電磁感應加熱在淬火機床的應用

關鍵詞： 工頻加熱爐、 中頻爐、 高頻感應爐 、 淬火機床

感應加熱的性能與特點
與傳統的加熱方式(如火焰式加熱)相比，感應加熱具有如下的一些性能特點：具有精確的加熱深度和加熱區域，并易于控制；易于實現高功率密集，加熱速度快，效率高，能耗??；加熱溫度高，加熱溫度易于控制；加熱溫度由工件表面向內部傳導或滲透；采用非接觸式加熱方式，在加熱過程中不易摻入雜質；工件材料燒損小，氧化皮生成少。 
原理 
感應加熱方式是通過感應線圈把電能傳遞給被加熱的金屬工件，然后電能再在金屬工件內部轉化為熱能，感應線圈與金屬工件并非直接接觸，能量是通過電磁感應傳遞的，因而，我們把這種加熱方式稱為感應加熱。 
感應加熱所遵循的主要原理是：電磁感應、集膚效應、熱傳導。為了將金屬工件加熱到一定的溫度，要求工件中的感應電流盡可能地大，增加感應線圈中的電流，可以增加金屬工件中的交變磁通，進而增加工件中的感應電流。增加工件中感應電流的另一個有效途徑是提高感應線圈中電流的頻率，由于工件中的頻率越高，磁通的變化就越快，感應電勢就越大，工件中的感應電流也就越大。對同樣的加熱效果，頻率越高，感應線圈中的電流就可以小一些，這樣可以減少線圈中的功率損耗，提高設備的電效率。 
在感應加熱過程中金屬工件內部各點的溫度是在不斷發生變化的，感應加熱的功率越大，加熱時間越短，金屬工件表面溫度就越高，工件中心部位的溫度就越低。如果感應加熱時間長，金屬工件表面和中心的溫度通過熱傳導而趨于均勻。 
感應加熱設備的選用是根據被加熱工件的工藝要求和尺寸大小來決定的。根據被加熱工件的材質、大小以及加熱區域、加熱深度、加熱溫度、加熱時間等工藝要求，進行綜合計算與分析，來確定感應加熱設備的功率、頻率和感應線圈等技術參數。 
柔性陶瓷電加熱 
柔性陶瓷電加熱設備是由柔性陶瓷電加熱及其溫度測量和控制設備組成，其是利用電能激發輻射能并進行加熱的裝置。當柔性陶瓷電加熱器的陶瓷件材料(含涂料)具有高的遠紅外輻射性能、可充分發揮輻射加熱的特點時稱為遠紅外電加熱器。 
柔性陶瓷片電阻加熱，它的原理是利用遠紅外輻射方式加熱。用這種方法進行厚壁管的熱處理時，熱源先從加熱元件向管子外壁輻射傳熱再從外壁表面向內壁傳導熱量，由于管道長度方向的熱傳遞散熱，使得內外壁產生較大的溫差。管子徑向遠離加熱源中心的部位(焊縫根部)的溫度與管子表面溫度相差較大。 
如在對規格為420×70mm，長度為680mm的P22管子進行的內外壁溫差的熱處理過程中，以柔性陶瓷加熱器進行加熱，加熱溫度770℃，保溫4h，加熱寬度500mm。結果發現，平焊位置內外壁溫差為50℃，仰焊位置溫差內外壁為30℃，這么大的內外壁溫差很難保證鋼熱處理根部溫度達到工藝要求。 
電磁感應加熱不同于柔性陶瓷加熱元件(熱源中心在管壁外部，完全是輻射熱)。感應加熱其熱源中心是在管壁內部，溫度梯度小，熱區域在工件表面下方，熱量能在金屬內部快速傳遞，有效地將熱量向壁厚方向更深處傳遞，使內外壁溫度的趨向均勻。  
不同頻率的電流在鋼中的透入深度是不同的，頻率越高電流透入深度越淺，頻率越低透入深度越深。尤其是電流熱態透入深度，直接影響工件的加熱效率和淬火效果?？梢岳霉接嬎愠龈咧蓄l設備在加熱鋼制工件時的電流熱態透入深度。 
由于焊縫的形狀所限，局部加熱焊縫，只能采用平面加熱感應器，此時有效圈上產生的是橫向磁場，即磁力線與加熱表面相垂直。采用橫向磁場時，鋼板厚度與熱狀態(800℃)下的電流透入深度之比小于3.5時，感應器的電效率仍然是高的，(當采用圓形感應器加熱圓棒或板坯時，板厚＞3.5時，感應器電效率才能高)。 
感應器設計 
焊縫感應器一般采用平面加熱感應器，其結構形式有三種： 
(1)、返回式(Split return type)，有效部分是中間段A，兩個并聯分支B與C是電流返回支路，可以設計在A段的上或下部。 
(2)、回線式(Loop type)，是矩形管結構，有效部分裝上導磁體上、下銅管截面相同。 
(3)、寬背回線式。其返回支路導管截面大大加寬，因此，感應器損耗減少。  產品應用于感應釬焊、感應淬火、感應熱裝卸、感應熱矯正、感應回火/退火、管道加熱、熱處理等多個領域，我們更專注細節，用世界領先的技術，一流的品質，完善的服務，精細的工藝可以為客戶提供感應加熱的整套解決方案，為您解決工業加熱難題。