高频感应加热机原理介绍
感应加热电源主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交-直-交的变流器,将工频交流电能变换成为几千至几百千赫兹的中频或高频电能。谐振单元和变压器一端连接逆变器,另一端连接感应器,将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。加热时,感应器中流过强大的高频电流,在导体内产生感应电流,因此导体迅速被加热。感应加热电源的谐振频率根据被加热对象和工艺的不同而不同,一般从一千至几十千赫兹最为常用。
高频感应加热机基本工作原理:将工件放入感应器(线圈)内,当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流。感应电流在工件截面上的分布很不均匀,工件表层电流密度很高,向内逐渐减小, 这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能,使表层的温度升高,即实现表面加热。电流频率越高,工件表层与内部的电流密度差则越大,加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却,即可实现表面淬火。
电源设备的选择与工件要求的加热层深度有关。加热层深的工件,应使用电流频率较低的电源设备;加热层浅的工件,应使用电流频率较高的电源设备。选择电源设备的另一条件是设备功率。加热表面面积增大,需要的电源功率相应加大。当加热表面面积过大时或电源功率不足时,可采用连续加热的方法,使工件和感应器相对移动,前边加热,后边冷却。但最好还是对整个加热表面一次加热。这样可以利用工件心部余热使淬硬的表层回火,从而使工艺简化,还可节约电能。
感应加热淬火机床的主要作用是使工件定位并进行必要的运动。此外还应附有提供淬火介质的装置。淬火机床可分为标准机床和专用机床,前者适用于一般工件,后者适用于大量生产的复杂工件。
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