Indukčné kalenie je proces kalenia, ktorý využíva tepelný efekt generovaný indukčným prúdom prechádzajúcim výkovkom na zahriatie povrchu a miestnej časti výkovku na kaliacu teplotu, po ktorej nasleduje rýchle ochladenie. Počas kalenia je výkovok umiestnený v medenom snímači polohy a pripojený k striedavému prúdu s pevnou frekvenciou na generovanie elektromagnetickej indukcie, ktorej výsledkom je indukovaný prúd na povrchu výkovku, ktorý je opačný ako prúd v indukčnej cievke. Uzavretá slučka vytvorená týmto indukovaným prúdom pozdĺž povrchu výkovku sa nazýva vírivý prúd. Pôsobením vírivého prúdu a odporu samotného výkovku sa elektrická energia na povrchu výkovku premení na tepelnú energiu, čo spôsobí rýchle zahriatie povrchu až po kaliaci prepad, po ktorom je výkovok okamžite a rýchlo ochladený, aby sa dosiahol účel povrchového kalenia.
Dôvod, prečo môžu vírivé prúdy dosiahnuť povrchové zahrievanie, je určený distribučnými charakteristikami striedavého prúdu vo vodiči. Tieto vlastnosti zahŕňajú:
- Účinok na pokožku:
Keď vodičom prechádza jednosmerný prúd (DC), hustota prúdu je rovnomerná v priereze vodiča. Pri prechode striedavého prúdu (AC) je však rozloženie prúdu v priereze vodiča nerovnomerné. Prúdová hustota je vyššia na povrchu vodiča a nižšia v strede, pričom prúdová hustota exponenciálne klesá od povrchu k stredu. Tento jav je známy ako kožný efekt AC. Čím vyššia je frekvencia AC, tým výraznejší je efekt pokožky. Kalenie indukčného ohrevu využíva túto vlastnosť na dosiahnutie požadovaného efektu.
- Efekt blízkosti:
Keď dva susedné vodiče prechádzajú prúdom, ak je smer prúdu rovnaký, indukovaný spätný potenciál na susednej strane dvoch vodičov je najväčší v dôsledku interakcie striedavých magnetických polí, ktoré vytvárajú, a prúd je poháňaný na vonkajšia strana vodiča. Naopak, keď je smer prúdu opačný, prúd je vedený na susednú stranu dvoch vodičov, to znamená do vnútorného toku, tento jav sa nazýva efekt priblíženia.
Počas indukčného ohrevu je indukovaný prúd na výkovku vždy v opačnom smere ako prúd v indukčnom krúžku, takže prúd na indukčnom krúžku sa sústreďuje na vnútorný tok a prúd na ohrievanom výkovku umiestnenom v indukčnom krúžku sa koncentruje na povrchu, čo je výsledkom efektu blízkosti a superponovaného efektu pokožky.
Pri pôsobení efektu blízkosti je rozloženie indukovaného prúdu na povrchu výkovku rovnomerné iba vtedy, keď je medzera medzi indukčnou cievkou a výkovkom rovnaká. Preto sa výkovok musí počas procesu indukčného ohrevu nepretržite otáčať, aby sa eliminovala alebo znížila nerovnomernosť ohrevu spôsobená nerovnakou medzerou, aby sa získala rovnomerná vrstva ohrevu.
Navyše, vzhľadom na proximity efekt, tvar vyhrievanej plochy na výkovku je vždy podobný tvaru indukčnej cievky. Preto je pri výrobe indukčnej cievky potrebné urobiť jej tvar podobný tvaru výhrevnej plochy výkovku, aby sa dosiahol lepší výhrevný efekt.
- Efekt obehu:
Pri prechode striedavého prúdu prstencovým alebo špirálovitým vodičom v dôsledku pôsobenia striedavého magnetického poľa hustota prúdu na vonkajšom povrchu vodiča klesá v dôsledku zvýšenej samoindukčnej spätnej elektromotorickej sily, zatiaľ čo vnútorný povrch prstenec dosahuje najvyššiu prúdovú hustotu. Tento jav je známy ako cirkulačný efekt.
Cirkulačný efekt môže zlepšiť účinnosť a rýchlosť ohrevu pri zahrievaní vonkajšieho povrchu výkovku. Je to však nevýhodné pre zahrievanie vnútorných otvorov, pretože cirkulačný efekt spôsobuje, že sa prúd v induktore vzďaľuje od povrchu výkovku, čo vedie k výrazne zníženej účinnosti ohrevu a nižšej rýchlosti ohrevu. Preto je potrebné inštalovať magnetické materiály s vysokou permeabilitou na induktor, aby sa zlepšila účinnosť ohrevu.
Čím väčší je pomer axiálnej výšky induktora k priemeru krúžku, tým výraznejší je cirkulačný efekt. Preto je najlepšie urobiť prierez induktora pravouhlý; obdĺžnikový tvar je lepší ako štvorcový a kruhový tvar je najhorší a treba sa mu čo najviac vyhýbať
- Efekt ostrého uhla:
Keď sa vyčnievajúce časti s ostrými rohmi, okrajovými hranami a malým polomerom zakrivenia v snímači zahrievajú, aj keď je medzera medzi snímačom a výkovkom rovnaká, hustota čiar magnetického poľa cez ostré rohy a vyčnievajúce časti výkovku je väčšia , hustota indukovaného prúdu je väčšia, rýchlosť ohrevu je vysoká a teplo je koncentrované, čo spôsobí prehriatie a dokonca aj spálenie týchto častí. Tento jav sa nazýva efekt ostrého uhla.
Aby sa predišlo ostrému efektu uhla, pri navrhovaní snímača by sa mala medzera medzi snímačom a ostrou uhlovou alebo konvexnou časťou výkovku primerane zväčšiť, aby sa znížila koncentrácia magnetickej siločiary tam, aby sa rýchlosť ohrevu a teploty výkovku sú všade čo najrovnomernejšie. Ostré rohy a vyčnievajúce časti kovania môžu byť tiež zmenené na pätkové rohy alebo skosenie, aby sa dosiahol rovnaký efekt.
Ak potrebujete ďalšie informácie, odporúčame vám navštíviť našu webovú stránku na adrese
Ak to znie zaujímavo alebo sa chcete dozvedieť viac, dali by ste mi vedieť, či máte k dispozícii, aby sme si mohli dohodnúť vhodný čas na spojenie a zdieľanie ďalších informácií? Neváhajte poslať email nadella@welongchina.com.
Vopred dakujem.
Čas odoslania: 24. júla 2024
