유도 용접

유도 용접은 전자기 유도를 사용하여 공작물을 가열하는 용접의 한 형태입니다.용접 장치에는 무선 주파수 전류로 통전되는 유도 코일이 포함되어 있습니다.이는 전기 전도성 또는 강자성 공작물에 작용하는 고주파 전자장을 생성합니다.전기 전도성 워크에서 주요 가열 효과는 와전류라고 불리는 유도 전류에 의한 저항 가열입니다.강자성 워크에서 전자장이 강자성 재료의 자기 영역을 반복적으로 왜곡하기 때문에 가열은 주로 히스테리시스에 의해 이루어진다.실제로 대부분의 재료는 이 두 가지 효과를 조합하여 사용합니다.

비자성 물질과 플라스틱과 같은 전기 절연체는 유도 코일로부터 전자 에너지를 흡수하고 뜨거워지며 열 ^[1]전도에 의해 주변 물질에 열을 잃는 금속 또는 강자성 화합물인 서셉터를 주입함으로써 유도 용접될 수 있습니다.플라스틱은 금속이나 탄소 섬유와 같은 전기 전도성 섬유와 함께 플라스틱을 매립함으로써 유도 용접될 수도 있습니다.유도 와전류는 전도에 의해 주위 플라스틱에 열을 빼앗기는 내장 섬유를 저항적으로 가열한다.탄소 섬유 강화 플라스틱의 유도 용접은 항공우주 산업에서 일반적으로 사용됩니다.

인덕션 용접은 장기 생산 공정에서 사용되며, 파이프 이음새 용접에 주로 사용되는 고도로 자동화된 공정입니다.많은 동력이 국소적인 영역으로 전달될 수 있기 때문에 매우 빠른 프로세스일 수 있습니다. 따라서 페이잉 표면이 매우 빠르게 녹고 함께 압착되어 연속적인 롤링 용접을 형성할 수 있습니다.

표면에서 전류가 통과하는 깊이(따라서 가열)는 주파수의 제곱근에 반비례합니다.용접되는 금속의 온도와 그 조성 또한 침투 깊이에 영향을 미칩니다.저항 용접의 경우 유도를 사용하는 대신 접점을 사용하여 공작물에 전류를 공급한다는 점을 제외하면 이 프로세스는 저항 용접과 매우 유사합니다.

유도 용접은 마이클 패러데이에 의해 처음 발견되었다.유도 용접의 기본은 자기장의 방향이 전류의 흐름 방향에 따라 달라지며, 전류의 주파수와 동일한 속도로 자기장의 방향이 변화한다는 것을 설명합니다.예를 들어 120Hz AC 전류는 필드가 초당 120회 방향을 바꾸게 합니다.이 개념은 패러데이의 법칙으로 알려져 있다.

인덕션 용접이 이루어지면 작업물이 용융 온도 이하로 가열되고, 작업물의 가장자리가 불순물끼리 겹쳐져 단단한 단조 용접을 ^[2]할 수 있게 됩니다.

유도 용접은 다수의 열가소성 플라스틱 및 열경화성 매트릭스 복합재 접합에 사용됩니다.유도용접공정에는 무선주파수 발전기, 가열소, 공작물 재료 및 냉각시스템이 포함된다.

발전기는 솔리드 스테이트 또는 진공 튜브 형태로 제공되며 시스템에 230-340V 또는 50–60Hz의 교류 전류를 공급하는 데 사용됩니다.이 값은 피스와 함께 사용되는 유도 코일에 따라 결정됩니다.

히트 스테이션은 콘덴서와 코일을 사용하여 작업물을 가열합니다.캐패시터는 발전기 출력과 일치하며 유도 코일은 피스에 에너지를 전달합니다.용접 시 코일은 에너지 전달을 극대화하기 위해 작업물에 가까워야 하며, 유도 용접 시 사용되는 작업물은 최적의 ^[3]효율을 위한 중요한 구성 요소입니다.

유도 용접을 위해 고려해야 할 몇 가지 공식은 다음과 같습니다.

열계산: ${\bar {Q}}(x,t)={\eta (J_{0}^{2})\rho \over C_{r}}$

$C_{r}$ 서 Cr $(\$ 은 $C_{r}$ 열질량입니다.

$§$ $(\displaystyle$ \rho $)$ 는 $\rho$ 저항률입니다.

$§$ $(\displaystyle$ \eta $)$ 는 $\eta$ $\eta$

$J_{0}$ 0 $(\$ 은 $J_{0}$ 표면 밀도입니다.

뉴턴 냉각식: $q^{n}=h(T_{s}-T_{B})$ n $q^{n}=h(T_{s}-T_{B})$ ( T $q^{n}=h(T_{s}-T_{B})$ - $q^{n}=h(T_{s}-T_{B})$ B $q^{n}=h(T_{s}-T_{B})$ ) { $displaystyle$ q $^{n$ } $= h$ ( $T_{s}-T_{B}}}$

$q^{n}$ 서 $q^{n}$ n(\ $displaystyle$ q^{ $n})$ 은 $q^{n}$ 열유속 밀도입니다.

h는 열전달계수입니다.

$T_{s}$ s $T_{s}$ \ $displaystyle T_{s}$ 는 $T_{s}$ 작업물 표면의 온도입니다.

$T_{B}$ B $(\$ 는 $T_{B}$ 주변^[4] 공기의 온도입니다.

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레퍼런스

^ Babini, A; Forzan (January 2002). "Eddy Current Distribution in a Thin Aluminum Layer" (PDF). Flux Magazine (38): 11–12. Archived from the original (PDF) on 2014-03-26. Retrieved 9 Mar 2015.
^ "Induction Welding". Thermatool Corp. Retrieved 2019-02-15.
^ Lionetto, Francesca; Pappadà, Silvio; Buccoliero, Giuseppe; Maffezzoli, Alfonso (2017-04-15). "Finite element modeling of continuous induction welding of thermoplastic matrix composites". Materials & Design. 120: 212–221. doi:10.1016/j.matdes.2017.02.024.
^ "Scientific.net". www.scientific.net. Retrieved 2019-02-15.

AWS 용접 핸드북, 제2권, 제8판
를 클릭합니다Davies, John; Simpson, Peter (1979), Induction Heating Handbook, McGraw-Hill, ISBN 0-07-084515-8.

[1] Babini, A; Forzan (January 2002). "Eddy Current Distribution in a Thin Aluminum Layer" (PDF). Flux Magazine (38): 11–12. Archived from the original (PDF) on 2014-03-26. Retrieved 9 Mar 2015.

[2] "Induction Welding". Thermatool Corp. Retrieved 2019-02-15.

[3] Lionetto, Francesca; Pappadà, Silvio; Buccoliero, Giuseppe; Maffezzoli, Alfonso (2017-04-15). "Finite element modeling of continuous induction welding of thermoplastic matrix composites". Materials & Design. 120: 212–221. doi:10.1016/j.matdes.2017.02.024.

[4] "Scientific.net". www.scientific.net. Retrieved 2019-02-15.

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