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感應(yīng)加熱的性能與特點
與傳統(tǒng)的加熱方式(如火焰式加熱)相比,感應(yīng)加熱具有如下的一些性能特點:具有精確的加熱深度和加熱區(qū)域,并易于控制;易于實現(xiàn)高功率密集,加熱速度快,效率高,能耗??;加熱溫度高,加熱溫度易于控制;加熱溫度由工件表面向內(nèi)部傳導(dǎo)或滲透;采用非接觸式加熱方式,在加熱過程中不易摻入雜質(zhì);工件材料燒損小,氧化皮生成少。
原理
感應(yīng)加熱方式是通過感應(yīng)線圈把電能傳遞給被加熱的金屬工件,然后電能再在金屬工件內(nèi)部轉(zhuǎn)化為熱能,感應(yīng)線圈與金屬工件并非直接接觸,能量是通過電磁感應(yīng)傳遞的,因而,我們把這種加熱方式稱為感應(yīng)加熱。
感應(yīng)加熱所遵循的主要原理是:電磁感應(yīng)、集膚效應(yīng)、熱傳導(dǎo)。為了將金屬工件加熱到一定的溫度,要求工件中的感應(yīng)電流盡可能地大,增加感應(yīng)線圈中的電流,可以增加金屬工件中的交變磁通,進而增加工件中的感應(yīng)電流。增加工件中感應(yīng)電流的另一個有效途徑是提高感應(yīng)線圈中電流的頻率,由于工件中的頻率越高,磁通的變化就越快,感應(yīng)電勢就越大,工件中的感應(yīng)電流也就越大。對同樣的加熱效果,頻率越高,感應(yīng)線圈中的電流就可以小一些,這樣可以減少線圈中的功率損耗,提高設(shè)備的電效率。
在感應(yīng)加熱過程中金屬工件內(nèi)部各點的溫度是在不斷發(fā)生變化的,感應(yīng)加熱的功率越大,加熱時間越短,金屬工件表面溫度就越高,工件中心部位的溫度就越低。如果感應(yīng)加熱時間長,金屬工件表面和中心的溫度通過熱傳導(dǎo)而趨于均勻。
感應(yīng)加熱設(shè)備的選用是根據(jù)被加熱工件的工藝要求和尺寸大小來決定的。根據(jù)被加熱工件的材質(zhì)、大小以及加熱區(qū)域、加熱深度、加熱溫度、加熱時間等工藝要求,進行綜合計算與分析,來確定感應(yīng)加熱設(shè)備的功率、頻率和感應(yīng)線圈等技術(shù)參數(shù)。
柔性陶瓷電加熱
柔性陶瓷電加熱設(shè)備是由柔性陶瓷電加熱及其溫度測量和控制設(shè)備組成,其是利用電能激發(fā)輻射能并進行加熱的裝置。當(dāng)柔性陶瓷電加熱器的陶瓷件材料(含涂料)具有高的遠紅外輻射性能、可充分發(fā)揮輻射加熱的特點時稱為遠紅外電加熱器。
柔性陶瓷片電阻加熱,它的原理是利用遠紅外輻射方式加熱。用這種方法進行厚壁管的熱處理時,熱源先從加熱元件向管子外壁輻射傳熱再從外壁表面向內(nèi)壁傳導(dǎo)熱量,由于管道長度方向的熱傳遞散熱,使得內(nèi)外壁產(chǎn)生較大的溫差。管子徑向遠離加熱源中心的部位(焊縫根部)的溫度與管子表面溫度相差較大。
如在對規(guī)格為420×70mm,長度為680mm的P22管子進行的內(nèi)外壁溫差的熱處理過程中,以柔性陶瓷加熱器進行加熱,加熱溫度770℃,保溫4h,加熱寬度500mm。結(jié)果發(fā)現(xiàn),平焊位置內(nèi)外壁溫差為50℃,仰焊位置溫差內(nèi)外壁為30℃,這么大的內(nèi)外壁溫差很難保證鋼熱處理根部溫度達到工藝要求。
電磁感應(yīng)加熱不同于柔性陶瓷加熱元件(熱源中心在管壁外部,完全是輻射熱)。感應(yīng)加熱其熱源中心是在管壁內(nèi)部,溫度梯度小,熱區(qū)域在工件表面下方,熱量能在金屬內(nèi)部快速傳遞,有效地將熱量向壁厚方向更深處傳遞,使內(nèi)外壁溫度的趨向均勻。
不同頻率的電流在鋼中的透入深度是不同的,頻率越高電流透入深度越淺,頻率越低透入深度越深。尤其是電流熱態(tài)透入深度,直接影響工件的加熱效率和淬火效果。可以利用公式計算出高中頻設(shè)備在加熱鋼制工件時的電流熱態(tài)透入深度。
由于焊縫的形狀所限,局部加熱焊縫,只能采用平面加熱感應(yīng)器,此時有效圈上產(chǎn)生的是橫向磁場,即磁力線與加熱表面相垂直。采用橫向磁場時,鋼板厚度與熱狀態(tài)(800℃)下的電流透入深度之比小于3.5時,感應(yīng)器的電效率仍然是高的,(當(dāng)采用圓形感應(yīng)器加熱圓棒或板坯時,板厚>3.5時,感應(yīng)器電效率才能高)。
感應(yīng)器設(shè)計
焊縫感應(yīng)器一般采用平面加熱感應(yīng)器,其結(jié)構(gòu)形式有三種:
(1)、返回式(Split return type),有效部分是中間段A,兩個并聯(lián)分支B與C是電流返回支路,可以設(shè)計在A段的上或下部。
(2)、回線式(Loop type),是矩形管結(jié)構(gòu),有效部分裝上導(dǎo)磁體上、下銅管截面相同。
(3)、寬背回線式。其返回支路導(dǎo)管截面大大加寬,因此,感應(yīng)器損耗減少。 產(chǎn)品應(yīng)用于感應(yīng)釬焊、感應(yīng)淬火、感應(yīng)熱裝卸、感應(yīng)熱矯正、感應(yīng)回火/退火、管道加熱、熱處理等多個領(lǐng)域,我們更專注細節(jié),用世界領(lǐng)先的技術(shù),一流的品質(zhì),完善的服務(wù),精細的工藝可以為客戶提供感應(yīng)加熱的整套解決方案,為您解決工業(yè)加熱難題。
與傳統(tǒng)的加熱方式(如火焰式加熱)相比,感應(yīng)加熱具有如下的一些性能特點:具有精確的加熱深度和加熱區(qū)域,并易于控制;易于實現(xiàn)高功率密集,加熱速度快,效率高,能耗??;加熱溫度高,加熱溫度易于控制;加熱溫度由工件表面向內(nèi)部傳導(dǎo)或滲透;采用非接觸式加熱方式,在加熱過程中不易摻入雜質(zhì);工件材料燒損小,氧化皮生成少。
原理
感應(yīng)加熱方式是通過感應(yīng)線圈把電能傳遞給被加熱的金屬工件,然后電能再在金屬工件內(nèi)部轉(zhuǎn)化為熱能,感應(yīng)線圈與金屬工件并非直接接觸,能量是通過電磁感應(yīng)傳遞的,因而,我們把這種加熱方式稱為感應(yīng)加熱。
感應(yīng)加熱所遵循的主要原理是:電磁感應(yīng)、集膚效應(yīng)、熱傳導(dǎo)。為了將金屬工件加熱到一定的溫度,要求工件中的感應(yīng)電流盡可能地大,增加感應(yīng)線圈中的電流,可以增加金屬工件中的交變磁通,進而增加工件中的感應(yīng)電流。增加工件中感應(yīng)電流的另一個有效途徑是提高感應(yīng)線圈中電流的頻率,由于工件中的頻率越高,磁通的變化就越快,感應(yīng)電勢就越大,工件中的感應(yīng)電流也就越大。對同樣的加熱效果,頻率越高,感應(yīng)線圈中的電流就可以小一些,這樣可以減少線圈中的功率損耗,提高設(shè)備的電效率。
在感應(yīng)加熱過程中金屬工件內(nèi)部各點的溫度是在不斷發(fā)生變化的,感應(yīng)加熱的功率越大,加熱時間越短,金屬工件表面溫度就越高,工件中心部位的溫度就越低。如果感應(yīng)加熱時間長,金屬工件表面和中心的溫度通過熱傳導(dǎo)而趨于均勻。
感應(yīng)加熱設(shè)備的選用是根據(jù)被加熱工件的工藝要求和尺寸大小來決定的。根據(jù)被加熱工件的材質(zhì)、大小以及加熱區(qū)域、加熱深度、加熱溫度、加熱時間等工藝要求,進行綜合計算與分析,來確定感應(yīng)加熱設(shè)備的功率、頻率和感應(yīng)線圈等技術(shù)參數(shù)。
柔性陶瓷電加熱
柔性陶瓷電加熱設(shè)備是由柔性陶瓷電加熱及其溫度測量和控制設(shè)備組成,其是利用電能激發(fā)輻射能并進行加熱的裝置。當(dāng)柔性陶瓷電加熱器的陶瓷件材料(含涂料)具有高的遠紅外輻射性能、可充分發(fā)揮輻射加熱的特點時稱為遠紅外電加熱器。
柔性陶瓷片電阻加熱,它的原理是利用遠紅外輻射方式加熱。用這種方法進行厚壁管的熱處理時,熱源先從加熱元件向管子外壁輻射傳熱再從外壁表面向內(nèi)壁傳導(dǎo)熱量,由于管道長度方向的熱傳遞散熱,使得內(nèi)外壁產(chǎn)生較大的溫差。管子徑向遠離加熱源中心的部位(焊縫根部)的溫度與管子表面溫度相差較大。
如在對規(guī)格為420×70mm,長度為680mm的P22管子進行的內(nèi)外壁溫差的熱處理過程中,以柔性陶瓷加熱器進行加熱,加熱溫度770℃,保溫4h,加熱寬度500mm。結(jié)果發(fā)現(xiàn),平焊位置內(nèi)外壁溫差為50℃,仰焊位置溫差內(nèi)外壁為30℃,這么大的內(nèi)外壁溫差很難保證鋼熱處理根部溫度達到工藝要求。
電磁感應(yīng)加熱不同于柔性陶瓷加熱元件(熱源中心在管壁外部,完全是輻射熱)。感應(yīng)加熱其熱源中心是在管壁內(nèi)部,溫度梯度小,熱區(qū)域在工件表面下方,熱量能在金屬內(nèi)部快速傳遞,有效地將熱量向壁厚方向更深處傳遞,使內(nèi)外壁溫度的趨向均勻。
不同頻率的電流在鋼中的透入深度是不同的,頻率越高電流透入深度越淺,頻率越低透入深度越深。尤其是電流熱態(tài)透入深度,直接影響工件的加熱效率和淬火效果。可以利用公式計算出高中頻設(shè)備在加熱鋼制工件時的電流熱態(tài)透入深度。
由于焊縫的形狀所限,局部加熱焊縫,只能采用平面加熱感應(yīng)器,此時有效圈上產(chǎn)生的是橫向磁場,即磁力線與加熱表面相垂直。采用橫向磁場時,鋼板厚度與熱狀態(tài)(800℃)下的電流透入深度之比小于3.5時,感應(yīng)器的電效率仍然是高的,(當(dāng)采用圓形感應(yīng)器加熱圓棒或板坯時,板厚>3.5時,感應(yīng)器電效率才能高)。
感應(yīng)器設(shè)計
焊縫感應(yīng)器一般采用平面加熱感應(yīng)器,其結(jié)構(gòu)形式有三種:
(1)、返回式(Split return type),有效部分是中間段A,兩個并聯(lián)分支B與C是電流返回支路,可以設(shè)計在A段的上或下部。
(2)、回線式(Loop type),是矩形管結(jié)構(gòu),有效部分裝上導(dǎo)磁體上、下銅管截面相同。
(3)、寬背回線式。其返回支路導(dǎo)管截面大大加寬,因此,感應(yīng)器損耗減少。 產(chǎn)品應(yīng)用于感應(yīng)釬焊、感應(yīng)淬火、感應(yīng)熱裝卸、感應(yīng)熱矯正、感應(yīng)回火/退火、管道加熱、熱處理等多個領(lǐng)域,我們更專注細節(jié),用世界領(lǐng)先的技術(shù),一流的品質(zhì),完善的服務(wù),精細的工藝可以為客戶提供感應(yīng)加熱的整套解決方案,為您解決工業(yè)加熱難題。