感應加熱是利用電磁感應的方法使被加熱的材料的內部產生電流,依靠這些渦流的能量達到加熱目的。感應加熱系統的基本組成包括感應線圈,交流電源和工件。根據加熱對象不同,可以把線圈製作成不同的形狀。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生一個通過工件的交變磁場,該磁場使工件產生渦流來加熱。 感應加熱的基本原則已經理解,自20世紀20年代應用於製造業。二戰期間,迅速發展的技術,以滿足快速,可靠的過程強化金屬發動機零部件的緊急戰時要求。 較近,專注於精益製造技術,並注重提高質量控制導致感應技術的重新發現,隨?準確控制,全固態感應電源的發展。 是什麼讓這個採暖方式如此獨特? 在較常見的加熱方法中,火炬或明火直接施加到金屬部件。 但隨?感應加熱,熱量其實是「誘導」的一部分,本身流通的電流範圍內。 感應加熱依賴於的獨特特徵的射頻(RF)能量 -即部分下方紅外和微波能量的電磁頻譜。 因為熱量通過電磁波轉移到產品,零件不會與任何直接接觸火焰時,電感器本身沒有得到熱的(見下圖1),並且沒有產品污染。 如果設置正確,這個過程會變得非常重複性和可控性。
如何感應加熱工程 如何究竟感應加熱的工作? 它有助於有電的原理的基本理解。 當交變電流被施加到變壓器的初級,交變磁場被創建。 根據法拉第定律 ,如果該變壓器次級位於磁場內,電流將被誘導。 在圖2所示的基本的感應加熱設置,固態射頻電源發送的交流電流通過電感器(通常是一個銅線圈),並且待加熱部件(工件)放置在電感器內。 電感器用作變壓器的初級和部分待加熱變成短路二次。 當金屬部分被放置在電感器內,並進入磁場,循環渦流的部分內感應。
這些渦流流動對金屬,產生準確和局部熱而不部和電感器之間的任何直接接觸的電阻率。 該加熱發生兩磁性和非磁性零件,並且通常被稱為「焦耳效應」,指的焦耳定律 - 科學公式表達由通過導體傳遞電流產生的熱之間的關係 在加熱材料的過程中,因此存在電感和部件之間沒有接觸,也不會有任何的燃燒氣體。 該材料被加熱可以位於從電源隔離的設置; 浸沒在液體中,覆蓋隔離物質,在氣體環境,甚至在真空中。 重要的需要考慮的因素 感應加熱系統,用於一個特定應用程式的效率取決於幾個因素:零件本身的特性,電感器的設計,電源的容量,和溫度變化的應用程式所需的量。
零件的特點 金屬或塑料 首先,感應加熱直接作用只能用導電材料,通常是金屬。 塑料和其它非導電材料通常可以通過首先加熱其中的熱量傳導給非導電材料的導電性金屬基座間接地加熱。 磁性或非磁性 這是比較容易加熱磁性材料。 除了誘導渦流熱,磁性材料也產生通過所謂的滯後效應(如上所述)的熱。 這種效果不再發生在溫度高於「居里」點 - 在其中磁性材料失去磁性的溫度。 磁性材料的相對電阻的分級為「滲透度」刻度100到500; 而非磁性具有1的透氣性,磁性材料可以具有透氣性高達500。 厚或薄 相同的導電材料,約85%的熱效應發生的表面或部分的「皮膚」上; 加熱強度減弱從表面的距離增加量.So小型或薄的部件通常加熱的速度比大的厚部分,特別是如果較大的部件需要通過加熱所有的方式。 研究已經示出的交流電流的頻率和加熱穿透深度之間的關係:在部件的頻率越高,在加熱的淺。 100〜400 kHz的頻率產生相對高能量熱,適合於快速加熱的小零件或較大的零件表面/皮膚。 對於深,透熱,再加熱循環以5〜30千赫的頻率下已經被證明是較有效的。 電阻率 如果你使用完全相同的誘導過程中加熱2相同大小的塊鋼和銅,結果就大不一樣。 為什麼呢? 鋼 - 隨?碳,錫和鎢 - 具有較高的電阻率。 由於這些金屬的強烈抵制的電流,散熱迅速建立起來。 低阻金屬,諸如銅,黃銅和鋁需要更長的時間來加熱。 隨?溫度的電阻率增大,因此非常炎熱一塊鋼會更容易接受感應加熱比感冒片。 電感設計 它是所要求的感應加熱的變化的磁場,通過交變電流的流動開發電感內。 所以電感器的設計是在整個系統中較重要的方面之一。 一個設計良好的電感器提供適當的加熱模式為你的一部分,並較大限度地提高了感應加熱電源的效率,同時還可以方便的插入和移除的部分。 電源容量 需要用於加熱的特定部分的感應電源的尺寸可以很容易地計算出來。 首先,必須確定多少能量需要被轉移到工件。 這取決於材料的質量被加熱,材料的比熱,且溫度升高要求。 從傳導,對流和輻射熱損失也應考慮。較後,感應加熱的具體應用的效率依賴於溫度變化的需要的量。大範圍的溫度變化也可容納; 作為一個經驗法則,感應加熱電源通常用於增加溫度變化的程度。
一、高頻電磁感應加熱設備廣泛應用於以下行業: (一)熱處理行業(淬火、退火、回火和消除應力): 1.五金工具高頻淬火熱處理,如;虎鉗、錘、大力鉗、扳手。 2.各種汽、摩配高頻淬火熱處理,如:曲軸、連杆、活塞銷、凸輪軸、氣門、變速箱內的各種齒輪、各種拔叉、各種花鍵軸、傳動半軸、各種小軸、曲柄銷、各種搖臂、搖臂軸等高頻淬火熱處理。 3.液壓元件,如:柱塞泵的柱塞、轉子泵的轉子、各種閥門上的換向軸、齒輪泵的齒輪等高頻淬火熱處理。 4.汽車、機械設備、電動工具齒輪、軸承的高頻淬火熱處理。 5.各種木工工具,如:斧頭、刨刀等淬火。 6. 各種汽車、機車,船舶和工程設備的輪轂,機軸的中頻淬火,大型工件的退火,回火和應力消除。 (二)焊接行業(釺焊) 1.各種車刀、刨刀、銑刀等機加工刃具的焊接。 2.各種金鋼石工具的焊接,如:金鋼石鋸片、金鋼石鑽具的焊接。 3.各種一字型釺頭、柱齒釺頭、燕型煤鑽頭、鉚杆鑽頭等硬質合金的釺焊。 4.各種採煤機截齒的焊接、各種掘機截齒的焊接。 5.各種機械用刀具的焊接。 6. 空調,冰箱,製冷系統銅管釺焊,鋼管釺焊,以及銅管和鋁管的釺焊。 (三)鍛壓行業 1.各種標準件,非標準件的熱墩,銅件,鋼件,鋁件的鑄造和鍛壓。 2.鉗子、扳手等五金工具的鍛前加熱等。 3.釺具、釺尾尾柄、錐體、釺頭鍛造等。 4.不鏽鋼容器的擠壓成型。 (四)採暖行業 1、商業門市商業門市是打開門來做生意,空氣流動大,溫度散的也快,使用電採暖爐的熱度均勻,能保證溫度的正常。 2、高架廠房的取暖帶中央空調室內機或風機盤管,做熱風機組,有人工作的區域供暖,降低運行成本,系統安裝簡單方便,還可移動機組 3、儲熱式供暖(利用峰谷平電價供暖)這是利用不同時間段的電價差,在低價段儲存電,然後用於取暖高峰期。設備可定時定溫,無需人員看管,方便省事,降低運行費用。 4、企事業單位、學校等企事業單位和學校這種白天使用率高,夜晚幾乎不用取暖的單位也有很多,為了避免能源和人力的浪費等,電磁採暖爐的定時控溫功能就是較好的地方。 5、太陽能電輔供熱一天的太陽時間是有限的,所以必須要有其它熱源配合使用。科益供暖設備以獨特的品質性能,效率電熱轉換,可以非常理想的與太陽配合做為供暖熱源使用。 6、適合特殊環境使用在一些比較特殊的場合,比如油田、加油站、火車站、火藥庫等這些杜絕使用明火加熱的場合,電採暖爐使用起來就得心應手了
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