Индукционный нагрев — относительно новый процесс, и его применение в основном обусловлено уникальными свойствами этого процесса.

Когда через металлическую заготовку протекает быстро меняющийся ток, возникает скин-эффект, который концентрирует ток на поверхности заготовки, создавая высокоизбирательный источник тепла на металлической поверхности. Фарадей открыл это преимущество скин-эффекта и обнаружил замечательное явление электромагнитной индукции. Он также был основателем индукционного нагрева. Индукционный нагрев не требует внешнего источника тепла, а использует саму нагретую заготовку в качестве источника тепла, и этот метод не требует контакта заготовки с источником энергии, а именно с индукционной катушкой. Другие особенности включают возможность выбора различной глубины нагрева в зависимости от частоты, точный локальный нагрев на основе конструкции связи катушки, а также высокую интенсивность или высокую плотность мощности.

 

Процесс термообработки, подходящий для индукционного нагрева, должен в полной мере использовать эти характеристики, а для создания готового устройства следует выполнить описанные ниже шаги.

 

Прежде всего, требования к процессу должны соответствовать основным характеристикам индукционного нагрева. В этой главе будут описаны электромагнитные эффекты в заготовке, распределение результирующего тока и поглощаемая мощность. В зависимости от эффекта нагрева и температурного воздействия, создаваемого индуцированным током, а также распределения температуры на разных частотах, различных форм металла и заготовки, пользователи и конструкторы могут принимать решения об отказе от использования в соответствии с требованиями технических условий.

 

Во-вторых, конкретная форма индукционного нагрева должна определяться с учетом соответствия требованиям технических условий, а также должна широко охватывать ситуацию с применением и развитием, а также основные тенденции применения индукционного нагрева.

 

В-третьих, после определения пригодности и оптимального использования индукционного нагрева, можно спроектировать систему датчиков и электропитания.

Многие проблемы индукционного нагрева очень похожи на некоторые базовые знания в области техники и, как правило, выводятся из практического опыта. Можно также сказать, что невозможно спроектировать индукционный нагреватель или систему без правильного понимания формы датчика, частоты питания и тепловых характеристик нагреваемого металла.

 

Эффект индукционного нагрева под воздействием невидимых магнитных полей аналогичен эффекту гашения пламени.

Например, более высокая частота, генерируемая высокочастотным генератором (более 200 000 Гц), как правило, создает мощный, быстрый и локализованный источник тепла, что эквивалентно роли небольшого и концентрированного высокотемпературного газового пламени. Напротив, тепловое воздействие средней частоты (1000 Гц и 10 000 Гц) носит более рассеянный и медленный характер, тепло проникает глубже, подобно относительно большому и открытому газовому пламени.