวหนังและผลกระทบข้างเคียงที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าความถี่สูงเพื่อเชื่อมต่อแผ่นเหล็กและวัสดุโลหะอื่นๆ การเกิดขึ้นและการเจริญเติบโตของเทคโนโลยีการเชื่อมความถี่สูงเป็นกระบวนการสำคัญในการผลิตท่อเหล็ก ERW คุณภาพของการเชื่อมด้วยความถี่สูงส่งผลโดยตรงต่อความแข็งแรงโดยรวม ระดับคุณภาพ และความเร็วในการผลิตของผลิตภัณฑ์ท่อเชื่อม
หลักการพื้นฐานของการเชื่อมด้วยความถี่สูง:
ความถี่สูงที่เรียกว่าหมายถึงความถี่ของกระแสสลับ 50Hz และโดยทั่วไปหมายถึงกระแสความถี่สูง 50KHz ถึง 400KHz เมื่อกระแสไฟฟ้าความถี่สูงผ่านตัวนำโลหะ จะเกิดผลกระทบที่แปลกประหลาดสองประการ: ผลกระทบที่ผิวหนังและผลกระทบที่ใกล้เคียง การเชื่อมด้วยความถี่สูงใช้เอฟเฟกต์ทั้งสองนี้ในการเชื่อมท่อเหล็ก แล้วเอฟเฟกต์ทั้งสองนี้คืออะไร?
ผลกระทบที่ผิวหนังหมายความว่าเมื่อกระแสสลับของความถี่หนึ่งผ่านตัวนำเดียวกัน ความหนาแน่นกระแสจะไม่กระจายอย่างสม่ำเสมอในทุกส่วนของตัวนำ โดยจะเน้นไปที่พื้นผิวของตัวนำเป็นหลัก กล่าวคือ ความหนาแน่นของกระแสบนพื้นผิวของตัวนำจะสูง ความหนาแน่นภายในตัวนำมีน้อย ดังนั้นเราจึงเรียกมันอย่างชัดเจนว่า: "เอฟเฟกต์ผิวหนัง" ผลกระทบของผิวหนังมักจะวัดจากความลึกที่ทะลุผ่านของกระแสไฟฟ้า ยิ่งความลึกของการเจาะเล็กลง ผลกระทบต่อผิวหนังก็จะยิ่งมีนัยสำคัญมากขึ้น ความลึกของการเจาะนี้เป็นสัดส่วนกับรากที่สองของความต้านทานของตัวนำ และแปรผกผันกับรากที่สองของความถี่และความสามารถในการซึมผ่าน ในแง่ของคนธรรมดา ยิ่งความถี่สูง กระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งเข้มข้นไปที่พื้นผิวของแผ่นเหล็กมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งความถี่ต่ำเท่าใด กระแสพื้นผิวก็จะยิ่งกระจัดกระจายมากขึ้นเท่านั้น ต้องสังเกตว่าแม้ว่าเหล็กจะเป็นตัวนำ แต่ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น กล่าวคือ เมื่ออุณหภูมิของแผ่นเหล็กเพิ่มขึ้น การซึมผ่านของแม่เหล็กจะลดลง และผลกระทบของผิวหนังจะลดลง
เอฟเฟกต์ความใกล้ชิดหมายถึงข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อกระแสความถี่สูงไหลในทิศทางตรงกันข้ามระหว่างตัวนำสองตัวที่อยู่ติดกัน กระแสจะไหลอย่างเข้มข้นไปยังขอบของตัวนำทั้งสอง แม้ว่าตัวนำทั้งสองจะมีด้านที่สั้นกว่าอีกด้านหนึ่ง แต่กระแสก็ไม่ไหลตาม การไหลของเส้นทางที่สั้นกว่า เราเรียกเอฟเฟกต์นี้ว่า "เอฟเฟกต์ความใกล้เคียง"
เอฟเฟกต์ความใกล้เคียงนั้นโดยพื้นฐานแล้วเกิดจากบทบาทของปฏิกิริยารีแอคแตนซ์ซึ่งมีบทบาทสำคัญในกระแสความถี่สูง เอฟเฟกต์ความใกล้เคียงจะเพิ่มขึ้นเมื่อความถี่เพิ่มขึ้นและระยะห่างระหว่างตัวนำที่อยู่ติดกันก็ใกล้กันมากขึ้น หากเพิ่มแกนแม่เหล็กรอบๆ ตัวนำที่อยู่ติดกัน กระแสไฟฟ้าความถี่สูงจะเข้มข้นไปที่พื้นผิวของชิ้นงานมากขึ้น
เอฟเฟกต์ทั้งสองนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการเชื่อมโลหะความถี่สูง การเชื่อมด้วยความถี่สูงใช้เอฟเฟกต์ผิวหนังเพื่อรวมพลังงานของกระแสความถี่สูงไว้บนพื้นผิวของชิ้นงาน และใช้เอฟเฟกต์ความใกล้เคียงเพื่อควบคุมตำแหน่งและช่วงของเส้นทางการไหลของกระแสความถี่สูง ความเร็วของกระแสนั้นเร็วมาก สามารถให้ความร้อนและละลายขอบของแผ่นเหล็กที่อยู่ติดกันในระยะเวลาอันสั้น และรับรู้ถึงรอยต่อชนผ่านการอัดขึ้นรูป
