Принцип заваривања високофреквентних заварених челичних цеви: синергистички ефекат ефекта коже и ефекта близине
Принцип заваривања високофреквентних заварених челичних цеви углавном се заснива на ефекту коже и ефекту близине струје високе фреквенције. Скин ефекат значи да када струја високе фреквенције пролази кроз метални проводник, због електромагнетне индукције, густина струје је углавном концентрисана на површини проводника, док је густина струје унутар проводника мала. Овај ефекат омогућава да се високофреквентна електрична енергија концентрише на површину завара и на тај начин брзо загрева подручје завара. Интензитет скин ефекта је директно пропорционалан тренутној фреквенцији. Што је фреквенција већа, то је већа концентрација струје на површини проводника. Због тога, високофреквентно заваривање обично користи струју са фреквенцијом изнад 300кХз да би се постигло ефикасно загревање подручја завара.
Ефекат близине значи да када струја високе фреквенције тече обрнуто у два суседна проводника, услед интеракције магнетних поља, струја ће се концентрисати на ивични ток два суседна проводника. Овај ефекат може даље контролисати пут струјања високе фреквенције, чинећи га концентрисанијим у подручју завара, чиме се побољшава ефикасност и квалитет заваривања. У процесу високофреквентног заваривања, ефекат близине је од помоћи да се смањи губитак енергије, обезбеди довољан унос топлоте у зони завара и оствари брзо и равномерно загревање.
У процесу високофреквентног заваривања, високофреквентна струја се уводи у радни предмет кроз индукциони калем или контактну електроду, која генерише топлоту за локално топљење метала. Индукциони калем је уређај који претвара струју високе фреквенције у енергију електромагнетне индукције. Он генерише наизменично магнетно поље око радног предмета, изазивајући вртложне струје унутар радног предмета, чиме се загрева метал. Контактна електрода је у директном контакту са радним предметом, уводећи високофреквентну струју у радни предмет и загревајући метал кроз топлотни ефекат отпора. Ове две методе имају своје предности и мане. Индукционо заваривање је погодно за дебље обрадке, док је контактно заваривање погодно за тање предмете.
Након тога, применом притиска, растопљени метал се хлади да би се формирао чврст заварени спој. У процесу заваривања, притисак и време примене имају важан утицај на квалитет шава. Одговарајући притисак може осигурати да растопљени метал тече и потпуно се стопи како би се формирао густи завар, док превелики притисак може довести до деформације или дефеката шава. Високофреквентно заваривање има предности велике брзине загревања, мале зоне утицаја топлоте и високог квалитета завара. Механичка својства и перформансе заптивања завара су одличне, што може испунити захтеве различитих пројеката за перформансе цевовода.
