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感应加热技术与如何选好用好感应加热设备感应加热技术与如何选好用好感应加热设备（一） 吕健 电磁感应式加热的分类与区别 英国物理学家法拉第的电磁感应定律告诉我们磁可以生电，丹麦的自然哲学家奥斯特的右手定则(安培定则)告诉我们电可以生磁。然而无论是磁生电还是电生磁，所针对的物体必须具有良好的导电、导磁或既导电又导磁的的特性。由于通常只有金属材料才能符合条件，而非金属材料中则只有石墨等极少数物质符合条件。因此电磁感应加热技术主要应用于对金属材料和石墨的加热。 那么，热量是如何产生的呢？设备输出的交变电流，通过电感线圈（感应圈）转换成交变磁场后，作用于处于电磁场中的金属工件（或石墨）上。这时在工件中便会自然地产生许多闭合的旋转电流（涡流），该电流极大（相当于短路电流）由于电流具有热效应（QIIR*T），所以自然会产生了很多的热量。另外，工件内部还存在着一种磁滞损耗，它也会使工件内部产生一定的热量。因此，工件便会在极短的时间（多以秒计）内急剧升温如果需要，可使任何金属材料达到熔点，石墨达到升华。 根据设备所输出的交变电流的频率高低不同，可将感应加热技术按工作频率分为五类：低频感应加热，中频感应加热，超音频感应加热，高频感应加热和超高频感应加热。 由于交变电流在导体中流动时存在着趋肤效应，即，随着电流的频率升高，电流会趋向于导体的表层流过。因此，这五种感应加热方式便有了不同的特性 特性比较： 1） 低频感应加热方式 频率最低，频率范围：工频（50HZ）至1KHZ 左右，常用的频率多为工频。相对加热深度最深，加热厚度最大，约10-20mm;。主要用于对大工件的整体加热、退火、回火和表面淬火等。 2） 中频感应加热方式 频率范围：一般1KHZ至20KHZ左右，典型值是8KHZ左右。加热深度、厚度约3-10mm。多用于较大工件，大直径轴类，大直径厚壁管材，大模数齿轮等工件的加热、退火、回火、调质和表面淬火及较小直径的棒材红冲、煅压等。 3） 超音频感应加热方式 频率范围：一般20KHZ至40KHZ左右（因为音频频率为20HZ至20KHZ，所以称它为超音频）。加热深度、厚度，约2-3mm。多用于中等直径的工件深层加热、退火、回火、调质，较大直径的薄壁管材加热、焊接、热装配，中等齿轮淬火等。 4） 高频感应加热方式 频率范围：一般40KHZ至200KHZ左右，常用40KHZ至80KHZ。加热深度、厚度，约1-2mm。多用于小型工件的深层加热、红冲、煅压、退火、回火、调质，表面淬火，中等直径的管材加热和焊接、热装配，小齿轮淬火等。 5） 超高频感应加热方式 频率相对最高，频率范围：一般200KHZ以上，可高达几十MHZ。加热深度、厚度最小，约0.1-1mm。多用于局部的极小部位或极细的棒材淬火、焊接，小型工件的表面淬火等。 感应式加热的主要优点和缺点： 1）无需整体加热，可有选择性地进行局部加热，因而工件变形小，电能消耗少。 2）加热速度快，工件表面氧化和脱碳都比较轻，大多数被加工件无须进行气体保护。 3）可根据需要通过调整设备的工作频率和功率，对表面淬硬层进行控制。从而使淬硬层的 马氏体组织较细，硬度、强度、韧性都较高。 4）经感应加热方式热处理后的工件，表面硬层下有较厚的韧性区域，具有较好的压缩内应 力，使工件在抗疲劳和破断能力都更高。 5）加热设备便于安装在生产线上，易于实现机械化和自动化，便于管理，可有效地减少运输，节约人力，提高生产效率。 6）一机多用。即可完成淬火、退火、回火、正火、调质等热处理工艺，又可完成焊接、熔炼、热装配、热拆卸及透热成形等工作。 7）使用方便、操作简单、可随时开启或停止。且无须预热。 8）即可手动操作，也可半自动和全自动操作；即可长时间地连继工作，亦可即用即停随机使用。有利于设备在供电低谷电价优惠期的使用。 9）电能利用率高，环保节能，安全可靠，工人工作条件好，国家提倡。 虽然，它也存在着一些缺点。例如，设备比较复杂，一次投入的成本相对较高，感应部件（感应圈）互换性和适应性较差，不宜于在一些形状复杂的工件上应用等。但它的综合指标好，优点明显多于缺点。所以，感应式加热是目前金属加工的一种主要工艺。是取代煤炭加热、油料加热、燃气加热，以及电炉加热、电烘箱加热等加热方式的理想选择。 感应加热设备的选择 如何选择、选用感应加热设备呢？主要要从几个方面考虑： 1） 被加热的工件形状和尺寸 工件大、棒料、实材，应选用相对功率大，频率低的感应加热设备；工件小、管材、板材、齿轮等，则选用相对功率小，频率高的感应加热设备。 2） 需要加热的深度和面积 加热深度深，面积大，整体加热，应选用功率大，频率低的感应加热设备；加热深度浅，面积小，局部加热，选用相对功率小，频率高的感应加热设备。 3） 所需的加热速度 需要的加热速度快，应选用功率相对较大，频率相对较高的感应加热设备。 4）设备的连继工作时间 连续工作时间长，相对选用功率略大的感应加热设备。 5）感应部件与设备的连线距离 连线长，甚至需要使用水冷电缆连接，应相对选用功率较大的感应加热设备。 6）工艺要求 一般来说，淬火、焊接等工艺，相对可以功率选小一些，频率选高一些；退火、回火等工艺，相对功率选大一些，频率选低一些；红冲、热煅、熔炼等，需要透热效果好的工艺，则功率应选得更大，频率选得更低。 7）工件的材料 金属材料中熔点高的相对选用功率大一些，熔点低的相对选用功率小一些；电阻率小的选用功率大一些，电阻率大的选用功率小一些。等等。 以上这些基本知识，必须综合分析和应用，才能用的好，用的巧，用的自如。这不但是每个感应加热设备的专业技术人员必须掌握的，也需要使用者、欲用者尽量了解和掌握的。 技术咨询电话Q；645579902 电邮； 待续。常用的各种金属材料的熔点、电阻率及针对性的加热措施和技术手段；各种感应加热设备的电路特点和差别，如何提高感应加热设备的可靠性；感应部件的结构与效率及制作；感应加热设备的发展走向等。 欢迎转载，请表明出处！ 吕健简介：男，48岁，电子技术是其一生的爱好，一世的追求。受到军地双方教育，从事电子科研、教学和应用工作三十余年。培养电子技术人员三千多名。在高频感应加热技术行业中，有很好的知名度。在全国几十次的展会上，成功地为参展人员