Lasprincipe van hoogfrequent gelaste stalen buis: synergetisch effect van huideffect en nabijheidseffect
Het lasprincipe van hoogfrequent gelaste stalen buizen is voornamelijk gebaseerd op het huideffect en het nabijheidseffect van hoogfrequente stroom. Skin-effect betekent dat wanneer hoogfrequente stroom door een metalen geleider gaat, als gevolg van elektromagnetische inductie, de stroomdichtheid voornamelijk geconcentreerd is op het oppervlak van de geleider, terwijl de stroomdichtheid in de geleider klein is. Dit effect zorgt ervoor dat hoogfrequente elektrische energie zich kan concentreren op het oppervlak van de las, waardoor het lasgebied snel wordt verwarmd. De intensiteit van het skin-effect is recht evenredig met de huidige frequentie. Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de stroomconcentratie op het geleideroppervlak. Daarom wordt bij hoogfrequent lassen doorgaans gebruik gemaakt van een stroom met een frequentie boven de 300 kHz om een efficiënte verwarming van het lasgebied te bereiken.
Nabijheidseffect betekent dat wanneer hoogfrequente stroom in twee aangrenzende geleiders omgekeerd vloeit, als gevolg van de interactie van magnetische velden, de stroom zich zal concentreren op de randstroom van twee aangrenzende geleiders. Dit effect kan de stromingsroute van hoogfrequente stroom verder controleren, waardoor deze meer geconcentreerd wordt in het lasgebied, waardoor de lasefficiëntie en -kwaliteit worden verbeterd. Bij hoogfrequent lassen is het nabijheidseffect nuttig om energieverlies te verminderen, voldoende warmte-inbreng in het lasgebied te garanderen en een snelle en uniforme verwarming te realiseren.
Bij hoogfrequent lassen wordt via de inductiespoel of contactelektrode hoogfrequente stroom in het werkstuk gebracht, die warmte genereert om het metaal plaatselijk te laten smelten. Inductiespoel is een apparaat dat hoogfrequente stroom omzet in elektromagnetische inductie-energie. Het genereert een magnetisch wisselveld rond het werkstuk, waardoor wervelstroom in het werkstuk ontstaat, waardoor het metaal wordt verwarmd. De contactelektrode staat in direct contact met het werkstuk, introduceert hoogfrequente stroom in het werkstuk en verwarmt het metaal door het thermische effect van weerstand. De twee methoden hebben hun eigen voor- en nadelen. Inductielassen is geschikt voor dikkere werkstukken, terwijl contactlassen geschikt is voor dunnere werkstukken.
Vervolgens wordt het gesmolten metaal door druk uit te oefenen afgekoeld tot een stevige lasverbinding. Bij het lasproces hebben de druk en de aanbrengtijd een belangrijke invloed op de laskwaliteit. De juiste druk kan ervoor zorgen dat het gesmolten metaal volledig vloeit en samensmelt om een dichte las te vormen, terwijl overmatige druk kan leiden tot lasvervorming of defecten. Hoogfrequent lassen heeft de voordelen van een hoge verwarmingssnelheid, een kleine door hitte beïnvloede zone en een hoge laskwaliteit. De mechanische eigenschappen en afdichtingsprestaties van las zijn uitstekend, wat kan voldoen aan de eisen van verschillende projecten voor pijpleidingprestaties.
