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1.1.1集膚效應
集膚效應:交變電流(AC)通過導體時,由于感應作用引起導體截面上電流分布不均勻,愈近導體表面電流密度越大的現(xiàn)象。
導線通有高頻交變電流時,有效截面的減少可以用穿透深度來表示。穿透深度的意義是:由于趨膚效應,交變電流沿導線表面開始能達到的徑向深度。
由于集膚效應的作用,導體或零件中的電流分布是不均勻的。工程上規(guī)定,從表面電流最大值處(I0)測到1/e I0處的深度為電流的透入深度。
鋼在居里點(770℃ )以下的電流透入深度稱為冷透入深度,在居里點以上的電流透入深度稱為熱透入深度。
1.1.2圓環(huán)效應
圓環(huán)形的導體通入交變電流時,最大電流密度分布在環(huán)狀導體的內(nèi)側,這種現(xiàn)象叫做圓環(huán)效應。圓環(huán)效應使感應器的電流密集到圓環(huán)的內(nèi)側,對于加熱零件的外表面有利。但對加熱零件內(nèi)孔時,該效應使感應器中的電流遠離加熱零件的內(nèi)表面,對內(nèi)孔加熱十分不利。
1.1.3導磁體的槽口效應
矩形截面的導體,裝在導磁體的槽口中。當導體通交變電流時,電流集中在導磁體開口的導體表面,稱之為導磁體的槽口效應導磁體的槽口越深,電流的頻率越高,則導磁體的槽口效應越強烈。
1.2.1透入式加熱
當感應線圈剛剛接通電流,工件溫度開始明顯升高前的瞬間,渦流在零件中的透入深度符合冷態(tài)分布。
由于工件表面渦流強度大,表面升溫也越快。當表面出現(xiàn)己超過失磁溫度的薄層時,加熱層就被分成兩層:外層的失磁層和與之毗連的未失磁層。失磁層內(nèi)的材料導磁率μ的急劇下降,造成了渦流強度的明顯下降,從而使最大的渦流強度出現(xiàn)在失磁層和未失磁層的交界處。
1.2.2熱傳導式加熱
在失磁的高溫層厚度超過熱態(tài)的渦流透入深度δ熱后,熱量基本上是在厚度為δ熱的表層中析出。
由于熱傳導的作用,加熱層的厚度將隨時間的延長而不斷增大。這樣零件內(nèi)部主要依靠熱傳導方式獲得加熱,其加熱過程及沿截面的溫度分布特性與用外熱源加熱(如在爐內(nèi)加熱或火焰加熱)的基本相同。
1.2.3 縱向磁場加熱
磁場方向與工件的軸線方向相平行(相同)。
厚件、圓管的加熱。