什么是感應(yīng)加熱？

發(fā)布時(shí)間：2015-06-23  新聞來源：深圳喆能電子技術(shù)有限公司

感應(yīng)加熱是一種用于粘合，硬化或軟化的金屬或其它導(dǎo)電材料的方法。對于許多現(xiàn)代制造流程，感應(yīng)加熱提供一個(gè)有吸引力的速度，一致性和控制相結(jié)合。

感應(yīng)加熱的基本原則已經(jīng)理解并自1920年以來用于制造。二戰(zhàn)期間，迅速發(fā)展的技術(shù)，以滿足快速，可靠的過程強(qiáng)化金屬發(fā)動(dòng)機(jī)零部件迫切要求戰(zhàn)時(shí)。最近，專注于精益制造技術(shù)和注重提高質(zhì)量控制導(dǎo)致感應(yīng)技術(shù)的重新發(fā)現(xiàn)，隨著精確控制，全固態(tài)感應(yīng)電源的發(fā)展。

是什么讓這個(gè)采暖方式如此獨(dú)特？在最常見的加熱方法中，噴燈或明火被直接施加到金屬部分。但隨著感應(yīng)加熱，熱量其實(shí)是“誘導(dǎo)”的一部分，本身流通的電流范圍內(nèi)。

感應(yīng)加熱依賴于射頻（RF）能量的獨(dú)特特征 - 該部分下方的紅外和微波能量的電磁頻譜。由于熱量經(jīng)由電磁波傳送到產(chǎn)品，零件不會(huì)與任何火焰直接接觸，電感本身沒有得到熱的，并且沒有產(chǎn)品污染。當(dāng)正確設(shè)置，過程變得非常重復(fù)性和可控性。

如何開發(fā)感應(yīng)加熱工程

究竟怎樣感應(yīng)加熱的工作？它有助于有電的原理的基本理解。當(dāng)交變電流被施加到變壓器的初級，一個(gè)交變磁場產(chǎn)生。根據(jù)法拉第定律，如果該變壓器次級位于磁場內(nèi)，電流將被誘導(dǎo)。

基本的感應(yīng)加熱設(shè)置，固態(tài)射頻電源發(fā)送的交流電流通過電感器（通常是一個(gè)銅線圈），并且待加熱部（工件）放置在電感器內(nèi)。電感用作變壓器的初級和部分待加熱變成短路二次。當(dāng)金屬部件是放置在電感器內(nèi)，并進(jìn)入磁場，循環(huán)渦流的部分內(nèi)感應(yīng)。

這些渦流流動(dòng)對金屬，產(chǎn)生精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(fā)生兩磁性和非磁性零件，并且通常被稱為“焦耳效應(yīng)”，指的焦耳第一定律 - 科學(xué)公式表達(dá)由通過導(dǎo)體傳遞電流產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系。

當(dāng)磁性部分穿過電感器所創(chuàng)建內(nèi)耗 - 其次，額外的熱量通過滯后磁性部件內(nèi)產(chǎn)生。磁性材料自然提供到所述電感器中的快速變化的磁場的電阻。這種阻力產(chǎn)生內(nèi)耗從而產(chǎn)生熱量。

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(huì)有任何的燃燒氣體。該材料被加熱可以位于從電源隔離的設(shè)置;浸沒在液體中，覆蓋隔離物質(zhì)，在氣體環(huán)境，甚至在真空中。

重要的要考慮的因素的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，用于一個(gè)特定的應(yīng)用程序的效率取決于幾個(gè)因素：部分本身的特性，電感器的設(shè)計(jì)，電源的容量，和溫度變化的應(yīng)用程序所需的量。

使用零件的特點(diǎn)：

金屬或塑料

首先，感應(yīng)加熱直接工作只與導(dǎo)電材料，通常金屬。塑料和其它非導(dǎo)電材料通?？梢酝ㄟ^首先加熱該熱傳遞到所述非導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性金屬基座間接地加熱。

磁性或非磁性

這是比較容易熱磁性材料。除了誘導(dǎo)渦流熱，磁性材料也產(chǎn)生通過所謂的滯后效應(yīng)（如上所述）的熱。這種效應(yīng)不再發(fā)生在溫度高于“居里”點(diǎn) - 在該磁性材料失去磁性的溫度。磁性材料的相對阻力在額定“滲透度”刻度100到500;而非磁性具有1的透氣性，磁性材料可具有滲透性高達(dá)500。

厚或薄

同的導(dǎo)電材料，約85％的熱效應(yīng)發(fā)生的表面或部分的“皮膚”上;加熱強(qiáng)度減弱從表面的距離小或薄的部分通常加熱的速度比大厚部分，特別是如果較大的部件需要通過被加熱的所有道路。

研究已經(jīng)示出的交流電流的頻率和加熱的穿透深度之間的關(guān)系：在部分頻率越高，加熱較淺。 100?400 kHz的頻率產(chǎn)生相對高能量熱，適合于快速加熱的小零件或較大的部件表面/皮膚。為深，透熱，再加熱循環(huán)以5至30千赫茲低頻率已被證明是最有效的。

電阻率

如果你使用完全相同的誘導(dǎo)過程加熱2相同大小的塊鋼和銅，結(jié)果就大不一樣。為什么呢？鋼 - 隨著碳，錫和鎢 - 具有高電阻率。由于這些金屬的強(qiáng)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(shí)間來加熱。隨著溫度的升高電阻率，所以非常炎熱一塊鋼會(huì)更容易接受感應(yīng)加熱比感冒片。

電感設(shè)計(jì)

它是所要求的感應(yīng)加熱的變化的磁場，通過交變電流的流動(dòng)開發(fā)電感內(nèi)。所以電感設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)中最重要的方面之一。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的電感提供適當(dāng)?shù)募訜崮Ｊ綖槟愕囊徊糠?，并最大限度地提高了感?yīng)加熱電源的效率，同時(shí)還可以方便插入和移除部分。

電源容量

需要用于加熱的特定部位的感應(yīng)電源的尺寸可以很容易地計(jì)算出來。首先，必須確定多少能量需要被轉(zhuǎn)移到工件。這取決于材料的質(zhì)量被加熱，材料的比熱，且溫度升高要求。從傳導(dǎo)，對流和輻射熱損失也應(yīng)考慮。

所需溫度變化的程度

最后，感應(yīng)加熱的具體應(yīng)用的效率依賴于溫度變化的需要的量。作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則，更感應(yīng)加熱電源一般用于增加溫度變化的程度。

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