感应加热的原理(3页).doc

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1、-感应加热的原理（1）感应加热的原理 感应加热的原理就是遵循电磁感应、集肤效应、热传导三个基本原则。 感应加热用一个模拟的单匝短路次级线圈来说明。以援助体加热的方式为例，工件和感应器的组合可以看做事一台具有多匝初级线圈（感应器线圈）和单匝短路次级线圈（圆柱体工件）的变压器，初级线圈和次级线圈彼此间由较小的空气间隙隔开。通电时在工件内将产生频率相同、方向与感应器中相反的感应电流，即涡流。当电流频率较高时，由于表面效应的作用，使涡流集中在工件表面，产生“集肤效应”。 感应电流密度从加热工件的表面志中心是逐渐降低的，而电流的频率越高，降低的比率也越大。电流密度的这种降低率也取决于被加热材料的电阻率和

2、相对磁导率两个物理量。表示感应电流的分布随透入深度而变化以及控制电流分布的因素，电流密度大约降到表面电流密度值的三分之一处得深度即为“集肤深度”。 工程上规定，从表面到电流为I/e（e=2.718）处得深度为电流透入深度。 经计算证明：86.5%的热量产生于深度为的薄层内。 （2）感应加热的四个效应和导磁体的“驱流”作用 表面效应：当交变电流流过导体时，电流密度沿着导体截面的分布是不均匀的。 邻近效应：高频电流通过两个相邻导体时，若电流方向相反，电流从两导体的内侧流过；若电流方向相同，电流则从两导体的外侧流过。这这种现象称为邻近效应。 环流效应：高频电流流过环形导体时吗，最大电流密度分布在环形

3、导体的内侧，这种现象称为环流效应。 尖角效应：当感应器与工件之间的间隙相同时，工件的尖角处易集中磁感应线，而使感应电流密度过打，以致在工件的尖角处产生过烧，这种现象称为尖角效应。 导磁体的“驱流”作用：感应加热表面淬火时，环流消音使高频电流密集在感应器内侧，对工件外表面的加热不利。但对工件内孔加热时，感应器的效率低，为此，往往在感应器上放置导磁体，将电流“驱”向感应器的外侧，因此，导磁体的实质是改变磁感应线方向。 一般高频常用的导磁体为铁氧体。中频常用的导磁体为硅钢片或软铁状的导磁体。感应加热的优点是什么？表面淬火时强化金属材料表面的手段之一，凡能通过淬火进行强化的金属材料，原则上抖可以进行表

4、面淬火。经表面淬火的工件不仅提高了表面硬度、耐磨性，而且与经过适当预先热处理的心部组织相配合，可以获得良好的强韧性、高的疲劳强度。（1） 感应热处理是热处理工艺的发展方向。 表面淬火工艺时间短，可以实现数字化精确控制，工艺流程简单，可以完成淬火、回火工序，设备的机械化、自动化程度高，现代化的感应淬火设备已经安排在冷、热加工生产线或自动生产线中，因而有高的生产率等优点。 热处理淬火强化效果显著、热处理变形小、减少后续加工余量，达到节能降耗的效果。 （2）感应热处理是最节能的热处理方法 由于热处理感应设备的进步，感应热处理的节能效果明显，是最经济、最节能的热处理方法。我国某地区单项热处理工序能耗综

5、合测定结果。 （3）感应加热表面淬火的零件 淬火层能形成相当大的残余压应力，其最大值可达539784Mpa，实践证明，零件的疲劳强度与其表面压应力值有明显的对应关系，即压应力大，疲劳强度和疲劳寿命提高。现以解放牌汽车半轴为例，经调质处理的半轴表面残余压应力是245343Mpa,中频感应淬火的半轴表面残余压应力是343539Mpa，在扭矩7811kg。M作用下，前者的疲劳扭转寿命为（18.9642.3）104次，后者为（112300）104次，提高了67倍。前者的疲劳强度为162.68Mpa，后者为311.64Mpa，疲劳强度提高了92%，故在生产上应用极为广泛。 （4）感应热处理是清洁型热处理 由于淬火介质的发展，感应淬火加热可以不采用油类冷却介质，而使用水溶性介质淬火，以及清水淬火甚至风冷淬火，可以达到无油烟的环境。 （5）感应热处理可以实现局部热处理，替代盐浴炉局部淬火，减少污染，提高环境质量。-第 3 页感应加热的原理是什么？