青岛天润高周波电器有限公司

螺纹高频淬火-淮南高频淬火-天润高周波：

感应加热的基本原理是将工件放在一个由铜管制成的感应器内，感应器中通入一定频率的交流电，在感应器周围将产生一个频率相同的交变磁场，于是工件内就会产生同频率的感应电流，这个电流在工件内形成回路，称为涡流。此涡流能使电能变为热能加热工件。涡流在工件内分布是不均匀的，表面密度大，心部密度小。通入感应器的电流频率愈高，涡流集中的表层愈薄，这种现象称为集肤效应。由于集肤效应使工件表面迅速被加热，应用在锻打透热上时，加热频率需依据坯料的尺寸来确定，一般为中频，使得表面和心部温差不至于过大。

3  锻压主要组成及参数计算

3.1 加热设备主要组成

锻压生产中的感应加热设备大多由以下三部分组成：

（1）电源  锻压生产中的多数为10KHZ以下，功率为200-3000KW，在数字加热电源出现前，模拟机电源主开关元件多以晶闸管为主，体积大，不便于自动化生产。数字加热电源体积小，控制精度高，可与其他控制系统连接，实现自动化生产。

热辐射P2=Aeσ(T14-T24)，其中，A1是工件表面积，e 是工件表面辐射率，σ是斯潘特-玻尔兹曼常数，T1和T2分别为工件和环境温度，单位为K式温度（K 式温度为温度273.15 摄氏度）。在200摄氏度到595摄氏度区间，钢的辐射率为0.8。

线圈损耗P3就是线圈上的损耗。这个损耗可以通过减少感应圈的电阻来减少。比如，采用高纯度的铜管或是超导材料。这个损耗会导致感应器发热，必须进行冷却。

电源功率P=（P1 P二* P3）*n，n为加热效率，不同的材质加热效率不同。如钢的加热效率约为0.6。

（2）频率计算

工作频率的选取对透热的均匀性和节能都有非常重要的意义。在选择合适的工作频率时，首先需要了解穿透深度的概念。

穿透深度指的是，大约86%的能量集中的深度。

d=50300

其中，d是穿透深度，单位是c；P1为工作温度下的感应器电阻率，单位为Ω· cm；f 为工作频率，单位为Hz；u1为感应圈的相对磁导率，无单位。

需要注意的是，由于电阻率和导磁率的变化，穿透深度随着温度的变化而变化。通常电阻率是正温度系数，也就是说，电阻率随着温度的上升而增大，所以，穿透深度会变深。对于非导磁体材料，穿透深度通常会变深2-3 倍。对于导磁体，可能随着温度的升高导致失磁，比如铁在居里点770 度左右，导磁率会很快下降到1，穿透深度会增加20 倍左右。

高频感应加热应用

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