电磁加热是利用电磁感应原理将电能转换为热能的能量转换过程,由整流电路将50/60Hz的交流电压转变成直流电压,再经过功率控制电路将直流电压转换成频率为20~40kHz的高频电压,当高速变化的交流电流通过线圈时,线圈会产生高速变化的磁场,磁场内的交变磁力线通过金属管道时(导磁、导电材料),管壁体内产生无数的小涡流,使输油管道的管壁本身自行发热与进行热交换,达到加热的目的。变频器是高频电磁加热器的核心部件,是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。目前使用的变频器主要采用交流—直流—交流方式,先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源供给电动机。其实学习一点就能应对机器在运作工程中出现的问题,当机器再故障时就可以立马解决,方便又有成就感。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器且输出为PWM波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
高频电炉的用途:
一、热处理:各种金属的局部或整体淬火、退火、回火、透热;
二、热 成 型 :整件锻打、局部锻打、热镦、热轧;
三、焊 接:各种金属制品钎焊、各种刀具刀片、锯片锯齿的焊接、钢管、铜管焊接、同种异种金属焊接;
四、金属熔炼:金、银、铜、铁、铝等金属的(真空)熔炼、铸造成型及蒸发镀膜;
五、高频加热机其它应用:半导体单晶生长、热配合、瓶口热封、牙膏皮热封、粉末涂装、金属植入塑料等
高频焊接的基本原理
所谓高频,是相对于50Hz的交流电流频率而言的,一般是指50KHz~400KHz的高频电流。高频电流通过金属导体时,会产生两种奇特的效应:集肤效应和邻近效应,高频焊接就是利用这两种效应来进行钢管的焊接的。那么,这两个效应是怎么回事呢?
集肤效应是指以一定频率的交流电流通过同一个导体时,电流的密度不是均匀地分布于导体的所有截面的,它会主要向导体的表面集中,即电流在导体表面的密度大,在导体内部的密度小,所以我们形象地称之为:“集肤效应”。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量,穿透深度值越小,集肤效应越显著。这穿透深度与导体的电阻率的平方根成正比,与频率和磁导率的平方根成反比。加热不均匀原因:(1)感应器与工件间间隙不均匀(2)淬火机床心轴同轴度差,旋转时偏摆大预防措施:(1)调整间隙,四周应均匀(2)提高心轴同轴度,较直或换新2。通俗地说,频率越高,电流就越集中在钢板的表面;频率越低,表面电流就越分散。必须注意:钢铁虽然是导体,但它的磁导率会随着温度升高而下降,就是说,当钢板温度升高的时候,磁导率会下降,集肤效应会减小。
邻近效应是指高频电流在两个相邻的导体中反向流动时,电流会向两个导体相近的边缘集中流动,即使两个导体另外有一条较短的边,电流也并不沿着较短的路线流动,我们把这种效应称为:“邻近效应”。邻近效应本质上是由于感抗的作用,感抗在高频电流中起主导的作用。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器且输出为PWM波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。邻近效应随着频率和相邻导体的间距变近而,如果在邻近导体周围再加上一个磁心,那么高频电流将更集中于工件的表层。
这两种效应是实现金属高频焊接的基础。高频焊接就是利用了集肤效应使高频电流的能量集中在工件的表面;而利用了邻近效应来控制高频电流流动路线的位置和范围。电流的速度是很快的,它可以在很短的时间内将相邻的钢板边部加热,熔融,并通过挤压实现对接。
会合角是钢管两边部进入挤压点时的夹角。由于邻近效应的作用,当高频电流通过钢板边缘时,钢板边缘会形成预热段和熔融段(也称为过梁),这过梁段被剧烈加热时,其内部的钢水被迅速汽化并喷溅出来,形成闪光,会合角的大小对于熔融段有直接的影响。
会合角小时邻近效应显著,有利提高焊接速度,但会合角过小时,预热段和熔融段变长,而熔融段变长的结果,使得闪光过程不稳定,过梁爆坡后容易形成深坑和,难以压合。
会合角过大时,熔融段变短,闪光稳定,但是邻近效应减弱,焊接效率明显下降,功率消耗增加。同时在成型薄壁钢管时,会合角太大会使管的边缘拉长,产生波浪形折皱。现时生产中我们一般在2°--6°内调节会合角,生产薄板时速度较快,挤压成型时要用较小的会合角;生产厚板时车速较慢,挤压成型时要用较大的会合角。还可以用在金属熔炼,比如金、银、铁、铜、铝等金属的熔炼、铸造成型等。有厂家提出一个经验公式:会合角×机组速度≮100,可供参考。
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