Поверхностный эффект

Поверхностный эффект (скин-эффект) выражается в неравномерном распределении плотности переменного тока по сечению токоподводов вторичного контура и сечению деталей при стыковой сварке. Плотность тока уменьшается в направлении от поверхности токоподвода или свариваемой детали к центральной части. Степень неравномерности растет с увеличением частоты тока  диаметра детали , проводимости  и магнитной проницаемости материала . Поверхностный эффект приводит к кажущемуся увеличению сопротивления  проводника переменному току по сравнению с сопротивлением  постоянному току. Такое увеличение характеризуется коэффициентом К_п =, который может изменяться от 1 до 1000. Физический смысл поверхностного эффекта становится понятным из рис., на котором видно, что этот эффект — результат сложения и вычитания токов самоиндукции (токов Фуко) с основным расчетным током соответственно на поверхности и в центре проводника. При контактной сварке поверхностный эффект учитывается в трех случаях: в расчетах сечений элементов вторичного контура (K_п - 1...2,5); при разработке технологии стыковой сварки для предотвращения непровара деталей большого сечения; для разработки технологии и оборудования высокочастотной сварки продольных и кольцевых стыков труб.

Рис. Схема поверхностного эффекта:

I_р – расчетный ток; I_п – ток поп поверхности проводника; I_ц – ток в центре проводника; I_Ф – ток Фуко; Ф – магнитный поток; K_п – коэффициент поверхностного эффекта