Нагрев т. в. ч. широко используется в изготовлении сварных труб с прямым, а иногда со спиральным швом. Применяются две принципиально отличающихся схемы: так называемая индукционная сварка и радиочастотная сварка (в индукционном или кондук-ционном вариантах). При индукционной сварке сформованную из ленты (обычно из низкоуглеродистой стали) трубную заготовку / пропускают в специальном стане под индуктором (рис. 81), соединенным с генератором частотой 2,5 или 8 кгц. В трубной заготовке возникают вихревые токи, мгновенное направление которых показано на схеме. Эти токи, протекающие вдоль обеих кромок в одном и том же направлении, нагревают их, а расположенные за индуктором ролики сжимают заготовку силами Р и завершают сварку при осадке на величину (0,5-=-1,0)6 (б — толщина стенки трубы). В такой схеме эффект близости проявляется только между противоположно направленными токами в индукторе и трубе; вихревые токи, протекающие вдоль сваривамых кромок в одном направлении, под действием эффекта близости не стягивается, а, наоборот, отталкиваются. В результате этого, а также теплопередачи кромки прогреваются на относительно большую ширину и предельная их температура не должна превышать солидуса (иначе могут выплавляться большие объемы металла с образованием прожогов). Хотя скорость индукционной сварки, как правило, достигает 30—45 м/мин, из-за большого расстояния от места начала нагрева до оси сжимающих роликов нагреваемые кромки 1—2 сек контактируют с воздухом. При высокой температуре этого времени достаточно для образования сравнительно толстого слоя окислов. Поэтому для получения труб с .приемлемыми свойствами применяют высокотемпературный нагрев (до 1370—1450° С) и удельное давление 4—5 кГ/мм2. Удовлетворительная сварка этим способом труб из легированных сталей (если на них образуются более тугоплавкие окислы, чем FeO), а также труб из цветных металлов, окислы которых всегда относительно тугоплавки, невыполнима.

Рис. 81. Мгновенное направление вихревых токов при индукционной сварке продольным швом (к—скорость сварки)

Рис. 82. Схема протекания тока в трубе при радиочастотной сварке:

а—кондукционный вариант; б—индукционный вариант 151]; в — глубина проникновения тока на участках кромок трубной заготовки, нагретых ниже н выше точки Кюри [48]

При радиочастотной сварке как по кондукционной (рис. 82, а), так и по индукционной схеме (рис. 82, б) направление тока 1св в кромках трубы противоположное (рис. 82, в). В связи с этим эффект близости приводит к концентрации тока на поверхности кромок тем большей, чем выше частота /. Применение токов радиочастоты (/ = 450 кгц) даже при нагреве выше точки Кюри (для ферромагнитной стали) дает очень малую глубину проникновения тока за счет поверхностного эффекта (А % 0,7 мм). Эффект близости дополнительно уменьшает толщину интенсивно нагреваемого металла, и при рационально выбранных параметрах процесс удается вести с образованием на кромках вблизи точки их схождения А тонкой пленки оплавленного металла. При сварке труб из ферромагнитной стали на участке, нагретом ниже точки Кюри, глубина проникновения тока (см. рис. 82, в) значительно меньше, чем там, где металл прошел магнитное превращение (участок /2). Сварка токами радиочастоты в большинстве случаев идет с оплавлением кромок.

Итак, условия получения соединения с высокими механическими свойствами при сварке в твердом состоянии без оплавления и без защиты от окисления (равномерный нагрев в узком температурном интервале, значительная и, по возможности, направленная деформация) достаточно полно удовлетворяются только при прессовой сварке (с общим нагревом). При стыковой сварке сопротивлением трудно обеспечить равномерный нагрев, хотя специальная подготовка торцов облегчает решение этой задачи. Возможность большой, направленной деформации с принудительным формированием соединения по существу ограничивается только параметрами используемого оборудования, хотя в частном случае сварки встык труб необходимость сохранения проходного отверстия резко ограничивает допустимую степень деформации.