高频电源又称电子管变频装置,是高频感应炉的关键装备。高频电源及感应加热技术对金属材料加热效率最高、速度最快,且低耗能又环保的装置。

什么是高频电源

 

什么是高频电源

 

高频电源广泛应用于各行各业对金属材料的热加工、热处理、热装配及焊接、熔炼等工艺中。它不但可以对工件整体加热,还能对工件局部的针对性加热;可实现工件的深层透热,也可只对其表面、表层集中加热;不但可对金属材料直接加热,也可对非金属材料进行间接式加热。等等。因此,感应加热技术必将在各行各业中应用越来越广泛。

 

高频电源原理

 

高频电源原理

 

将工件放入感应器(线圈)内,当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流——涡流。感应电流在工件截面上的分布很不均匀,工件表层电流密度很高,向内逐渐减小, 这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能,使表层的温度升高,即实现表面加热。电流频率越高,工件表层与内部的电流密度差则越大,加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却,即可实现表面淬火。

 

根据交变电流的频率高低,可将感应加热热处理分为超高频、高频、超音频、中频、工频 5 类。①超高频感应加热热处理所用的电流频率高达 27 兆赫,加热层极薄,仅约 0.15 毫米,可用于圆盘锯等形状复杂工件的薄层表面淬火。②高频感应加热热处理所用的电流频率通常为 200~300 千赫,加热层深度为 0.5~2 毫米,可用于齿轮、汽缸套、凸轮、轴等零件的表面淬火。③超音频感应加热热处理所用的电流频率一般为 20~30 千赫,用超音频感应电流对小模数齿轮加热,加热层大致沿齿廓分布,粹火后使用性能较好。④中频感应加热热处理所用的电流频率一般为 2.5~10 千赫,加热层深度为 2~8 毫米,多用于大模数齿轮、直径较大的轴类和冷轧辊等工件的表面淬火。⑤工频感应加热热处理所用的电流频率为 50~60 赫,加热层深度为 10~15 毫米,可用于大型工件的表面淬火。

 

高频电源应用

感应加热广泛用于齿轮、轴、曲轴、凸轮、轧辊等工件的表面淬火,目的是提高这些工件的耐磨性和抗疲劳破断的能力。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用调质处理约提高 10 倍。感应加热表面淬火的工件材料一般为中碳钢。为适应某些工件的特殊需要,已研制出供感应加热表面淬火专用的低淬透性钢。高碳钢和铸铁制造的工件也可采用感应加热表面淬火。淬冷介质常用水或高分子聚合物水溶液