
感应电磁感应加热,简称感应加热,是一种加热金属材料等导体材料的方法。主要用于金属热加工、热处理、焊接和熔化。顾名思义,感应加热是利用电磁感应在被加热的物质中产生电流,通过这些涡流的能量来达到加热的目的。感应系统的基本部件包括感应线圈、交流电源和工件。根据加热对象的不同,线圈可以做成不同的形状。并且流过线圈的交变电流产生穿过工件的交变磁场,使工件产生涡流进行加热。
感应加热的工作原理感应加热是利用电磁感应在被加热的物质中产生电流,利用这些涡流的能量来达到加热的目的。感应系统的基本部件包括感应线圈、交流电源和工件。根据加热对象的不同,线圈可以做成不同的形状。并且流过线圈的交变电流产生穿过工件的交变磁场,使工件产生涡流进行加热。简单来说就是产生交变电流,从而产生交变磁场,然后利用交变磁场产生涡流,达到加热的效果。
加热示意图法拉第的法律:
安培的法律:
其中包括:
左边的定律基本阐述了电磁感应的基本性质,趋肤效应:当交流电流过导体时,会在导体中产生感应电流(如图3所示),从而导致电流向导体表面扩散。即,导体表面的电流密度将大于中心的电流密度。这实际上减少了导体的导电截面,从而增加了导体的交流电阻,增加了损耗。项目中规定导体表面到导体表面电流密度1/e=0.368的距离为趋肤深度。
图3:涡流产生的示意图
以下公式可用于计算室温下铜的趋肤深度:
从上面可以看出,如果增加电流和频率,可以提高加热效果,也就是说加热对象升温很快。所以感应电源通常需要输出高频大电流。在工件表层产生高密度感应电流,快速加热至奥氏体状态,然后快速冷却获得马氏体组织的淬火方法,当一定频率的交流电通过感应线圈时,感应线圈内外会产生与电流变化频率相同的交变磁场。将金属工件放入感应线圈中,在磁场的作用下,工件中会产生与感应线圈频率相同、方向相反的感应电流。由于感应电流沿工件表面形成闭合回路,通常称为涡流。这种涡流将电能转化为热能,迅速加热工件表面。涡流主要分布在工件表面,几乎没有电流流过工件。这种现象被称为表面效应或趋肤效应。感应是利用趋肤效应,依靠电流热效应将工件表面快速加热到淬火温度。感应线圈是铜管做的,里面有冷却水。当工件表面在感应线圈中加热到一定温度时,立即喷水冷却,使表层获得马氏体组织。
对于铁磁性材料(如钢),涡流加热产生的热效应可以迅速提高零件的温度。钢是一种硬磁性材料,具有很大的剩磁。在交变磁场中,零件的磁极方向随着感应器磁场方向的变化而变化。在交变磁场的作用下,磁性分子会因磁场方向的快速变化而产生强烈的摩擦和热量,从而也对零件起到一定的加热作用,这就是磁滞热效应。这部分热量比涡旋加热的热效应要小得多。钢件的磁滞热效应只存在于磁感应强度以下









