Princíp zvárania vysokofrekvenčne zváranej oceľovej rúry: synergický efekt efektu pokožky a efektu blízkosti
Princíp zvárania vysokofrekvenčného zváraného oceľového potrubia je založený hlavne na efekte kože a blízkom efekte vysokofrekvenčného prúdu. Kožný efekt znamená, že keď vysokofrekvenčný prúd prechádza kovovým vodičom, v dôsledku elektromagnetickej indukcie sa hustota prúdu sústreďuje hlavne na povrchu vodiča, zatiaľ čo hustota prúdu vo vnútri vodiča je malá. Tento efekt umožňuje, aby sa vysokofrekvenčná elektrická energia sústredila na povrch zvarenca, čím sa oblasť zvaru rýchlo zohreje. Intenzita kožného efektu je priamo úmerná aktuálnej frekvencii. Čím vyššia je frekvencia, tým vyššia je koncentrácia prúdu na povrchu vodiča. Preto sa pri vysokofrekvenčnom zváraní zvyčajne používa prúd s frekvenciou nad 300 kHz na dosiahnutie efektívneho ohrevu oblasti zvaru.
Efekt blízkosti znamená, že keď vysokofrekvenčný prúd tečie opačne v dvoch susedných vodičoch, v dôsledku interakcie magnetických polí sa prúd sústredí na okrajový tok dvoch susedných vodičov. Tento efekt môže ďalej riadiť trasu toku vysokofrekvenčného prúdu, čím sa stáva koncentrovanejším v oblasti zvaru, čím sa zlepšuje účinnosť a kvalita zvárania. V procese vysokofrekvenčného zvárania je efekt priblíženia užitočný na zníženie energetických strát, zabezpečenie dostatočného prívodu tepla v oblasti zvaru a realizáciu rýchleho a rovnomerného ohrevu.
V procese vysokofrekvenčného zvárania sa cez indukčnú cievku alebo kontaktnú elektródu do obrobku privádza vysokofrekvenčný prúd, ktorý vytvára teplo na lokálne roztavenie kovu. Indukčná cievka je zariadenie, ktoré premieňa vysokofrekvenčný prúd na elektromagnetickú indukčnú energiu. Vytvára striedavé magnetické pole okolo obrobku, čo spôsobuje vírivý prúd vo vnútri obrobku, čím sa kov zahrieva. Kontaktná elektróda je v priamom kontakte s obrobkom, zavádza vysokofrekvenčný prúd do obrobku a zahrieva kov prostredníctvom tepelného účinku odporu. Tieto dve metódy majú svoje výhody a nevýhody. Indukčné zváranie je vhodné pre hrubšie obrobky, zatiaľ čo kontaktné zváranie je vhodné pre tenšie obrobky.
Následne sa pôsobením tlaku roztavený kov ochladí a vytvorí pevný zvarový spoj. V procese zvárania má tlak a čas aplikácie dôležitý vplyv na kvalitu zvaru. Správny tlak môže zabezpečiť, že roztavený kov tečie a úplne sa spojí a vytvorí hustý zvar, zatiaľ čo nadmerný tlak môže viesť k deformácii zvaru alebo defektom. Vysokofrekvenčné zváranie má výhody rýchlej rýchlosti ohrevu, malej tepelne ovplyvnenej zóny a vysokej kvality zvaru. Mechanické vlastnosti a tesniaci výkon zvaru sú vynikajúce, čo môže spĺňať požiadavky rôznych projektov na výkon potrubia.
