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感应热处理加热的原理

发布时间: 2013-10-18 9:14:15
(1)感应加热的原理 感应加热的原理就是遵循电磁感应、集肤效应、热传导三个基本原则。 以圆柱体加热的方式为例,工件和感应器的组合可以看做是一台具有多匝初级线圈(感应器线圈)和单匝短路次级线圈(圆柱体工件)的变压器,初级线圈和次级线圈彼此间由较小的空气间隙隔开感应加热用一个模拟的单匝短路次级线圈来说明。。通电时在工件内将产生频率相同、方向与感应器中相反的感应电流,即涡流。当电流频率较高时,由于表面效应的作用,使涡流集中在工件表面,产生“集肤效应”。 电流密度的这种降低率也取决于被加热材料的电阻率和相对磁导率两个物理量。电流密度大约降到表面电流密度值的三分之一处的深度即为“集肤深度”。感应电流密度从加热工件的表面至中心是逐渐降低的,而电流的频率越高,降低的比率也越大。 (2)感应加热的四个效应和导磁体的“驱流”作用 ①表面效应:当交变电流流过导体时,电流密度沿着导体截面的分布是不均匀的。 ②环流效应:高频电流流过环形导体时,最大电流密度分布在环形导体的内侧,这种现象称为环流效应。 ③尖角效应:当感应器与工件之间的间隙相同时,工件的尖角处易集中磁感应线,而使感应电流密度过大,以致在工件的尖角处产生过烧,这种现象称为尖角效应。 ④邻近效应:高频电流通过两个相邻导体时,若电流方向相反,电流从两导体的内侧流过;若电流方向相同,电流则从两导体的外侧流过。这种现象称为邻近效应。 ⑤导磁体的“驱流”作用:感应加热表面淬火时,环流效应使高频电流密集在感应器内侧,对工件外表面的加热有利。但对工件内孔加热时,感应器的效率低,为此,往往在感应器上放置导磁体,将电流“驱”向感应器的外侧,因此,导磁体的实质是改变磁感应线方向。 一般高频常用的导磁体为铁氧体。中频常用的导磁体为硅钢片或软铁状的导磁体。 本文参考《热处理工艺问答》一书。
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