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中频和高频电磁感应加热的各种应用范围例举说明
作者: 发布日期:2019-03-05
         电磁感应加热也可以称之为高频,中频电磁感应加热,可以针对一些金属工件在某个特定的部位进行局部加热,还可以应用在金属工件的表面层淬火、熔融、硬焊、钎焊铜焊或银焊,以及加热一个金属工件来和其它金属工件进行热配合。铁和钢由于其含铁磁性材料的特点,对电磁感应加热有最好的响应,不过所有的金属材料一定会因为电磁感应加热而形成磁场产生涡流,而磁性材料则会形成涡流滞留现象。中频和高频电磁感应加热已被用于加热液态的电导体(比如熔化的金属材料)及等离子的电导体(比如说感应等离子技术)。电磁感应加热还可以用于加热石墨坩埚(其中置放别的原材料),普遍的在半导体材料制造业中加温硅或者其它半导体材料。国家电网工作频率(50/60Hz)电磁感应加热因为不用超额的逆变电源产生其它工作频率的交流电,常见在很多成本低的工业生产应用领域中。
电磁感应加热频率分为高频和中频
        首先我们来介绍一下电磁感应加热的一个应用,也就是中频感应加热熔炼,常见设备是中频感应熔炉,是用电磁感应加热的方式来熔融金属材料。在金属材料溶化后,高频率的磁场涡流还可以自动搅拌金属材料液体,如若制作其它金属合金时还可以保证加入的金属材料和原金属材料充份混和。多数的中频感应加热电炉包含1个水冷的铜管线圈,外层包着多一层耐高温原材料。中频感应加热电炉比反射炉及高炉要绿色环保,在融化金属材料时,早已替代这两种生产方式,称得上现代化加工厂常见的节能环保生产方式。可加热金属材料的量从一千克到数百公吨不一。在运作时,中频感应加热电炉多半会有低频率的嗡嗡响,大体上工作频率而变。同时中频感应加热还可以热处理的金属材料包含铁及钢、铜、铝及有色金属。由于中频感应加热电炉是非接触式的生产制程,还可以用在真空或者在惰性气体的环境中。一些特有的钢或者合金钢在空气中加热会氧化作用,这种合金钢或钢就可以用真空电炉来生产制造。
中频电磁感应加热电炉原理图
        第二种应用高频电磁感应加热焊接,与中频感应加热电炉相近,但是规模较小的生产加工方式。若塑胶材料中添加了铁磁性材料的颗粒物(原材料中磁滞的性能在感应式时生热)或金属材料颗粒物,也可以用高频电磁感应加热的方式来进行焊接。管材的缝隙还可以用高频电磁感应加热的方法焊接。在缝隙周边导入的瞬时电流电加热原材料,最终形成可以焊接的高溫。此刻空隙两边的原材料会承受力相互之间靠近,电焊焊接裂缝。电流量也能用电刷传导电流到管材中,但结论是相同的,缝隙附件的原材料加热而焊接。
        在感应式电磁炉中,电磁线圈加热锅具中铁质底部,铜、铝或其它非铁原材料的锅具则不可相互配合电磁炉运用。电磁炉加热时,锅具底部的热会由热传导方式传输到食材中。电磁炉的益处高效率、安全系数及速度。电磁炉有移动式的,也有固定式的。
        电磁感应加热应用在食品类及制药业中的封口也是一种重要的应用。在瓶子或罐子的开口处放了一片铝箔,用感应加热的方式进行加热,使其和器皿密合。这就产生1个避免口罩中內容物被更改或可以对食物进行真空的封口,想要修改內容物须要毁坏铝箔。这样对药品的内容物是一种保护,对食品也是一种保护作用。
感应加热的应用
        高频感应加热用于工件组装时的热配合,将某个零部件加热,便于和其它零部件組合。轴承通常是用此方式,以国家电网工作频率(50/60Hz)加热,感应时有一个原材料为层叠钢的变压器型芯穿过轴承中心。
        高频感应加热常见在金属产品的调质热处理,最为常见的应用是钢件的感应硬化也称为淬火,不仅相结合金属产品所做的硬焊及软钎焊,及其钢件中要软化部件的退火工艺。电磁感应加热可以形成高的功率密度,还可以在短的接触时间内达到需求的温度,可以调节磁场来精确调节要加热的部位,降低热变形及受损。根据上述的调质处理可以用于作局部性硬化,产生有不一样性质的零部件。普遍的硬化应用是产生一块局部性硬化耐蚀的区域,但又可以保持其它部分的韧性。可以调整感应式工作频率、功率密度及接触时间来调整感应硬化的深度。此制程在灵活性上有受到限制,因此在一些应用中需要制作特别的电感线圈,通常都偏贵,并且需用在小的芯线功率电感中产生大的电流密度,需要独特的工程设计及copper-fitting。
       电磁感应加热也可应用到塑胶加工工艺中。比如在塑胶材料的射出机中,电磁感应加热提升射出及挤出注塑成型的绿色能源高效率。热直接在机器设备內部形成,减少暖机时间以及能量消耗。电磁线圈可以放在隔热层的外部,因此可以在较低温下工作,延长寿命。工作频率一般由30kHz到5kHz之间,若机器越薄,工作频率越低。感应加热也可以用在模具中,提供更平均的注塑模具温度,产品的品质也可以提高。

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