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感应加热电源对金属材料加热效率、速度快,且低耗环保

时间:2022-09-08 18:03:18来源:网络整理

感应加热电源对金属材料效率高、加热速度快、低耗、环保。已广泛应用于各行各业金属材料的热加工、热处理、热装配及焊接、冶炼等工艺。感应加热电源由两部分组成,一部分是提供能量的交流电源,又称变频电源;另一部分是完成电磁感应能量转换的感应线圈,称为电感器。

感应加热功率逆变器主要包括并联逆变器和串联逆变器。串联逆变器的输出可等效为低阻抗电压源。当两个电压源并联时,幅值、相位和频率不同或有波动时,会引起很大的环流,使逆变装置的电流严重不均匀。因此,串联逆变器并联容量难以扩大;对于并联逆变器,在逆变器输入端的直流输入大电抗器可以作为并联逆变器之间的电流缓冲环节,使输入端的AG/DG或DG/DG环节有足够的时间来纠正偏差。直流电流,实现多机并联扩容,晶体管化超音频,高频电流多采用并联逆变结构。主要原因之一是并联逆变器易于模块化,容量大。

感应加热电源的负载对象多种多样,逆变器和负载是一个有机的整体。一般采用匹配变压器来连接电源和负载电感。绕组结构的材料正在进一步优化和改进。同时,从电路拓扑结构来看,可以用三个无源元件代替两个无源元件,取消变压器,实现高效低成本匹配。

感应加热电源晶闸管、三极管、电子管型均可在国内生产,晶闸管电源已生产应用多年。 IGBT电源因其更多的优势而被用户更多地使用。 IGBT电源电效率高,电压低,但价格较高,正在逐步取代电子管的高频电源。便携式小型高频电源以其低廉的价格和方便的特点在国内得到广泛应用,甚至进入国外市场。

退火是将工件加热到合适的温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后缓慢冷却(慢冷速度),目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或为组织进一步淬火做好准备。

使用感应加热代替气体或熔炉进行预热有几个优点。可直接进行热传导,将大大减少热量损失和能量损失,提高生产效率,提高产品质量。同时可以控制热量,可以降低焊接时的温度,从而降低冷却速度。此外,有利于降低冷裂和硬化的风险。使用感应加热,您不再需要面对炽热的火焰,从而改善了工作环境,减少了对冷却系统的需求,并降低了火灾风险。

感应加热设备的主要优点有:

①无需整体加热,工件变形小,耗电小。

②无污染。

③加热速度快,工件表面氧化脱碳较轻。

④表面硬化层可根据需要调整,易于控制。

⑤机械加工生产线上可安装感应加热设备,易于实现机械化、自动化,易于管理,可减少运输,节省人力,提高生产效率。

⑥淬硬层的马氏体组织更细,硬度、强度和韧性更高。

⑦表面淬火后,工件表层具有较大的压缩内应力,工件具有较高的抗疲劳和抗断裂能力。

感应热处理也有一些缺点。与火焰淬火相比,感应加热设备更为复杂,适应性较差,部分形状复杂的工件质量难以保证。

感应加热设备广泛用于齿轮、轴、曲轴、凸轮、轧辊等工件的表面淬火,以提高这些工件的耐磨性和抗疲劳性。汽车后半轴采用感应加热表面淬火,设计载荷下的疲劳循环次数比调质处理高10倍左右。感应加热表面淬火的工件材料一般为中碳钢。为了满足某些工件的特殊需要,研制了感应加热表面淬火用低淬透性钢。由高碳钢和铸铁制成的工件也可以通过感应加热进行表面硬化。淬火介质通常为水或高分子聚合物水溶液。

感应加热和热处理设备主要由电源设备、淬火机床和感应器组成。供电设备的主要功能是输出合适频率的交流电。高频电流电源设备有电子管高频发生器和晶闸管逆变器两种。中频电流供电设备是发电机组。一般供电设备只能输出一种频率的电流,有些设备可以改变电流频率,也可以直接使用50Hz工频电流进行感应加热。

高频感应加热电源设备的选择与工件所需的加热层深度有关。对于加热层较深的工件,应使用电流频率较低的电源装置;对于加热层较浅的工件,应选用电流频率较高的电源装置。选择电源设备的另一个标准是设备功率。受热面积增加,所需电源也相应增加。当受热面积过大或供电不足时,可采用连续加热方式,使工件与感应器相对运动,前加热后冷却。然而,整个加热表面仍然被加热。这样,可以利用工件芯部的余热对硬化后的表层进行回火处理,从而简化了工艺,节约了电能。感应淬火机床的主要功能是定位工件并进行必要的运动。此外,应附设提供淬火介质的装置。淬火机床可分为标准机床和专用机床管式加热炉结焦,前者适用于一般工件,后者适用于大批量生产的复杂工件。

在进行感应加热热处理时,为保证热处理质量,提高热效率,需要根据工件的形状和要求,设计制造结构合适的电感。常用的传感器有外表面加热传感器、内孔加热传感器、平面加热传感器、通用加热传感器、特殊加热传感器、单加热传感器、复合加热传感器、熔炉等。

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