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闡述感應加熱設備基本工藝


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。
感應加熱設備是一種相當新的工藝,它之所以獲得應用,主要是由于它獨特的性能。當迅速變化的電流流過金屬工件時,便產生集膚效應,它使電流集中于工件表層,在金屬表層上產生一個選擇性很高的熱源。法拉弟發現了集膚效應的這個優點,發現了電磁感應這個值得注意的現象。他也是感應加熱的奠基者。
感應加熱不要求外部熱源,而是利用受熱工件自身作為熱源,這個方法也不要求工件與能源即感應線圈接觸。其他的性能,包括可以根據頻率選擇不同的加熱深度,根據線圈耦合設計而得到精確的局部加熱,以及很高的功率密集度,或者說很高的功率密度。
適于感應加熱的熱處理過程應充分利用這些特性,并按下列步驟設計出完整的設備。
首先,工藝要求必須與感應加熱的基本特性相符。本章將敘述工件中的電磁效應、合成電流的分布和吸收的功率。根據感應電流產生的加熱效應和溫度效應,以及在不同的頻率,不同的金屬和工件形狀下,溫度的分布狀況等這些知識,使用者和設計者,即可根據技術條件的要求決定其棄取。
第二,感應加熱的具體形式,必須按是否符合技術條件的要求而確定,還應廣泛掌握應用和發展情況,感應加熱主要的應用趨勢。
第三,感應加熱的適宜性和最好的使用方法確定之后,便可設計出感應器和供電系統。
感應加熱中的許多問題,與工程上的一些基本感性知識很相似,一般都是來源于實踐經驗。也可以這樣說,如果沒有對于感應器形狀、電源頻率和受熱金屬熱工性能的正確理解,就不可能設計出感應加熱器或系統。
感應加熱的作用,在不可見的磁場影響下,與火焰淬火是一樣的。例如,由高頻發生器產生的較高頻率(200000赫以上)一般能產生劇烈、快速和局部性的熱源,相當于小而集中的高溫氣體火焰的作用。反之,中頻(1000赫及10000赫)的加熱效果,比較分散和緩慢,熱量穿透較深,與比較大的和開闊的氣體火焰相似。
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