Indukcijsko kaljenje je postopek kaljenja, ki izkorišča toplotni učinek, ki ga ustvari indukcijski tok skozi odkovek, da segreje površino in lokalni del odkovka na temperaturo kaljenja, čemur sledi hitro ohlajanje. Med kaljenjem je odkovek nameščen v bakrenem senzorju položaja in priključen na izmenični tok s fiksno frekvenco, da ustvari elektromagnetno indukcijo, kar ima za posledico induciran tok na površini odkovka, ki je nasproten toku v indukcijski tuljavi. Zaprta zanka, ki jo tvori ta inducirani tok vzdolž površine odkovka, se imenuje vrtinčni tok. Pod delovanjem vrtinčnega toka in upora samega odkovka se električna energija na površini odkovka pretvori v toplotno, zaradi česar se površina hitro segreje do kalilnega preliva, po katerem se odkovek takoj in hitro začne. ohladimo, da dosežemo namen površinskega kaljenja.
Razlog, zakaj lahko vrtinčni tokovi dosežejo površinsko segrevanje, je določen z značilnostmi porazdelitve izmeničnega toka v prevodniku. Te značilnosti vključujejo:
- Učinek na kožo:
Ko enosmerni tok (DC) teče skozi prevodnik, je gostota toka enakomerna po prerezu prevodnika. Vendar pa je pri prehajanju izmeničnega toka (AC) porazdelitev toka po prečnem prerezu prevodnika neenakomerna. Gostota toka je večja na površini prevodnika in manjša v središču, pri čemer se gostota toka eksponentno zmanjšuje od površine proti sredini. Ta pojav je znan kot kožni učinek AC. Višja kot je frekvenca AC, bolj izrazit je kožni učinek. Kaljenje z indukcijskim segrevanjem uporablja to lastnost za doseganje želenega učinka.
- Učinek bližine:
Ko dva sosednja vodnika tečeta skozi tok, če je smer toka enaka, je inducirani povratni potencial na sosednji strani obeh prevodnikov največji zaradi medsebojnega delovanja izmeničnih magnetnih polj, ki jih ustvarjata, in tok vodi do zunanjo stran vodnika. Nasprotno, ko je smer toka nasprotna, se tok poganja na sosednjo stran obeh prevodnikov, to je notranji tok, ta pojav imenujemo učinek bližine.
Med indukcijskim segrevanjem je inducirani tok na odkovku vedno v nasprotni smeri od toka v indukcijskem obroču, zato je tok na indukcijskem obroču koncentriran na notranji tok, tok na ogretem odkovku, ki se nahaja v indukcijskem obroču je koncentriran na površini, kar je posledica učinka bližine in učinka kože.
Pod delovanjem učinka bližine je porazdelitev induciranega toka na površini odkovka enakomerna le, če je reža med indukcijsko tuljavo in odkovkom enaka. Zato je treba odkovek med postopkom indukcijskega segrevanja nenehno vrteti, da se odpravi ali zmanjša neenakomernost segrevanja, ki jo povzroča neenakomerna reža, da dobimo enakomerno grelno plast.
Poleg tega je zaradi učinka bližine oblika ogrevanega območja na odkovku vedno podobna obliki indukcijske tuljave. Zato je treba pri izdelavi indukcijske tuljave oblikovati podobno kot grelno območje odkovka, da dosežemo boljši učinek ogrevanja.
- Učinek kroženja:
Pri prehajanju izmeničnega toka skozi obročasti ali vijačni vodnik se zaradi delovanja izmeničnega magnetnega polja gostota toka na zunanji površini vodnika zaradi povečane samoinduktivne povratne elektromotorne sile zmanjša, medtem ko se notranja površina vodnika zmanjša. obroč doseže največjo gostoto toka. Ta pojav je znan kot učinek cirkulacije.
Učinek kroženja lahko izboljša učinkovitost segrevanja in hitrost pri segrevanju zunanje površine kovanega kosa. Vendar je to neugodno za segrevanje notranjih lukenj, saj učinek cirkulacije povzroči, da se tok v induktorju odmakne od površine kovanega kosa, kar povzroči znatno zmanjšano učinkovitost segrevanja in počasnejšo hitrost segrevanja. Zato je treba na induktor namestiti magnetne materiale z visoko prepustnostjo, da izboljšamo učinkovitost ogrevanja.
Večje kot je razmerje med aksialno višino induktorja in premerom obroča, bolj izrazit je učinek cirkulacije. Zato je prečni prerez induktorja najbolje narediti pravokoten; pravokotna oblika je boljša od kvadratne, krožna oblika pa je najslabša in se ji je treba čim bolj izogibati
- Učinek ostrega kota:
Ko se štrleči deli z ostrimi vogali, robovi robov in majhnim polmerom ukrivljenosti segrejejo v senzorju, tudi če je reža med senzorjem in odkovkom enaka, je gostota magnetnega polja skozi ostre vogale in štrleče dele odkovka večja. , je gostota induciranega toka večja, hitrost segrevanja je hitra in toplota je koncentrirana, kar bo povzročilo pregrevanje teh delov in celo gorenje. Ta pojav imenujemo učinek ostrega kota.
Da bi se izognili učinku ostrega kota, je treba pri načrtovanju senzorja razmik med senzorjem in ostrim kotom ali konveksnim delom odkovka ustrezno povečati, da se tam zmanjša koncentracija magnetne silnice, tako da hitrost segrevanja in temperatura kovanja je povsod čim bolj enakomerna. Ostre vogale in štrleče dele odkovka lahko spremenite tudi v podnožne vogale ali posnetja, tako da lahko dosežete enak učinek.
Za vse dodatne informacije vas vabim, da obiščete našo spletno stran na naslovu
Če se to sliši zanimivo ali želite izvedeti več, mi prosim sporočite svojo razpoložljivost, da se lahko dogovorimo za primeren čas, da se povežemo in delimo več informacij? Ne oklevajte in pošljite e-pošto nadella@welongchina.com.
Hvala že vnaprej.
Čas objave: 24. julij 2024
