serconsa llámanos y te ayudamos con tu proyecto !! 81...

Soldadura de Inducción HF

Serconsa Llámanos y te ayudamos con tu proyecto !! 81 81050880

Inducción HF

La soldadura por inducción o termoinducción tiene como elemento fundamental la corriente eléctrica por lo que comenzaremos explicando algunos conceptos básicos de

+++

+++

-

-

-


algunos conceptos básicos de la electricidad .

Básicamente, la mejor forma de entender la electricidad es examinando su componente más pequeño. EL ATOMO.

-

+

-

Neutrón

Protón

Electrón

++++

++

-

-

-

-Normalmente, un átomo tiene la misma cantidad de electrones y protones para equilibrar su carga.

Bajo ciertas circunstancias, puede tener un electrón de más y se convierte en un ION NEGATIVO.


convierte en un ION NEGATIVO.

SI por el contrario, tiene un electrón de menos, se convierte en un ION POSITIVO .

++++++

-

-

-

-

-

-

++++++

-

-

-

+

++++++

-

-

-

-

-

- ++ ++++

-

-

-

+

--- -- - -- - --

Un ION Positivo puede recibir un electrón libre mientras que un ION Negativo puede DONAR.

Los electrones libres, pueden estar en movimiento cuando son excitados


-++++++--

-

- ++++++--

-

- - ++++++--

-

- - ++++++--

-

- a velocidades dehasta 300,000Km/s. Cuando se mueven a través de un conductor su flujo es llamado CORRIENTE ELECTRICA.

O pueden permanecer estáticos en una superficie. Cuando esto ocurre, la superficie tiene una carga eléctrica estática negativa.

- - - - - -- - - - - -

- - - - - -- - - - - -

--

-

--

----

--- -

-- --

--

-- --

- -

--- -

--

--

--

----- -

--- -

---

-----

----

--

- -

-----


Cuando una corriente eléctrica o un flujo de electrones fluye a través de un material

conductor, se forma un campo magnético cuya magnitud dependerá de la fuerza de la corriente que fluya en este conductor.

-----

----

----- ------ --- --

------

----

-----

--

---- ----

------

--------

--

--

-

--

----

--- -

-- --

--

-- --

- -

--- -

--

--

--

----- -

--- -

---

-----

----

--

- -

-----


Este campo magnético puede ser INDUCIDO a otro conductor que atraviese el campo magnético generado por el primero produciendo una corriente eléctrica en

sentido contrario de la original.

--------

Para poder entender la soldadura de INDUCCION DE ALTA FRECUENCIA, es necesario comprender dos efectos:

EL EFECTO PIEL


EL EFECTO PIEL

EL EFECTO DE PROXIMIDAD CLASICO

EL EFECTO DE PROXIMIDAD SUSTITUTO

BAJA FRECUENCIA

EFECTO PIEL1 ciclo


ALTA FRECUENCIA

Cuando la polaridad de la corriente cambia en el tiempo, se forma un ciclo de corriente.

Mientras mayor número de ciclos se den en un segundo, se incrementará la frecuencia.

Cuando se induce corriente a Alta Frecuencia en un material conductor, se produce el “efecto piel” que

concentra la densidad de la corriente en la superfi cie del material mientras existe poca corriente en su

centro.


Alta Densidad

Alta Densidad

Baja Densidad

El efecto piel, está representado por la ecuación:

πµσξ

f

1=f =Frecuancia Soldaduraµ µ µ µ =Permeabilidad Magnética del Aceroσ σ σ σ =Conductividad Magnética del Aceroζ ζ ζ ζ =Profundidad Eléctrica de Referencia

1.20Si la Permeabilidad, conductividad y Pi son


0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1 10 100 1000 10000 100000 1000000

conductividad y Pi son constantes mientras se fabrique el mismo material, la penetración de la corriente es exponencialmente inversa a la frecuencia.

A mayor frecuencia, menor penetración lo que propicia el efecto piel.

Veamos como trabaja la Bobina del Thermatool

Al fluir la corriente por la bobina que actúa como el


bobina que actúa como el primario de un transformador,

se induce una corriente opuesta en sentido en el tubo que actúa como el secundario

del transformador.

Al fluir la corriente por la superficie del tubo, s e topa con un obstáculo, la Abertura por lo que se desvía hasta e l punto de

fusión y se concentra en ese punto alcanzando una a lta densidad.

Muy ALTA DENSIDAD ocasionada por Vee


Densidad NORMAL

EFECTO DE PROXIMIDAD CLASICO

Cuando dos objetos poseen carga de la misma polaridad, se repelen uno del otro mientras que si

tienen cargas opuestas se atraen.

-


+ - + +

Mientras menor sea la distancia entre los dos conductores con cargas diferentes y tomando en

cuenta el efecto piel, mayor será la concentración de corriente en los extremos del conductor.

- -+ - + -

El efecto de proximidad determina que para una buen a soldadura, los bordes de la lámina deben de ser rectos, paralelos y sin rebaba para que el calentamiento sea uniforme y la soldadura se lle ve a cabo en todo el espesor del perfil de manera uniforme.

Bordes paralelos, calentamiento uniforme,


calentamiento uniforme, soldadura de buena calidad

Bordes NO paralelos, calentamiento NO uniforme, soldadura de mala calidad

EFECTO DE PROXIMIDAD SUSTITUTO

Un campo magnético de alta frecuencia es atraído po r otro campo magnético. En este caso, el campo magnét ico

inducido al tubo, se atrae por el emitido por el im peder.


El conjunto del efecto piel y el efecto de proximidad, aunado a la alta potencia que se está induciendo, provoca el calentamiento de los bordes de la lámina en muy poco tiempo provocando la fusión de los bordes.


HAZ

MATERIAL BASE

MATERIAL FUSIONADO

MATERIAL EXPULSADO

CONFIGURACION

Solid StateDC PowerSupply

Solid StateRF Oscilator

Fuente de PoderConvierte la alimentación de línea

AC en una salida DC de bajo voltaje, regula la potencia de

soldadura

OsciladorConvierte la salida DC de la

fuente en la oscilación de Alta Frecuencia que favorece el

efecto piel en el tubo.

Brazo

BOBINAS

La bobina es el elemento que permite INDUCIR el campo magnético en el tubo. Normalmente se encuentran conectadas al brazo del thermatool, están fabricadas de cobre y en su interior circula AGUA DESTILADA para enfriarla.DESTILADA para enfriarla.

Existen diferentes tipos de bobinas dependiendo del diámetro de tubo a fabricar y su diámetro interior (ID) es típicamente un 33% mayor al diámetro exterior (OD) del tubo que fabicarán.

BOBINAS

Tubular0.500” - 0.875”

2 Vueltas

Banded0.625” - 3.500”

2 vueltas < 2.5” OD1 vuelta >=2.5” OD

Split3.750” - 12.90”

1 Vuelta

BOBINAS

NO!NO! SI!SI!


Para extender la posición de la bobina, se deberá u sar la mesa de posicionamiento en vez de extender la bobina y el po rta bobina.Ambos, deberán de mantenerse tan cerca como sea pos ible al brazo del thermatool.

IMPEDERS

Un impeder está formado por una ferrita adentro de un tubo de un producto aislante como TEXTOLITE, SILGLASS o FERROGLASS. Este material debe de ser aislante, resistente y permitir algun tipo de enfriamiento de la ferrita.

IMPEDERS DE FLUJO


El IMPEDER de flujo está conectado a una línea de s oluble en un extermo, el soluble corre a través del mismo y se descarga a l interior del tubo. Su factor de enfriamiento es bueno pero desperdicia una gran cantidad de soluble. Los de ferrita EXPUESTA sirven para evitar que el t extolite se queme provocando que se suelte la ferrita y para evitar e l acumulamiento de espuma y de rebaba.

IMPEDERS DE RETORNO


El IMPEDER de RETORNO está conectado a una linea qu e inyecta soluble al mismo, el soluble circula por el interior de la ferrita y se descarga por otra línea conectada al impeder.Su factor de enfriamiento es bueno y no desperdicia casi nada de soluble.Es importante mantener bien filtrado el soluble par a impedir que se tapen los conductos del mismo.

La función del impeder es incrementar la densidad d e la corriente en la “Vee” y crear una resistencia eléct rica.

SIN IMPEDER: La corriente fluye uniformemente por el tubo.

CON IMPEDER: La corriente se concentra en la parte de tubo más cercana al impeder.

El IMPEDER Funciona como una resistencia en un circ uito, moderando la potencia disipada. Su adecuado funcion amiento depende de la temperatura de la ferrita que después de unos 140°deja de funcionar como tal provocando un corto circuito.

Den

sida

d de

Flu

jo d

e S

atur

ació

n (G

AU

SS

)

5000

6000

-

+

Den

sida

d de

Flu

jo d

e S

atur

ació

n (G

AU

SS

)

Temperatura (°C)

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

1000

2000

3000

4000

5000

A

B

C

D

Parámetros de Operación

Balanceo de Carga

Frecuencia


Frecuencia

Potencia

Balanceo de Carga

VOLTAJE CORRIENTE

En este caso, la carge se encuentra BALANCEADA.


CORRIENTEVOLTAJE

En este caso, la carga se encuentra DESBALANCEADA.

VO

LTA

JE

AREA SEGURA

AREA INSEGURA

100%

Balanceo de Carga


VO

LTA

JE

CORRIENTE

AREA INSEGURA

0%

50%

0% 50% 100%

Frecuencia de Operación

MínimoFrecuencia Nominal del

EquipoMáximo

400 KHz

300 KHz

370 KHz

270 KHz

420 KHz

315 KHz

FRECUENCIA= 400KHzFRECUENCIA= 400KHzFRECUENCIA= 400KHzFRECUENCIA= 400KHz

POTENCIA= 312KWPOTENCIA= 312KWPOTENCIA= 312KWPOTENCIA= 312KW


200 KHz 180 KHz 210 KHz

Si la frecuencia de operación es MAYOR al Máximo se gún la tabla:•Hacer la bobina más corta o incrementar su diámetro Interior.•Incrementar la longitud de la “Vee”

Si la frecuencia de operación es menor al mínimo se gún la tabla:•Hacer la bobina más larga o decrementar su diámetro interior.•Hacer más corta la “Vee”

PotenciaLa potencia a utilizar en el proceso de soldadura de inducción de Alta frecuencia se encuentra en función de los siguiente s factores:

•Velocidad del Molino•Espesor de la lámina •Diámetro del tubo que se esté produciendo.


•Diámetro del tubo que se esté produciendo.

El cálculo de la potencia adecuada es difícil de ha cer por lo que existen dos medios para saber la potencia adecuada para una cierta velocidad.

Esta potencia es desplegada en el Sistema de Molino s y puede ser calculada usando las cartas que provee thermatool.

Impeder.

Ferrita a 1/8”<OD CID

Mecánica del Proceso de Soldado


Roles Soldadores.

Bobina.Tubo.

CIDOD

Tubo en PRECALENTAMIENTO


CALENTAMIENTO

FORJA EN PROCESO

TUBO REBABEADO Y ENFRIADO

Rollkraftπ·Dwr + 0.35cEc·Nfp - 2.37·Ec

Ancho de Cintas

ThermatoolGfp - 2.1·Ec


Gfp - 2.1·Ec

PROLAMSAπ·(Dwr - Ec)

Oto Millsπ·(Dwr - Ec) + Ec

Dwr: Diámetro Roles SoldadoresGfp: Circunferencia ultimo FPEc: Espesor de la CintaNfp: Número de Fin Passes

serconsa llámanos y te ayudamos con tu proyecto !! 81...

Documents