什么是感應(yīng)加熱？

發(fā)布時間：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，可靠的過程強化金屬發(fā)動機零部件迫切要求戰(zhàn)時。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。

是什么讓這個采暖方式如此獨特？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)，用于一個特定的應(yīng)用程序的效率取決于幾個因素：部分本身的特性，電感器的設(shè)計，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：

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)電材料通常可以通過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 - 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間來加熱。隨著溫度的升高電阻率，所以非常炎熱一塊鋼會更容易接受感應(yīng)加熱比感冒片。

電感設(shè)計

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開發(fā)電感內(nèi)。所以電感設(shè)計是整個系統(tǒng)中最重要的方面之一。一個設(shè)計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。作為一個經(jīng)驗法則，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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