什么是感應加熱

電磁感應加熱，或簡稱感應加熱，是加熱導體材料比如金屬材料的一種方法。它主要用于金屬熱加工、熱處理、焊接和熔化。顧名思義，感應加熱是利用電磁感應的方法使被加熱的材料的內(nèi)部產(chǎn)生電流，依靠這些渦流的能量達到加熱目的。感應加熱系統(tǒng)的基本組成包括感應線圈，交流電源和工件。根據(jù)加熱對象不同，可以把線圈制作成不同的形狀。線圈和電源相連，電源為線圈提供交變電流，流過線圈的交變電流產(chǎn)生一個通過工件的交變磁場，該磁場使工件產(chǎn)生渦流來加熱。

感應加熱的原理

感應加熱的原理就是遵循電磁感應、集膚效應、熱傳導三個基本原則。感應加熱用一個模擬的單匝短路次級線圈來說明。以援助體加熱的方式為例，工件和感應器的組合可以看做事一臺具有多匝初級線圈（感應器線圈）和單匝短路次級線圈（圓柱體工件）的變壓器，初級線圈和次級線圈彼此間由較小的空氣間隙隔開。通電時在工件內(nèi)將產(chǎn)生頻率相同、方向與感應器中相反的感應電流，即渦流。當電流頻率較高時，由于表面效應的作用，使渦流集中在工件表面，產(chǎn)生集膚效應。

感應電流密度從加熱工件的表面志中心是逐漸降低的，而電流的頻率越高，降低的比率也越大。電流密度的這種降低率也取決于被加熱材料的電阻率和相對磁導率兩個物理量。表示感應電流的分布隨透入深度而變化以及控制電流分布的因素，電流密度大約降到表面電流密度值的三分之一處得深度即為集膚深度。工程上規(guī)定，從表面到電流為I/e（e=2.718）處得深度為電流透入深度△。經(jīng)計算證明：86.5%的熱量產(chǎn)生于深度為△的薄層內(nèi)。

感應加熱的四個效應和導磁體的驅(qū)流作用

①表面效應：當交變電流流過導體時，電流密度沿著導體截面的分布是不均勻的。

②鄰近效應：高頻電流通過兩個相鄰導體時，若電流方向相反，電流從兩導體的內(nèi)側(cè)流過；若電流方向相同，電流則從兩導體的外側(cè)流過。這這種現(xiàn)象稱為鄰近效應。

③環(huán)流效應：高頻電流流過環(huán)形導體時嗎，最大電流密度分布在環(huán)形導體的內(nèi)側(cè)，這種現(xiàn)象稱為環(huán)流效應。

④尖角效應：當感應器與工件之間的間隙相同時，工件的尖角處易集中磁感應線，而使感應電流密度過打，以致在工件的尖角處產(chǎn)生過燒，這種現(xiàn)象稱為尖角效應。

⑤導磁體的驅(qū)流作用：感應加熱表面淬火時，環(huán)流消音使高頻電流密集在感應器內(nèi)側(cè)，對工件外表面的加熱不利。但對工件內(nèi)孔加熱時，感應器的效率低，為此，往往在感應器上放置導磁體，將電流驅(qū)向感應器的外側(cè)，因此，導磁體的實質(zhì)是改變磁感應線方向。一般高頻常用的導磁體為鐵氧體。中頻常用的導磁體為硅鋼片或軟鐵狀的導磁體。

感應加熱具體應用

感應加熱表面淬火具有表面質(zhì)量好，脆性小，淬火表面不易氧化脫碳，變形小等優(yōu)點，所以感應加熱設備在金屬表面熱處理中得到了廣泛應用。

感應加熱設備

感應加熱設備是產(chǎn)生特定頻率感應電流，進行感應加熱及表面淬火處理的設備。

感應加熱表面淬火

將工件放在用空心銅管繞成的感應器內(nèi)，通入中頻或高頻交流電后，在工件表面形成同頻率的的感應電流，將零件表面迅速加熱（幾秒鐘內(nèi)即可升溫800～1000度，心部仍接近室溫）后立即噴水冷卻（或浸油淬火），使工件表面層淬硬。

與普通加熱淬火比較感應加熱表面淬火具有以下優(yōu)點：

1、加熱速度極快，可擴大A體轉(zhuǎn)變溫度范圍，縮短轉(zhuǎn)變時間。

2、淬火后工件表層可得到極細的隱晶馬氏體，硬度稍高（2～3HRC）。脆性較低及較高疲勞強度。

3、經(jīng)該工藝處理的工件不易氧化脫碳，甚至有些工件處理后可直接裝配使用。

4、淬硬層深，易于控制操作，易于實現(xiàn)機械化，自動化。

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