高週波相關知識-高週波基本概念

高週波即高頻波。高週波與超聲波是不同的兩個概念,高週波是指頻率大於100Khz的電磁波,超聲波是指頻率超過20千赫茲的聲波。高週波的焊接原理、熔接原理與超聲波也是不一樣的,高週波是利用高頻電磁場使物料內部分子 間互相激烈碰撞產生高溫達到焊接和熔接的目的,而超聲波是利用摩擦生熱的原理產生大量的熱量達到焊接和熔接的目的。高週波應用領域廣泛,所以目前已有高週波塑膠熔接機、高週波塑膠熔斷機、高週波折盒壓痕機、高週波金屬熔鑄機、高週波金屬加熱機等。

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高週波相關知識-什麼情形下會用到高週波加工

高週波加熱會以數千到數萬週波數的高週波流動,在四周產生磁場,把金屬物件放入其中便會在表層電流流動,並因金屬阻抗產生熱而達到表面淬火或硬化處理,特別是應用於需要強韌且表面耐磨的金屬物件會用到高週波。

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高週波相關知識-電磁爐燒開的水?(電磁爐原理)

電磁爐先將一般插座的交流電轉變成直流電,再將直流電轉變成高週波電流,流經「陶瓷面板」下的「磁熱線圈」。

高週波電流是有規律地改變電流方向,所以由磁熱線圈產生的磁力線就跟著不斷地改變方向,一秒鐘變化二萬次左右,電流方向改變,磁力線的方向也跟著改變。

當鐵質的鍋子放置在這個變動的磁場上,鍋底是受到磁場的感應,產生感應電流,所產生的感應電流又稱為「渦電流」(eddy current), 在鍋底的渦電流,因為金屬導體的電阻 關係而產生熱量。

因為電磁爐是以磁感應使炊具產生熱,所以不是所有的鍋子或是器具都適用。要如何選用鍋呢?。適合放在電磁爐上的烹飪器具有不鏽鋼鍋、不鏽鋼壺、平底鍋、彩色鍋;不適用的有陶鍋、陶磁壺、『圓底』鐵鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋、鋁壺。

這裏有幾點值得留意。第一,磁場必須不斷改變,才能感應出電場。正所謂「電動生磁、磁動生電」。這裏的「動」是指隨時間變化的意思。電與磁的關係十分有趣,有機會會再為大家介紹。第二,金屬鍋的電阻必須要足夠大,否則電子消耗的能量不夠大時,不能用作煮食。一般來說,鐵和不銹鋼都可放在電磁爐上煮食;銅和鋁就不大可能。第三,當電子流動時,會在爐的線圈感應一反方向的電動勢(Back emf),如果在這時候把鍋拿走,此反電動勢就會消失。因此電磁爐可自動探測究竟鍋有沒有放好在爐上面,從而自動關閉電源。在省電和安全的層面來說,電磁爐都比其他爐優勝。第四,電磁爐的效率(efficiency)比一般的爐高,所以是較環保的。

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高週波相關知識-實驗室電磁加熱攪拌器

電磁加熱器是靠高週波電流是規律地改變電流方向,所以由磁熱線圈產生的磁力線就跟著不斷地改變方向,電流方向改變,磁力線的方向也跟著改變。

鍋底是受到磁場的感應,產生感應電流(渦電流),在鍋底的渦電流,因為金屬導體的電阻關係而產生熱量。

因為是靠磁感應來加熱,所以鋁製的鍋子是無法適用於電磁加熱器

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充氣玩具的汽嘴的材質?

充氣玩具一般都是PVC材質,這種PVC材料接合,是採用模具以「高週波」接合。所以充氣玩具上的吹嘴,也是使用PVC,再以「高週波」與皮料接合起來。

一般我們看到的透明塑膠袋大部份是PE的,所以和氣嘴PVC的材質不太合,封口機應該是用熱熔的方式,即使可以暫時接合,但很容易就會脫落了。

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高週波熱處理與淬火硬度

一般在做淬火熱處理是由低溫相加溫到高溫相,高溫相會加熱到沃斯田鐵相的區域。然後再以油淬或水淬的方式來達到硬化的作用。不管是哪一種熱處理方式(普通淬火或高週波淬火),都是需要做相同的事情。

但比較不同的是,一般的熱處理是整個工作做熱處理,而高週波熱處理多半是處理材料的表層(看要深度多少)。所以在這個製程上是有所不同的。因為在一般的淬火時,需將整個工件加熱到沃斯田鐵區域,所以加熱花的時間就會比較久(跟工件肉厚有關),因此停留在沃斯田鐵區的時間就比較長,在高溫持溫時,材料會有所謂的再結晶、晶粒成長等等的過程,時間越久晶粒就越大,而淬火之後產生的麻田散鐵組織會以沃斯田鐵的晶界向內成長……。

而高週波熱處理所經過的程序也是如此,但是由於急速加熱到達沃斯田鐵化溫度,再淬冷下來。也就是停留在沃斯田鐵區溫度的時間很短(看所需要硬化的深度而定),因此停留在該區時,晶粒的成長情形並不明顯,所以晶粒就很小,之後急冷下來,同樣在晶粒中生成麻田散鐵, 相較之下就明顯的不同。

如果再加上普通淬火的一些問題像表面脫碳、硬化深度不夠、熱處理溫度不均等等,將使得硬度上的差異更為明顯。

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如何將溶液包入射出成型塑膠內

有兩種方式,射出成型後留一小孔 或是作成兩件式:灌入液體後,以高週波或超音波將小孔封住,或是將兩件融合。

另一種方法是作兩次射出。將以上的半成品留一小孔注入液體後,以高週波封住小孔,作二次射出。這樣外表就完全看不出痕跡 。

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關於泡殼包裝

泡殼包裝的包裝方式有很多種,如果上殼和下殼都是塑膠,一般都是用高週波,或是熱融方式,將上下兩個部位融接起來。

如果上殼是塑膠的,下面有個紙板,則紙板上若是有塗佈熱融膠,則包裝的機械也是以熱融或是高週波來融接,並且另有刀模切斷,如常見的牙刷包裝。

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SCM440材質熱處理方式

scm440為構造用合金鋼,通常在調質完後使用。一般從鋼材行買回的scm440,其硬度大致為HrC20~30,但其內部組織並不理想,最常見的是費德曼肥粒鐵加帶狀偏析。

若經過調質,雖然硬度亦介於HrC20~30,但其內部組織會轉變成糙斑鐵。雖然硬度相同,但有無調質,其機械性質差很多。

至於可不可以滲碳,要視情形而定,因為SCM440淬火後即可得HrC50~55,若這個硬度你不滿意,增加碳量來提高硬度也不是不可行,只是大部份的熱處理廠不太喜歡做,因為怕淬裂,與其如此,倒不如換其它鋼料還比較理想。

若堅持要滲碳的話,調質的工序就可以省了,因為後續的滲碳過程會將調質的組織沃斯化,所以做了也是白做。

SCM440在調質完後,可利用高週波,增強表面硬度,這是業界常作的加工方式,主要增加表面耐磨度及提昇抗拉強度。

材料的硬度並無一定的標準,只有符不符合需求。

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控制(減小)輥軋輪變形的作法?

輥軋輪的種類,依用途可分為實心輪或中空輪

1、實心輪:素材(SUJ2)–>車床車削–>銑鍵槽–>表面高週波–>輪面粗研磨–>電鍍硬鉻–>整支精密研磨

2、中空輪:素材–>摩擦熔接–>鑽中心孔–>車床車削–>銑鍵槽–>表面高週波–>輪面粗研磨–>電鍍硬鉻–>整支精密研磨

3、表面高週波及電鍍硬鉻可以減少輥軋輪變形

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