高頻設備快速加熱的基本原理包括:快速加熱的物理原(yuán)理和(hé)快速加熱時的金屬學(xué)原(yuán)理兩部分。介紹如下:
1.高頻設備的物理原理
感應加熱是金屬快速加熱(rè)的方法之一。它能(néng)夠(gòu)使用很高的能流密度,使工件迅速加熱到熱處理或者透熱鍛(duàn)造溫度。這(zhè)種加熱方法具有(yǒu)很(hěn)高的熱能利用率,在工業身纏中得到比較廣泛地應用。
2.高頻淬火(huǒ)設備的基本電路與磁、電、熱能的轉化
高頻感應加(jiā)熱設備的基本電路由交流(liú)電源G、電容器C、感應線圈L和被(bèi)加(jiā)熱的鋼材M等部分組成。可以認為,它是一個(gè)由電感和電容組成的振蕩電路,加熱鋼材所消耗的(de)能量由交流電源進行(háng)補償。
被加熱的金(jīn)屬放置於感應線(xiàn)圈中,向線圈送入交流電流後,感應線(xiàn)圈內產生交變磁場。處於交變磁場(chǎng)中的金屬導體切(qiē)割磁力(lì)線,在金屬內部產生感應電流。感(gǎn)應電流在(zài)金屬內部流動,因(yīn)克服其電阻將電能轉化為熱能(néng),從而使金屬加熱。這就是磁、電、熱能的轉化過程,也就是感應加熱過程。
感應加熱整個過程包(bāo)括三次能量轉換:最初,由交(jiāo)變電源供給的電(diàn)能,通過感應線(xiàn)圈與(yǔ)電容器組成的回(huí)路轉變為(wéi)磁場能量;然後,磁力線切割金屬導體,產生感(gǎn)應電流而將磁(cí)場能量又轉(zhuǎn)化為(wéi)電能;最後,電能克服金屬內(nèi)部(bù)電阻又轉化(huà)為熱能,實(shí)現對金屬(shǔ)的加熱(rè)。由此(cǐ)可見(jiàn),在三次能量轉化過程中(zhōng)均會產生能量的損(sǔn)失(shī)。為了減少轉化過程中的能量損失,提(tí)高感應加熱係統的熱效率,應當對下列問題作深入的了解。
以(yǐ)下問題是鋼材感應加熱物理原理中的重要組成部分。
(1)電磁感應現象及其定律(lǜ);
(2)電流的(de)熱效應及其定律;
(3)感應(yīng)電流在金屬內部的分布特點;
(4)金屬內部(bù)傳導與溫度的均勻化;
(5)鋼材感應加(jiā)熱升溫過程的特點。