感应加热的物理过程简介

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：感应加热开始时，工件处于室温，电流透入深度很小，仅在此薄层内进行加热。与此同时，由于热传导的作用，热量向工件内部传递，加热层厚度增厚，这时工件内部的加热和普通加热相同，称为传导式加热。图4-20高频加热时工件表面涡流密度与温度的变化透入式加热较传导式加热有以下特点。加热迅速，热损失小，热效率较大。

感应加热开始时，工件处于室温，电流透入深度很小，仅在此薄层内进行加热。电流及温度分布如图4-20所示的“冷态”。随着时间的延长，表面温度升高，薄层有一定深度，且温度超过磁性转变点A2温度(或转变成奥氏体)时，此薄层变为顺磁体，磁导率μ值急剧下降，交变电流产生的磁力线移向与之毗连的内侧铁磁体处，涡流移向内侧铁磁体处，如图4-20所示的“过渡态”。由于表面电流密度下降，而在紧靠顺磁体层的铁磁体处，电流密度剧增，此处迅速被加热，温度也很快升高。此时工件截面内最大密度的涡流由表面向心部逐渐推移，同时自表面向心部依次加热，这种加热方式称为透入式加热。当变成顺磁体的高温层的厚度超过热态电流进入的深度后，涡流不再向内部推移，而按着热态特性分布，继续加热时，电能只在热态电流透入层范围内变成热量，此层的温度继续升高，如图4-20中所示的“热态”。与此同时，由于热传导的作用，热量向工件内部传递，加热层厚度增厚，这时工件内部的加热和普通加热相同，称为传导式加热。

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图4-20　高频加热时工件表面涡流密度与温度的变化

透入式加热较传导式加热有以下特点。

(1)表面的温度超过磁性转变点A2点以后，表层的加热速度变慢，因而表面不易产生过热，而传导式加热，表面持续加热，容易过热。

(2)加热迅速，热损失小，热效率较大。

(3)热量分布较陡，淬火后过渡层较窄，使表面压应力提高，有助于提高工件表面的疲劳强度。

感应加热的物理过程简介

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