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          金屬感應加熱爐加熱時的溫度分布

           
           
          日期:2016年06月07日  文章點擊數:
           
           

          感應加熱時電能通過金屬的透人層變為熱能,再依靠本身的熱傳導能力使熱能由高處向低 處傳遞,也就是由表E向中心傳遞,向中心傳遞過程中又不斷地主要以熱輻射的形式損失熱能。 熱加工工藝要求被加熱的工件坯料徑向和軸向(截面和長度)方向溫度有一定要求。

          1.徑向溫度

          徑向溫度的大小與輸人T件的表面功率密度(W/cm2)和被加熱材料的導熱系數有關,與頻 率和加熱時間有關,圖3-8-1〜圖3-8-4分別為不銹鋼(不導磁)、導磁鋼、鋁、銅4種材質的 溫度分布曲線。

          金屬感應加熱爐加熱時的溫度分布

          溫度低于居里點時,電流透入深度薄,表面溫度較心部溫度高很多, 起始階段功率和電流是下降的,這是因為鋼的電阻率隨溫度的增加而增加,而電流透人深度沒有 達到熱態時的電流透人深度,渦流流通路徑的截面小,電阻大為增加,所以在相同感應電勢下,電 流減少,功率也減少。隨著電流透入深度接近熱態的電流透入深度,渦流流通的面積增加,導致 流通路徑電阻減少,電流上升,功率也上升,直至到達功率的最大值,到達居里點時功率下降了, U=1渦流流通的電阻下降,電流上升,而電流透入深度保持在一個定值上,電流也就大致保持在一個穩定的值,而功率卻大大的下降,這時由于工件的失磁漏感增加,負栽功率因數CO#降低。

          對于導磁鋼,在冷態居里點溫度之前電流大一些,輸人功率也大一點,熱態(過居里點)電流 變小,功率變小,才能使鋼材加熱到所霱要溫度。從室溫(2(TC)加熱到居里點之前大約送入2/3 功率,占整個加熱時間的約1/3,過居里點之后大約為送入功率的1/3,卻約占整個加熱時間的 2/3。

          有色金屬和非導磁鋼不受居里點影響,工件升溫是逐漸進行,近乎線性變化,溫差恒定,只有 停電離開感應加熱爐之后表面降溫,心部升溫才能達到心表溫度之均衡。

          當然可以采用離開感應加熱爐之后 加保溫套。這種保溫套可以是保溫 材料構成,也可以是電阻爐構成,甚 至將整個加熱過程分成二大段,開始 輸入大功率加熱升溫,后一個階段采 取小功率的保溫。對于鋁合金的加 熱要特別注意感應加熱的特點,在感 應加熱過程中鋁的表層敢熱很快,在 表層下卻升溫很快,會造成表層下一 個局部過熱甚至熔化的金屬環,粗晶 環的形成,所以對鋁錠的感應加熱配 置的功率、頻率不宜太大、太高。

          對于工件大小和功率一定的情 況下,采用不同的頻率可以得到不同 升溫曲線,隨著時間的推移溫度升 高,溫差減少。

          不同直徑d應選擇不同的透人深度1選擇頻率甚高時渦流只在一個極其薄層中流通,工件發熱反而減少,心表溫度增大;當選擇頻率過低,外側面渦流在心部流向相反,這個被抵 消的因索是不能忽視的,會出現心部發黑的現象,通常界定實心圓棒料# = 3. 5為最佳值。鐵磁物質應以熱態時選擇合理的頻率。

           
             
           
           
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