전자기 유도 이론은 성숙하고 유도 가열은 가열 방법, 특히 표면 열처리에서 널리 사용되어 왔으며 간단한 공정, 작은 변형, 고효율, 에너지 절약 및 환경 보호의 장점이 있으며 공정 자동화를 실현하기 쉽습니다. , 경화층의 우수한 성능 등. 산업 기술의 지속적인 발전으로 유도 가열도 점점 더 화려합니다.
유도 가열 장비는 자체 주파수 범위와 화력 밀도를 갖는 전원 주파수에 따라 전원 주파수, 중간 주파수, 초 가청 주파수 및 고주파로 나눌 수 있습니다.
유도 가열은 주로 전자기 유도, "피부 효과" 및 열 전도의 세 가지 기본 원칙을 기반으로 합니다.
교류 전류가 도체를 통과하면 형성된 교류 자기장의 작용으로 도체에 유도 기전력이 생성됩니다. 중심에 가까울수록 유도 기전력이 클수록 도체의 전류는 표층으로 향하는 경향이 있고 전류의 세기는 그림 1과 같이 표면에서 중심으로 기하급수적으로 감소한다. 이 현상은 교류의 피부 효과로 알려져 있습니다.
전력 기전력과 자기 유도 기전력의 작용으로 도체 표면의 외부에 동방향 전류계의 최대 자기장 세기가 발생하고 역전류계의 최대 자기장 세기가 발생한다. 도체 표면의 내부에 근접 효과입니다.
근접 효과는 중앙 가열을 위해 처리된 부품의 표면에서 센서의 적절한 모양을 선택하는 데 사용할 수 있으므로 센서 너비의 전류 농도가 면적과 거의 동일합니다.
도체 사이의 거리가 가까울수록 근접 효과가 더 강해집니다.
유도 코일에 흐르는 전류가 내면에 집중되는 현상을 링 효과라고 합니다. 환상 효과는 유도 코일 AC 전류 자기장의 작용으로 인한 외부 표면 자체 유도 기전력의 증가 결과입니다.
외부 표면을 가열하면 환상 효과가 유리하지만 평면과 내부 구멍을 가열하면 인덕터의 전기 효율이 크게 감소합니다. 평면 및 내부 구멍 센서의 효율성을 개선하기 위해 자기장 강도 분포를 변경하도록 자기 가이드를 설정하여 부품을 가열해야 하는 표면으로 전류를 강제합니다. 자기 전도체는 반대 방향으로 전류를 구동하는 기능을 가지고 있습니다.
표면 효과, 근접 효과 및 링 효과는 교류 주파수가 증가함에 따라 증가합니다. 또한 도체 단면적의 증가, 두 도체 사이의 공간 감소, 링 반경의 감소에 따라 근접 효과와 링 효과가 증가합니다.
자기장 세기 분포 방정식에서 얻을 수 있습니다.
자기장 강도 분포의 기본 방정식은 와전류 강도가 표면 거리에 따라 기하급수적으로 변한다는 것을 보여줍니다. 소용돌이는 표층에 고도로 집중되어 있으며 거리가 멀어질수록 급격히 감소합니다. 엔지니어링 응용 프로그램에서 Ix는 로 표현되는 전류 침투 깊이로 표면의 1/e(e=2.718)로 떨어지는 것으로 지정됩니다. 단위가 Ω rho, cm인 경우 delta(mm)용 under type 사용 가능
와류에 의해 발생하는 열은 와류의 제곱에 비례하므로(Q=0.24I0 Rt), 와류보다 표면에서 중심으로의 열이 더 빨리 떨어집니다. 계산에 따르면 열의 86.5%가 델타 라멜라에서 발생하는 반면 델타 라멜라 외부에서는 소용돌이가 발생하지 않습니다. 위의 조항은 충분히 정확하게 적용되었습니다.
가열 과정에서 온도 상승과 함께 증가하는 강재 저항률 rho (800-900 ℃ 범위 내에서 다양한 강철의 저항률은 기본 동일, 약 10 e - 4 (Ω, cm); 투자율은 기본적으로 소실점 이하에서는 변화가 없으나(그 값은 강도와 관련됨), 소실점에 도달하면 갑자기 진공 투자율 =1로 떨어지므로 온도가 소실점에 도달하면 소용돌이가 크게 증가합니다. 자기장의 손실을 초과하는 와류 침투의 깊이를 "열 침투 깊이"라고합니다.자기 점의 손실 미만을 "콜드 와류 침투 깊이"라고합니다.
인덕터가 고주파 전류를 인가하기 전과 공작물 온도가 상승하기 시작하는 순간의 냉각 상태 특성에 따라 공작물 표면에서 깊이까지의 와전류 강도 변화가 분포합니다. 표면에 자기 손실점을 초과하는 얇은 층이 있으면 얇은 층에 인접한 내부 접합부에서 와전류 강도가 갑자기 변하여 공작물 가열층이 두 개의 층으로 분할됩니다. 외층의 와전류 세기는 크게 감소하였고, 최대 와전류 세기는 두 층의 접합부에서 나타났다. 결과적으로 고온 표면의 가열 속도가 급격히 감소하고 접합부의 온도가 가속되어 빠르게 내부로 이동합니다.
와전류에 의존하여 내부로 지속적으로 "계단"하는 이 전기 가열 방법은 유도 가열에 고유합니다. 급속 가열 조건에서 부품에 큰 힘을 가해도 표면이 과열되지 않습니다.
고온층의 두께가 자성을 잃는 경우 뜨거운 와전류의 침투 깊이를 초과하면 가열층의 깊이는 주로 열전도에 의해 증가하며 가열 과정 및 단면에 따른 온도 분포 특성은 기본적으로 동일 외부 열원과 동일하므로 난방 효율이 훨씬 낮습니다.
표면을 특정 깊이로 가열할 때 와전류 "투과성 가열"을 찾아야 합니다. 이를 위해서는 현재 주파수를 올바르게 선택해야 하며 선택한 가열 속도는 가능한 한 최단 시간에 지정된 가열 깊이에 도달할 수 있어야 합니다.
