Еще одним способом подведения тепла в зону сварки давлением является нагрев изделий токами высокой частоты (ТВЧ). При нагреве ТВЧ металлы помещают в магнитное поле, созданное током высокой частоты, протекающим по индуктору В металле заготовки при этом индуцируется электродвижущая сила, вызывающая в нем ток высокой плотности, и под его воздействием происходит быстрый разогрев металла. Для сварки остается приложить давление. Применение тока высокочастотного диапазона позволяет получить более высокую концентрацию энергии, чем при контактной и дуговой сварке.
При сварке труб ТВЧ изделие перед сварочным узлом формируется в виде заготовки с V-образной щелью между свариваемыми кромками. К кромкам индуктором (рис. 1, а) или с помощью вращающегося контактного ролика (рис. 1, б) подводится ток высокой частоты таким образом, чтобы он проходил от одной кромки к другой через место их схождения Вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости ток сосредоточивается на поверхностях сходящихся кромок Трубная заготовка с разогретыми до необходимой температуры кромками поступает в обжимные валки, где и происходит сварка.
Рис. 1 Высокочастотная сварка труб: а — общий вид; б, в — индукционный и контактный способы подвода тока; 1 — индуктор; 2 и 3 — контакты; 4 — ферритовый стержень; 5 — сжимающие ролики; 6 — труба; 7 — направляющий ролик.
Введением во внутреннюю полость трубы ферритового сердечника увеличивают концентрацию тока на поверхности трубы При высокочастотной сварке протяженность зоны термического влияния и зоны шва чрезвычайно мала и составляет 0,1. . . 0,15 мм, поэтому сварной шов обладает высокими механическими и антикоррозионными свойствами, весьма близкими к свойствам основного металла.
Высокочастотная сварка может быть использована для стыковой сварки труб и сплошных сечений, но этот способ неэффективен для сварки деталей большого диаметра и толстостенных труб.
Рис. 2. Схема стыковой сварки труб: 1 — зажим; 2 — трансформатор; 3 — трубы; 4 — индуктор.
Торцы труб 3 зажимают в специальных зажимах 1 с усилием Р, исключающим проскальзывание их при приложении осевого усилия Р1 (рис. 2). Стык трубы помещают в одновитковый индуктор 4 и нагревают до сварочной температуры, после чего прикладывают давление осадки.
Процессы высокочастотной сварки можно разделить на три группы: сварка давлением с оплавлением (способ нашел наиболее широкое распространение при производстве сварных конструкций из черных и цветных металлов), сварка давлением без оплавления и сварка плавлением без давления.
Высокочастотная сварка применяется для изготовления труб со спиральным швом, приварки ребер к трубам, сварки биметаллических полос и т п.