感應加熱電源

感應加熱電源對金屬材料加熱效率最高、速度最快，且低耗環保。它已經廣泛應用于各行各業對金屬材料的熱加工、熱處理、熱裝配及焊接、熔煉等工藝中。感應加熱電源由兩部分組成，一部分是提供能量的交流電源，也稱變頻電源；另一部分是完成電磁感應能量轉換的感應線圈，稱感應器。

感應加熱電源技術

串聯與并聯

感應加熱電源逆變器主要有并聯逆變器和串聯逆變器，串聯逆變器輸出可等效為一低阻抗的電壓源，當兩電壓源并聯時，相互間的幅值、相位和頻率不同或波動時將導致很大的環流，以至逆變器件的電流產生嚴重不均，因此，串聯逆變器存在并機擴容困難;而對并聯逆變器，逆變器輸入端的直流大電抗器可充當各并聯逆變器之間的電流緩沖環節，使得輸入端的AG/DG或DG/DG環節有足夠的時間來糾正直流電流的偏差，達到多機并聯擴容，晶體管化超音頻、高頻電流多采用并聯逆變器結構，并聯逆變器易于模塊化、大容量化是其中的一個主要原因。

感應加熱電源的負載對象各式各樣，而電源逆變器與負載是一有機的整體，一般采用匹配變壓器連接電源和負載感應器，高頻、超音頻電源用的匹配變壓器從磁性材料到繞組結構正在得到進一步的優化改進，同時，從電路拓撲上可以用三無源元件代替二無源元件，以取消變壓器，實現高效、低成本匹配。

感應加熱電源，晶閘管、晶體管與電子管式在國內均能生產。晶閘管電源已生產應用多年。IGBT電源因其優點更多而更為用戶所采用。IGBT電源電效率高、低壓，但價格較高，正在逐步取代電子管高頻電源。手提式小型高頻電源因價廉、方便，在國內應用廣泛，甚至進入國外市場。

退火和回火應用

退火將工件加熱到適當溫度，根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻（冷卻速度最慢），目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。

使用感應加熱代替氣體或加熱爐進行預熱具有多項優點。熱傳導能夠直接進行，這將最大程度地減少熱損失和能量損耗，增加生產效率，提升產品質量。同時，可以對熱量進行精確控制，這樣可以降低焊接時的溫度，從而降低冷卻速度。另外，還有利于減少冷裂和淬硬的風險，使用感應加熱，您無需再面對熱氣逼人的火焰，從而改善工作環境，減少對散熱系統的需求，降低火災危險。

高頻感應加熱電源的特點和應用

感應加熱設備的主要優點是：

①不必整體加熱，工件變形小，電能消耗小。

②無公害。

③加熱速度快，工件表面氧化脫碳較輕。

④表面淬硬層可根據需要進行調整，易于控制。

⑤感應加熱設備可以安裝在機械加工生產線上，易于實現機械化和自動化，便于管理，且可減少運輸，節約人力，提高生產效率。

⑥淬硬層馬氏體組織較細，硬度、強度、韌性都較高。⑦表面淬火后工件表層有較大壓縮內應力，工件抗疲勞破斷能力較高。感應加熱熱處理也有一些缺點。與火焰淬火相比，感應加熱設備較復雜，而且適應性較差，對某些形狀復雜的工件難以保證質量。

感應加熱設備廣泛用于齒輪、軸、曲軸、凸輪、軋輥等工件的表面淬火，目的是提高這些工件的耐磨性和抗疲勞破斷的能力。汽車后半軸采用感應加熱表面淬火，設計載荷下的疲勞循環次數比用調質處理約提高10倍。感應加熱表面淬火的工件材料一般為中碳鋼。為適應某些工件的特殊需要，已研制出供感應加熱表面淬火專用的低淬透性鋼。高碳鋼和鑄鐵制造的工件也可采用感應加熱表面淬火。淬冷介質常用水或高分子聚合物水溶液。

感應加熱熱處理的設備主要由電源設備、淬火機床和感應器組成。電源設備的主要作用是輸出頻率適宜的交變電流。高頻電流電源設備有電子管高頻發生器和可控硅變頻器兩種。中頻電流電源設備是發電機組。一般電源設備只能輸出一種頻率的電流，有些設備可以改變電流頻率，也可以直接用50赫的工頻電流進行感應加熱。

高頻感應加熱電源設備的選擇與工件要求的加熱層深度有關。加熱層深的工件，應使用電流頻率較低的電源設備；加熱層淺的工件，應使用電流頻率較高的電源設備。選擇電源設備的另一條件是設備功率。加熱表面面積增大，需要的電源功率相應加大。當加熱表面面積過大時或電源功率不足時，可采用連續加熱的方法，使工件和感應器相對移動，前邊加熱，后邊冷卻。但最好還是對整個加熱表面一次加熱。這樣可以利用工件心部余熱使淬硬的表層回火，從而使工藝簡化，還可節約電能。感應加熱淬火機床的主要作用是使工件定位并進行必要的運動。此外還應附有提供淬火介質的裝置。淬火機床可分為標準機床和專用機床，前者適用于一般工件，后者適用于大量生產的復雜工件。

進行感應加熱熱處理時，為保證熱處理質量和提高熱效率，必須根據工件的形狀和要求，設計制造結構適當的感應器。常用的感應器有外表面加熱感應器、內孔加熱感應器、平面加熱感應器、通用型加熱感應器、特型加熱感應器、單一型加熱感應器、復合型加熱感應器，熔煉加熱爐等。

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