毕 业 设 计（论 文）
英 文 翻 译
羟基自由基课题名称 | |
系 部 | 材料工程系 |
姓 名 | 刘禹乐 |
专 业 | 材料成型及控制工程 |
班 级 | T733-2 |
夜光标牌学tuner接口 号 | 20070330212 |
| |
指导教师签名（校内） | |
指导教师签名（校外） | |
| |
| 年 | | 月 | | 日 |
| | | | | | |
玛图尔股份有限公司
铝的高频焊接
H.N. Udall (已故)
Robert K. Nichols, P.E.
T.P. #111
Rev 2.3.1999
铝的高频焊接
H.N.尤德尔和R.K.尼古拉斯著，秘鲁
马图尔股份有限公司
铝，以及许多其他有金属材料，已成功通过高频焊接的方法焊接多年。虽然和焊接碳钢的方法有一些细微的不同，不过重视这些不同是必要的，以确保适当的焊接。 制管工艺
玻璃纤维带
V形开口
焊接管及管件是把纵向平坦的金属板带成一个接近完整的管，然后将边缘焊接在一起。要做到这一点，金属带材送入与带材尺寸相匹配的成型机组。当带材经过工作线圈时，电流被引导进入带材，主要集中在边缘（如图1）。金属电阻的电流导致带材边缘非常迅速的加热从而达到熔点。当边缘还处于熔化状态时，他们被轧辊挤压在一起，挤出表面被氧化的熔融金属，将氧化物下面的金属连接从而完成焊接过程。图1.V形开口图解和当前电流
高频焊接的过程
高频电流有两种独特的现象。第一种叫趋肤效应，即高频电流趋向于在金属导体表面流
动。频率越高，电流在金属表面的透入深度越浅。另外一个现象叫做邻近效应，两个相反的高频电流相互靠近电流将集中对当前导体相邻边（如图2）。
图2.趋肤效应和邻近效应
由于这两种效应，大部分的高频电流将流向带材所形成的V形带内边缘的表面。边缘越
接近在一起（也就是V形开口越窄），临近效应越明显。因此更多的能量将集中在带材边缘，加热速度就会更快。对于碳钢来说，推荐V形开口的角度为2-5度。窄V形会更省电，但可能会造成焊接缺陷。宽V形则耗能过大。为了尽量减少管子背面周围的电流量，被焊接管件内部放置一个阻抗器，他可以将磁通线集中在V形开口。在当前频率下，熔深将会被限制在参考透入深度的2/3处。参考投入深度计算公式如下： d=3160
式中：
科室牌设计d：参考透入深度
R：欧姆电阻率
m：磁导率
f：频率
对于铝来说，在450 kHz参考透入深度约0.005英寸，当铝的温度达到600℃的时候，深度
为0.010英寸。铝可通过在以所需的焊接线速度为基础的任何方便的频率焊接。对于低轧机速度，也就是低于每分钟五十英尺，低达95千赫兹的频率已经使用。当低轧机的速度超过100英尺每分钟时，频率达到400千赫兹左右会有更好的表现。焊接薄壁材料（小于0.015英寸）时，高达800千赫兹已经应用于速度超过500英尺每分钟的辊轧机。
焊接区使用真空管技术的关系
在图3中显示了为达到高效操作和良好焊接，焊缝区使用真空管焊机必要性。阻抗器应当放置于刚通过焊接辊中心线的位置，线圈的内径应该比管材的外径大1/4英寸，线圈的长度应该等于线圈的内径，线圈和焊接点的之间的距离应等于线圈长度。对于薄壁件来说，阻抗器是不必要的。
图3.焊接区部件关系
如果不稳定这些关系将减少焊接作业的整体效率，并可能促进焊接缺陷
焊接区使用固态技术的关系
当正在使用固态焊机是通过电流反馈逆变器供电时，焊缝区组件关系有一些细微的变化。第一，焊接线圈将最有可能连续带状，而不是普通的铜管。第二，线圈可能会比用真空管焊机所使用的时间长。第三，必须做出更长的阻抗器。通常，阻抗器的长度是线圈长度（图3D2）加上两个V形开口长度（图3D1）的两倍。最后，一些用户报告说，通过拉回阻抗器使他的末端距离V形开口的顶点有1/4-1/2英寸可以使焊缝成型非常顺利。移动阻抗器对焊接工作效率将有一些轻微的负面影响。然而，收益可能大于成本。
另外，当阻抗器移回时从顶点喷溅出的泡沫数量已大大减少，这是因为在阻抗器末端产生的强磁场不符合在V形开口顶点的熔融金属。随着熔融金属区域磁场的减少，喷溅出液体的动力就减少了。然而，由于较少的金属作为泡沫被喷溅出去。可能形成一个较大的焊缝。
V形开口的长度及焊接辊的尺寸
如果线圈放在太靠近焊接辊的位置，因为电流被引导到焊接辊而导致能量浪费，这将使辊被加热，也有可能导致钢轧辊的损坏以及早期失效。将线圈放置的距离焊接辊过远可导致V形开口长度变长（图4），需要耗费更多的能量来加热更多的金属。也会需要更长的一段时间来使产生的热量进入带材。在小直径管，V形开口的长度可能比圆周边缘更长，电流可以流经管周围的大部分区域。这有可能会夺取边缘的足够热量导致冷焊或者无焊缝。
图4.轧辊尺寸和V形开口长度之间的关系
推荐最大的辊筒尺寸尺码：
管道或管外径：<1″ 1.5″ 2.0″ 2.5″ 超过3″
宏嘉焊锡辊法兰盘直径：2.5″ 3.25″ 4.0″ 5.75″如要求
高频焊接铝
高频焊接铝的V形角建议在5-7度。这就意味着在焊接点上游两英寸的点上，V形开口的大小应该在0.200″到0.300″之间（图5）。
图5. V形角和尺寸
距离焊接起点2″V形开口的宽度及对应的V形角
V形开口宽度 .100 .125 .150 .175 .200 .225 .250 .275 .300
V形角角度 2.9 3.6 4.3 5.0 5.7 6.4 7.1 7.9 8.6
一个狭窄的的V形角据观察可以形成一个称为焊接尖端不稳定的焊接缺陷（有时候叫做Blipping）。这种缺陷是由熔融半月板形金属氧化物呈楔形的进入V形开口的顶点（图6）。
这种金属包成长到一个表面张力不能再支持它的地步，它就会破裂。电磁力然后喷溅出泡沫。当熔融金属被喷溅出后，V形开口没有任何金属可供焊接，就会形成冷焊。也有可能吸入一些熔融氧化物导致氧化膜卷入。这是一个周期性缺陷，可以出现不同程度的意义。为了尽量减少影响，扩宽开口。这样可以减小这个“包”在能生长到破裂之前的尺寸。
由于镁似乎增加了铝液的粘度，它有可能对防止合金镁局部含量高有帮助。
