Yüksek frekanslı kaynak, çelik levhaları ve diğer metal malzemeleri bağlamak için yüksek frekanslı akımın ürettiği cilt efektini ve komşu etkiyi kullanan yeni bir kaynak işlemi türüdür. Yüksek frekanslı kaynak teknolojisinin ortaya çıkışı ve olgunluğu, ERW çelik boru üretiminde önemli bir süreçtir. Yüksek frekanslı kaynağın kalitesi, kaynaklı boru ürünlerinin genel mukavemetini, kalite seviyesini ve üretim hızını doğrudan etkiler.
Yüksek frekanslı kaynağın temel prensibi:
Yüksek frekans olarak adlandırılan, 50Hz'lik alternatif akımın frekansını ifade eder ve genellikle 50KHz ila 400KHz'lik yüksek frekanslı akımı ifade eder. Yüksek frekanslı akım metal bir iletkenden geçtiğinde iki tuhaf etki üretilir: cilt etkisi ve yakınlık etkisi. Yüksek frekanslı kaynak, çelik boruları kaynaklamak için bu iki etkiyi kullanır. Peki nedir bu iki etki?
Cilt etkisi, belirli bir frekanstaki alternatif akımın aynı iletkenden geçmesi durumunda akım yoğunluğunun iletkenin tüm bölümlerine eşit şekilde dağılmaması anlamına gelir. Esas olarak iletkenin yüzeyine yoğunlaşacaktır, yani iletkenin yüzeyindeki akımın yoğunluğu yüksektir. İletkenin içindeki yoğunluk küçüktür, bu yüzden buna canlı bir şekilde "deri etkisi" diyoruz. Cilt etkisi genellikle akımın nüfuz derinliği ile ölçülür. Penetrasyon derinliği ne kadar küçük olursa, cilt etkisi o kadar belirgin olur. Bu nüfuz derinliği iletkenin direncinin kareköküyle orantılı, frekansın ve geçirgenliğin kareköküyle ters orantılıdır. Meslekten olmayanların ifadesiyle, frekans ne kadar yüksek olursa, çelik levhanın yüzeyinde o kadar fazla akım yoğunlaşır; frekans ne kadar düşük olursa yüzey akımı o kadar dağınık olur. Çelik bir iletken olmasına rağmen sıcaklık arttıkça manyetik geçirgenliğinin azalacağını belirtmek gerekir. Yani çelik levhanın sıcaklığı arttığında manyetik geçirgenlik azalacak ve deri etkisi azalacaktır.
Yakınlık etkisi, yüksek frekanslı akımın bitişik iki iletken arasında zıt yönlerde akması durumunda akımın iki iletkenin kenarlarına yoğun bir şekilde akacağı gerçeğini ifade eder. İki iletkenin başka bir kısa kenarı olsa bile akım takip etmez. Daha kısa rota akışına bu etkiyi "yakınlık etkisi" diyoruz.
Yakınlık etkisi esas olarak yüksek frekanslı akımlarda öncü rol oynayan endüktif reaktansın rolünden kaynaklanmaktadır. Frekans arttıkça ve bitişik iletkenler arasındaki mesafe yaklaştıkça yakınlık etkisi artar. Bitişik iletkenin etrafına manyetik bir çekirdek eklenirse, yüksek frekanslı akım iş parçasının yüzeyinde daha fazla yoğunlaşacaktır.
Bu iki etki, yüksek frekanslı metal kaynağının gerçekleştirilmesinin temelini oluşturur. Yüksek frekanslı kaynak, yüksek frekanslı akımın enerjisini iş parçasının yüzeyine yoğunlaştırmak için cilt etkisini kullanır; ve yüksek frekanslı akım akış yolunun konumunu ve aralığını kontrol etmek için yakınlık efektini kullanır. Akıntının hızı çok hızlıdır. Bitişik çelik plakaların kenarlarını kısa sürede ısıtıp eritebilir ve ekstrüzyon yoluyla alın eklemlerini gerçekleştirebilir.
