華夏天信金屬高頻焊H型鋼 

（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)焊接 唐天經(jīng)理 15222225611

摘要：闡述了（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱焊接的發(fā)展、原理和特點(diǎn)，，分析了（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)焊接設(shè)備中的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，應(yīng)用感應(yīng)加熱的基礎(chǔ)理論提出了根據(jù)零件加熱要求的特點(diǎn)選擇合適的（華夏天信金屬）高頻電源和設(shè)計(jì)優(yōu)良的感應(yīng)器的技術(shù)措施。同時(shí)介紹了（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱在焊接加熱中的應(yīng)用：感應(yīng)釬焊和感應(yīng)熔覆焊。

關(guān)鍵詞：（華夏天信金屬）高頻感應(yīng) 加熱 焊接 感應(yīng)圈 感應(yīng)釬焊 熔覆焊

1 （華夏天信金屬）高頻感應(yīng)焊的發(fā)展

  （華夏天信金屬）高頻加熱已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬的熱處理、熔煉、焊接等方面。感應(yīng)焊是利用交變磁場(chǎng)一電場(chǎng)感應(yīng)場(chǎng)中工件上的渦流效應(yīng)加熱工件，使工件熔化，從而實(shí)現(xiàn)焊接的一種方法。焊接設(shè)備由交流電源和感應(yīng)加熱圈組成。交流電源按其頻率不同分為（華夏天信金屬）高頻和中頻，（華夏天信金屬）高頻電源由于頻率高，加熱迅速，應(yīng)用廣泛。感應(yīng)圈是感應(yīng)加熱設(shè)備的重要元件，交流電源的能量是通過它傳遞給焊件而實(shí)現(xiàn)加熱的，通常用紫銅管制作，工作時(shí)管內(nèi)通水冷卻。感應(yīng)圈可以根據(jù)不

同的需要設(shè)計(jì)成合理的結(jié)構(gòu)，對(duì)于保證焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率有重大的影響，常見的結(jié)構(gòu)形式有單式、多螺管式、扁平式、外熱式、內(nèi)熱式等。感應(yīng)加熱電源早在20世紀(jì)50年代就已經(jīng)出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)主要有：工頻感應(yīng)爐、中頻發(fā)電機(jī)組、電子管振蕩器式（華夏天信金屬）高頻電源。20世紀(jì)50年代末硅晶閘管的出現(xiàn)引發(fā)了感應(yīng)加熱電源技術(shù)的一場(chǎng)革命，感應(yīng)加熱電源及其應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展。到20世紀(jì)80年代，IGBT開關(guān)器件的發(fā)明使感應(yīng)電源的頻率可高達(dá)100kHz，功率達(dá)MW級(jí)。

2 （華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱原理和特點(diǎn)

 2.1（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱原理

   將工件放入感應(yīng)器（線圈通常使用紫銅管制作而成）內(nèi)，當(dāng)感應(yīng)器通入一定頻率的交變電流，周圍即產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)產(chǎn)生即性瞬間變化的強(qiáng)磁束，將金屬等被加熱物體放置在感應(yīng)圈內(nèi)，磁束就會(huì)貫穿整個(gè)被加熱物質(zhì)，在被加熱物質(zhì)內(nèi)部與加熱的電流相反的方向產(chǎn)生很大的渦電流，由于被加熱物質(zhì)內(nèi)的電阻產(chǎn)生焦耳熱，使物質(zhì)本身的溫度迅速上升，這就是感應(yīng)加熱的原理。

 

感應(yīng)加熱原理圖

（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱是利用（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)設(shè)備產(chǎn)生的（華夏天信金屬）高頻磁場(chǎng)在磁導(dǎo)材料表面的法拉第電磁效應(yīng)和焦耳效應(yīng)在材料表面產(chǎn)生渦流，利用渦流產(chǎn)生的熱能加熱材料。在線圈的交變磁場(chǎng)中導(dǎo)體內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流(單位：A)為

式中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度(單位：T)；S為工件受磁場(chǎng)作用的橫截面積(單位：cm2)；ƒ為交流電頻率(單位：Hz)；N為感應(yīng)線圈的匝數(shù)；Z為工件的阻抗(單位：Q)。

2.2（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱特點(diǎn)

   表面效應(yīng)（集膚效應(yīng)）：由于焦耳效應(yīng)，渦流在金屬材料中產(chǎn)生的熱與金屬的電阻、感應(yīng)電流的關(guān)系式為Q=I2RT 由此可知，產(chǎn)生的熱量Q與頻率門的平方成正比，所以（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)的頻率越高，加熱的速度越快。當(dāng)直流電通過導(dǎo)體時(shí)， 電流在導(dǎo)體截面上的分布是均勻的，但是當(dāng)交流電通過圓柱導(dǎo)體時(shí)，電流分布是中心密度小，越接近表面密度越大，當(dāng)電流頻率相當(dāng)高時(shí)，導(dǎo)體的中心可以沒有電流，而全部集中在導(dǎo)體的表面，這種現(xiàn)象稱為（華夏天信金屬）高頻電流的表面效應(yīng)。渦流是由進(jìn)入工件的交變磁場(chǎng)引起的，而磁場(chǎng)從工件的表面到心部也是按指數(shù)曲線衰減的，因此，渦流的最大值集中在工件的表面，這也是表面效應(yīng)。渦流的理論透入深度δ為：式中：ρ材料電阻率，μ 為導(dǎo)磁率， ƒ為電流頻率。

鄰近效應(yīng)：兩鄰近的導(dǎo)體，例如兩匯流排或感應(yīng)線圈與被感應(yīng)應(yīng)加熱的零件，在有電流通過的情況下，由于電流磁場(chǎng)的相互作用，在導(dǎo)體上的電流將重新分布，這種現(xiàn)象被稱之為鄰近效應(yīng)。

圓環(huán)效應(yīng)：圓環(huán)形導(dǎo)體通入（華夏天信金屬）高頻電流（或中頻）交流時(shí)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在環(huán)內(nèi)集中，環(huán)外分散，環(huán)內(nèi)的磁通不僅穿過環(huán)外空間，同時(shí)也穿過環(huán)形導(dǎo)體本身，這樣就使環(huán)形導(dǎo)體外側(cè)交鏈的磁通多于內(nèi)側(cè)，于是環(huán)形導(dǎo)體外側(cè)產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，迫使電流在環(huán)形導(dǎo)體內(nèi)側(cè)的電流透入深度中流過，這種現(xiàn)象稱為（華夏天信金屬）高頻電的環(huán)形效應(yīng)。

在感應(yīng)加熱裝置中，感應(yīng)線圈和工件通常是同心安置，由于導(dǎo)體和工件上的電流方向在任一瞬間都是相反的，所以電流都集中在感應(yīng)線圈的內(nèi)表面和工件的外表面上，工件外表面最先受熱升溫

2.3感應(yīng)加熱的頻率

  用于感應(yīng)加熱的電源頻率范圍很大， 可從50 赫茲到幾兆赫茲，選擇頻率的重要依據(jù)是加熱頻率和溫度分布，其次是考慮各種加工工藝（如淬火，焊接）對(duì)電流頻率的一些特殊要求。熔煉透熱加工工藝要求加熱溫度均勻；而淬火要求滿足淬應(yīng)層深度，在此基礎(chǔ)上，要求淬應(yīng)層深度內(nèi)加熱溫度均勻。對(duì)于熔煉還要考慮功率和攪拌力。再者頻率高的電源較頻率低的電源價(jià)格高，功率大的電源價(jià)格高，為此選擇電源頻率及功率成為一項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

 2.4（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱焊接的特點(diǎn)

(1)加熱速度快、生產(chǎn)效率高。

（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱單位功率高達(dá)500—1 000/ kW2，所以加熱速度極快，大面積焊接所需時(shí)間只要幾秒，可大大縮短焊接時(shí)間，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。

(2)熱影響區(qū)小、對(duì)基體損傷小。

（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng)使得待焊工件的加熱深度很淺，甚至可以達(dá)到零點(diǎn)幾毫米，僅僅依靠工件傳熱向芯部導(dǎo)熱，工件任一點(diǎn)在進(jìn)入感應(yīng)器內(nèi)時(shí)，被急劇加熱到融化溫度，離開感應(yīng)器就進(jìn)入急劇冷卻狀態(tài)，幾乎沒有保溫時(shí)間，加熱時(shí)間極短，所以熱影響區(qū)很小，基本不會(huì)損傷基體。另外，氧化皮生成極少，即使在空氣中加熱，坯料表面的氧化、脫

碳也非常少。

(3)避免或減少界面脆性化合物的形成，焊接接頭力學(xué)性能優(yōu)異。

由于感應(yīng)加熱速度快、能量集中、冷卻時(shí)間短，獲得的奧氏體晶粒細(xì)，所以感應(yīng)加熱的工件具有非常好的金相組織。用于異種金屬焊接則因加熱時(shí)間極短可以減少界面脆性化合物的形成，能夠有效地提高焊接接頭的力學(xué)性能。

(4)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜界面的焊接。

感應(yīng)器加熱頭可以根據(jù)不同工件的加熱需要設(shè)計(jì)成相應(yīng)的形狀，而極短的加熱時(shí)間能夠?qū)崿F(xiàn)局部加熱，加熱區(qū)溫度迅速建立，溫度過渡區(qū)較窄，這樣感應(yīng)器能夠沿著復(fù)雜界面移動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜界面的焊接。

另外，（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱焊接還具有節(jié)能、可重現(xiàn)性、易于自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是加熱溫度不易準(zhǔn)確控制，且產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對(duì)人體危害較大。

3 （華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱設(shè)備

（華夏天信金屬）高頻電源和感應(yīng)加熱器組成。要獲得理想的接頭，首先就要選擇優(yōu)良的電源和感應(yīng)器。

 3.1（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)電源

目前（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)電源主要為IGBT、MOSFET等類型電源，感應(yīng)設(shè)備向微型化、模塊化、集成化方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)感應(yīng)電源公司很多，其中，美國(guó)AMERITHERM公司,RF 電源很有特色。

 3.2感應(yīng)圈設(shè)計(jì)

感應(yīng)加熱是利用感應(yīng)器進(jìn)行的，感應(yīng)器的形狀及其與工件之間的相互位置，強(qiáng)烈地影響著工件的加熱質(zhì)量和效率。因此，要求感應(yīng)熱處理工作者對(duì)感應(yīng)器的形狀和尺寸作出精心的設(shè)計(jì)和選擇。在選擇感應(yīng)其形狀結(jié)構(gòu)與尺寸時(shí)，必須注意考慮以下因素：

①工件被加熱部分的形狀、尺寸和位置，確定感應(yīng)器的類型、有效導(dǎo)體的形狀和尺寸以及附屬夾具的形狀等。

②感應(yīng)加熱電流的頻率， 確定感應(yīng)器載流導(dǎo)體的厚度。

③感應(yīng)加熱電源的功率容量和電壓等級(jí)等，確定感應(yīng)器的最大電流密度和阻抗大小，進(jìn)而確定感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式和冷卻方法（冷卻水和淬火介質(zhì)）。

   3.3感應(yīng)器形狀參數(shù)的選擇

    感應(yīng)器的形狀參數(shù)如圖1所示。

①間隙α

間隙是指有效圈內(nèi)表面至零件側(cè)表面之間的距離，常用α來表示。間隙是感應(yīng)器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)。由感應(yīng)加熱原理可知，α越小，感應(yīng)器效率越高。有資料介紹，當(dāng)α增加1 倍時(shí)，輸送給零件的功率下降58.3%；α增加2倍時(shí)，功率下降75%。

間隙增大從而降低感應(yīng)器效率的重要原因是漏磁通增加， 感應(yīng)加熱的能量就是靠磁通傳遞的。間隙也不能太小，其原因有三個(gè)：第一，間隙太小，將增加零件對(duì)感應(yīng)器的磨損；第二，間隙太小，將造成零件與感應(yīng)器之間打火放電，將零件和感應(yīng)器打壞或燒熔； 第三， 間隙太小，在零件淬火時(shí)易產(chǎn)生點(diǎn)狀裂紋，增大間隙，裂紋情況則明顯好轉(zhuǎn)。間隙α的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)工件的具體形狀及加熱要求確定。

②有效圈厚度b

有效圈厚度的選擇要考慮以下幾種因素：電流在有效圈中的透入深度；有效圈要有足夠的強(qiáng)度，保證在電磁力及零件和附屬重力作用夾具下不變性，不損壞；加熱過程中的冷卻情況等。根據(jù)上述因素可用以下兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：

③有效圈高度Hi：

軸類零件中間有淬火長(zhǎng)度Lz時(shí)，有效圈的高度要大于淬火區(qū)Lz，這是因?yàn)榇慊鸺訜釙r(shí)淬火區(qū)兩端的冷金屬要吸收熱量，影響淬火區(qū)長(zhǎng)度。一般，中頻感應(yīng)器用式子：

Hi=（1.1~1.3）Lz

感應(yīng)加熱是利用感應(yīng)器進(jìn)行的，感應(yīng)器的形狀及其與工件之間的相互位置，強(qiáng)烈地影響著工件的加熱質(zhì)量和效率。因此，要求感應(yīng)熱處理工作者對(duì)感應(yīng)器的形狀和尺寸作出精心的設(shè)計(jì)和選擇。在選擇感應(yīng)其形狀結(jié)構(gòu)與尺寸時(shí)，必須注意考慮以下因素：

(1)工件被加熱部分的形狀、尺寸和位置，確定感應(yīng)器的類型、有效導(dǎo)體的形狀和尺寸以及附屬夾具的形狀等；

(2)感應(yīng)加熱電流的頻率，確定感應(yīng)器載流導(dǎo)體的厚度；

(3)感應(yīng)加熱電源的功率容量和電壓等級(jí)等，確定感應(yīng)器的最大電流密度和阻抗大小，進(jìn)而確定感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式和冷卻方法(冷卻水和淬火介質(zhì))。

4 異種金屬焊接的特點(diǎn)和方法

金屬材料的品種眾多，優(yōu)缺點(diǎn)各不相同。為了充分發(fā)揮不同材料的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)代工業(yè)中常常要求異種金屬連接使用，這對(duì)于提高材料使用性能、有效利用金屬資源具有重要意義。

鋁及其合金的密度低、比強(qiáng)度高，加之耐腐蝕性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性優(yōu)良，以及良好的可加工性和可回收性、儲(chǔ)量豐富、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，已成為一種重要的輕金屬結(jié)構(gòu)材料。對(duì)于要求結(jié)構(gòu)輕型化和低成本設(shè)計(jì)與制造的交通工具，鋁合金正廣泛應(yīng)用于高速船舶、汽車、航空航天和其他一些金屬結(jié)構(gòu)。例如高速巡邏艇和豪華游艇大多采用主船體為鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，上層建筑為鋁合金結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)鋁合金結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)的有效連接，對(duì)鋼一鋁異種金屬的焊接研究具有重要的意義。

銅及其合金的高電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率、易于成型以及適當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能等優(yōu)良特性使其成為在工程上廣泛應(yīng)用的一種重要有色金屬材料。但是銅，尤其是工業(yè)純銅，同時(shí)存在強(qiáng)度低、硬度低、抗氧化性差、耐磨性不高等不足，使其應(yīng)用范圍受到限制。銅與鋼、銅與鋁等異種金屬的連接使用能有效改善上述不足。目前異種金屬的連接主要包括鋁一鋼，鋁一銅，鋁一鈦，銅一鋼，銅一鈦等。

異種金屬由于物理化學(xué)性能的巨大差異使熔化焊接困難：熔點(diǎn)相差懸殊；線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率和熱容量相差很大，容易導(dǎo)致熱應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋；界面過渡區(qū)易形成脆性的金屬間化合物；有些金屬如鋁、鈦表面容易生成難熔的氧化物膜，會(huì)在焊縫中形成夾渣。因此，采用傳統(tǒng)的熔焊方法難以實(shí)現(xiàn)異種金屬的有效焊接。

目前異種金屬焊接主要采用激光焊、摩擦焊、爆炸焊、擴(kuò)散焊、釬焊等。激光焊能量集中，熱輸入量小，冷卻速度快，焊接質(zhì)量較好，但設(shè)備投資巨大，難以推廣。摩擦焊和爆炸焊接頭的形狀受到限制。爆炸焊采用瞬間焊接，限制了脆性化合物的生成，且界面平整、結(jié)合牢固，目前鋼一鋁焊接主要采用爆炸焊接。例如，南華高速船舶工程股份有限公司制造的高速船主要采用法國(guó)Nobel爆炸公司制造的鋼一鋁過渡接頭131。但爆炸焊容易引起母材的變

形，且生產(chǎn)效率低，成本高。擴(kuò)散焊工件受限且耗能耗時(shí)，效率低。釬焊是異種金屬焊接的主要方法，它可以避免異種金屬因成分、性能不同造成的熔化焊接困難，焊接選擇溫度范圍廣泛，焊件的應(yīng)力和變形小，可完成復(fù)雜形狀、不同金屬甚至金屬與非金屬的焊接。缺點(diǎn)是焊接接頭強(qiáng)度一般比較低。根據(jù)釬焊方法的不同又可分為火焰釬焊、電阻釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊等。

5 （華夏天信金屬）高頻感應(yīng)焊接在異種金屬焊接中的應(yīng)用

目前，（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)焊接主要用于感應(yīng)釬焊和表面熔覆焊。

5.1感應(yīng)釬焊

感應(yīng)釬焊是依靠工件在交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的電阻熱使釬料熔化，液態(tài)釬料在毛細(xì)作用下填充間隙從而實(shí)現(xiàn)釬焊的一種方法。（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱釬焊利用（華夏天信金屬）高頻交流電來實(shí)現(xiàn)釬焊。對(duì)于磁場(chǎng)中要實(shí)現(xiàn)釬焊的兩金屬體，只需合理選用感應(yīng)器，利用電磁的相鄰效應(yīng)和端部效應(yīng)就能使能量集中在兩金屬體之間的釬焊界面。要想獲得良好的釬焊接頭，必須考慮釬料的熔化、分布以及熔點(diǎn)的同時(shí)性，分布的均勻性，這些都與感應(yīng)器和工件的匹配有關(guān)。

感應(yīng)圈的形狀及其與工件之間的相互位置對(duì)加熱的質(zhì)量和效率起著至關(guān)重要的作用，正確設(shè)計(jì)和選用感應(yīng)圈的基本原則是保證焊件加熱迅速，均勻。為了提高加熱效率，應(yīng)盡量減小感應(yīng)圈與焊件之間的距離最好不要大于2-3 toni，必要時(shí)可通過加導(dǎo)磁體改變磁力線狀態(tài)。感應(yīng)加熱電流頻率的選擇主要參考對(duì)焊接工件溫度分布的要求和對(duì)電磁攪拌力的要求。

感應(yīng)釬焊熔敷層的成形及性能受到多種因素的影響，其中工藝參數(shù)的選擇是很重要的方面。因此必須了解各主要參數(shù)對(duì)各項(xiàng)工藝指標(biāo)的影響及其影響規(guī)律，從而能夠通過合理地選擇工藝參數(shù)，消除工藝故障，獲得良好的熔敷層。

主要工藝參數(shù)如下：

1．線圈電流

線圈電流的大小直接影響到感應(yīng)電流的大小和感應(yīng)加熱的速率，感應(yīng)加熱的速率不同便會(huì)決定熔敷層成形的好壞和效率。由于銅的鋪展需要一定的溫度，只有超過此溫度時(shí)液態(tài)銅才能很順利鋪展，當(dāng)加熱速度很快時(shí)，就會(huì)節(jié)省時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，所以從這個(gè)角度來說感應(yīng)加熱速度越大越好，也就是線圈電流越大越好。然而，由于是感應(yīng)加熱，存在集膚效應(yīng)，一般都是表層很薄的一層內(nèi)有電流，因此大部分熱量也會(huì)集中于此，如果加熱速度過快的話，就會(huì)使得表面熔敷的銅過熱，從而使得銅的成形變壞。因此線圈電流的選擇是十分重要的。

2．加熱時(shí)間

在線圈電流相同的情況下，加熱時(shí)間決定了熔敷層的加熱情況。當(dāng)加熱時(shí)間過小時(shí)，工件得不到有效的加熱，熔化的銅液不能均勻地鋪展，甚至銅絲得不到足夠的熱量熔化。當(dāng)加熱時(shí)間過大時(shí)，熔敷層得到了過大的熱量，會(huì)出現(xiàn)熔敷層過熱或過燒的情況，同樣得不到成形良好的熔敷銅層。因此在確定線圈電流之后，必須選擇合適的加熱時(shí)間與之配合。

3．工件與感應(yīng)線圈的間距

在感應(yīng)加熱中工件與感應(yīng)線圈間距的選擇十分重要，由畢奧一薩伐爾定律可以知道，工件和感應(yīng)線圈的相對(duì)距離會(huì)直接影響到磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，因而其間距的選擇顯得十分重要。工件與感應(yīng)線圈間距過高，加熱速度慢，生產(chǎn)效率低，且成形不好。工件與感應(yīng)線圈間距過小，容易形成電弧，產(chǎn)生短路，從而破壞試驗(yàn)的繼續(xù)進(jìn)行。因此必須選擇合適的工件與感應(yīng)線圈間距。

4．焊劑

在焊接過程中必須對(duì)焊接區(qū)內(nèi)的金屬進(jìn)行保護(hù)，這是焊接化學(xué)冶金的特點(diǎn)之一。同樣，在感應(yīng)釬焊過程中，也必須對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行保護(hù)，防止其氧化。因此焊劑的選擇顯得十分重要。

焊接過程中焊劑的功能如下：

 (1)溶解被焊母材表面的氧化膜。在大氣中，被焊母材表面總是被氧化膜覆蓋著，其厚度大約為2×10。9~2xlO—m。在焊接時(shí)，氧化膜必然會(huì)阻止焊料對(duì)母材的潤(rùn)濕，焊接就不能正常進(jìn)行，因此必須在母材表面涂敷焊劑，使母材表面的氧化物還原，從而達(dá)到消除氧化膜的目的。

(2)防止被焊母材的再氧化。母材在焊接過程中需要加熱，高溫時(shí)金屬表面會(huì)加速氧化，因此液態(tài)焊劑覆蓋在母材和焊料的表面可防止它們氧化。

(3)降低熔融焊料的表面張力。熔融焊料表面具有一定的張力，就像雨水落在荷葉上，由于液體的表面張力會(huì)立即聚結(jié)成圓珠狀的水滴。熔融焊料的表面張力會(huì)阻止其向母材表面漫流，影響潤(rùn)濕的正常進(jìn)行。當(dāng)焊劑覆蓋在熔融焊料的表面時(shí)，可降低液態(tài)焊料的表面張力，使其潤(rùn)濕性能明顯得到提高。

(4)保護(hù)焊接母材表面的作用。被焊材料在焊接過程中已破壞了原本的表面保護(hù)層。好的焊劑在焊完之后，能迅速恢復(fù)焊材原有的保護(hù)作用。

（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)釬焊加熱速度快，加熱溫度范圍寬，短時(shí)間局部集中加熱能夠有效防止接頭區(qū)母材組織的粗化，特別適合于難熔異種金屬的連接，而快速凝固使得焊縫組織均勻，純凈度高，物理和力學(xué)性能優(yōu)良。

5.2表面熔覆焊

表面熔覆焊是在金屬表面熔覆一層金屬或非金屬材料，以達(dá)到耐磨、耐腐蝕，改善導(dǎo)電導(dǎo)熱性能以及滿足特殊需要等要求，可采用激光、等離子、火焰和（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)等進(jìn)行表面熔覆。

   （華夏天信金屬）高頻感應(yīng)表面熔覆一般使用平面感應(yīng)器和管狀外熱式感應(yīng)器，采用熔劑或惰性氣體防氧化保護(hù)。熔覆材料一般為合金材料，加工成粉狀或膏狀，除了要滿足熔覆后的既定性能還要考慮其熔化后在基體上的潤(rùn)濕性。

（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)熔覆焊是通過感應(yīng)加熱基體表面向熔覆材料傳熱，所以要選擇合適的熔覆材料熔點(diǎn)，避免加熱時(shí)基體溫度過高造成熔深過大。由于涂層和基體材料存在特性差異，根據(jù)感應(yīng)加熱中的渦流分布特點(diǎn)，涂層和基體界面處的渦流很大，導(dǎo)致界面處溫度較高，所以涂層和基體的結(jié)合部位一般會(huì)生成一條白亮帶，這是感應(yīng)熔覆組織的一個(gè)特征。感應(yīng)熔覆的加熱速度快，材料的氧化燒損少，且表面較平整。

感應(yīng)熔覆是一種利用感應(yīng)線圈通電產(chǎn)生的渦流效應(yīng)來加熱基體及涂覆層，使涂層在基體表面熔化，實(shí)現(xiàn)金屬表面與涂層結(jié)合的熔覆工藝。

感應(yīng)熔覆技術(shù)是非接觸式的加熱方式，其原理是將工件置于通交變電流的感應(yīng)線圈內(nèi)，在交變磁場(chǎng)內(nèi)工件由于電磁感應(yīng)效應(yīng)在表面產(chǎn)生感應(yīng)渦流，依靠渦流產(chǎn)生的能量對(duì)工件實(shí)現(xiàn)加熱。

與其他的表面熔覆技術(shù)相比，感應(yīng)熔覆具有如下特點(diǎn)： 

（1）加熱速度快，生產(chǎn)周期短。有數(shù)據(jù)顯示，感應(yīng)熔覆的速度大約是激光熔覆的10倍，是氧乙炔噴焊的20倍； 

（2）成本低。采用感應(yīng)熔覆技術(shù)的成本是同等厚度下電鍍硬鉻成本的1/2~2/3，是激光熔覆成本的2/5； 

（3）對(duì)基體的熱影響小，能量主要集中在工件的表面； 

（4）熔覆層的厚度可控，可根據(jù)需要在工件表面熔覆一層或多層材料； 

（5）環(huán)保無污染。感應(yīng)熔覆的熱源為電能，加熱時(shí)不產(chǎn)生有害氣體和污染物； 

（6）感應(yīng)熔覆技術(shù)在規(guī)則形件的大批量生產(chǎn)上有巨大的優(yōu)勢(shì)。

 6 結(jié)論

(1)（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)焊具有加熱速度快、熱量集中、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特點(diǎn)，其集膚效應(yīng)使得熱影響區(qū)小，對(duì)基體損傷小。

(2)異種金屬連接復(fù)合使用越來越廣泛，但由于物理化學(xué)性能的巨大差異導(dǎo)致其熔化焊接困難，（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)獨(dú)特的特性可實(shí)現(xiàn)異種金屬的釬焊和熔覆焊，接頭形成冶金結(jié)合，焊接質(zhì)量高。

(3)采取適當(dāng)?shù)暮附庸に嚕�合理控制焊接溫度和時(shí)間，使用（華夏天信金屬）高頻感應(yīng)加熱可實(shí)現(xiàn)異種金屬直接的熔一釬焊。

(4)焊劑具有溶解被焊母材表面的氧化膜，防止被焊母材的再氧化，降低熔融焊料的表面張力，保護(hù)焊接母材表面的作用。

(5)感應(yīng)熔覆具有加熱速度快，生產(chǎn)周期短，熔覆層的厚度可控等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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