Indukcijsko kaljenje je proces kaljenja koji koristi toplinski učinak generiran indukcijskom strujom koja prolazi kroz kovanje za zagrijavanje površine i lokalnog dijela otkivka na temperaturu kaljenja, nakon čega slijedi brzo hlađenje. Tijekom kaljenja, otkovak se postavlja u bakreni senzor položaja i spaja na izmjeničnu struju fiksne frekvencije kako bi se stvorila elektromagnetska indukcija, što rezultira induciranom strujom na površini otkovka koja je suprotna struji u indukcijskom svitku. Zatvorena petlja formirana ovom induciranom strujom duž površine otkovka naziva se vrtložna struja. Pod djelovanjem vrtložnih struja i otpora samog otkovka električna energija se na površini otkivka pretvara u toplinsku, što dovodi do brzog zagrijavanja površine do preljeva za kaljenje, nakon čega se odmah i ubrzano otkiva ohlađen kako bi se postigla svrha površinskog kaljenja.
Razlog zašto vrtložne struje mogu postići površinsko zagrijavanje određen je karakteristikama distribucije izmjenične struje u vodiču. Ove karakteristike uključuju:
- Učinak na kožu:
Kada istosmjerna struja (DC) prolazi kroz vodič, gustoća struje je jednolika po presjeku vodiča. Međutim, kada prolazi izmjenična struja (AC), raspodjela struje po presjeku vodiča je neravnomjerna. Gustoća struje veća je na površini vodiča, a manja u središtu, pri čemu gustoća struje eksponencijalno opada od površine prema središtu. Ovaj fenomen je poznat kao skin efekt AC. Što je veća frekvencija izmjenične struje, to je učinak kože izraženiji. Kašenje indukcijskim grijanjem koristi ovu karakteristiku za postizanje željenog učinka.
- Učinak blizine:
Kada dva susjedna vodiča prolaze kroz struju, ako je smjer struje isti, inducirani povratni potencijal na susjednoj strani dva vodiča je najveći zbog međudjelovanja izmjeničnih magnetskih polja koja oni generiraju, a struja se dovodi do vanjska strana vodiča. Naprotiv, kada je smjer struje suprotan, struja se usmjerava na susjednu stranu dvaju vodiča, to jest unutarnjeg toka, ta se pojava naziva efekt blizine.
Tijekom indukcijskog zagrijavanja, inducirana struja na otkovku uvijek je suprotnog smjera od struje u indukcijskom prstenu, pa je struja na indukcijskom prstenu koncentrirana na unutarnjem toku, a struja na zagrijanom otkivku koji se nalazi u indukcijskom prstenu je koncentriran na površini, što je rezultat efekta blizine i efekta kože koji se superponiraju.
Pod djelovanjem efekta blizine raspodjela inducirane struje na površini otkovka je jednolika samo kada je razmak između indukcijskog svitka i otkovka jednak. Stoga se otkovak mora neprestano okretati tijekom procesa indukcijskog zagrijavanja kako bi se uklonile ili smanjile neravnomjernosti zagrijavanja uzrokovane nejednakim razmakom, kako bi se dobio ravnomjeran sloj zagrijavanja.
Osim toga, zbog efekta blizine, oblik grijane površine na otkovku uvijek je sličan obliku indukcijske zavojnice. Stoga je kod izrade indukcijskog svitka potrebno oblikovati ga sličnim obliku grijaćeg područja otkovka, kako bi se postigao bolji učinak zagrijavanja.
- Učinak cirkulacije:
Pri prolasku izmjenične struje kroz prstenasti ili spiralni vodič, djelovanjem izmjeničnog magnetskog polja dolazi do smanjenja gustoće struje na vanjskoj površini vodiča zbog povećane samoinduktivne povratne elektromotorne sile, dok unutarnja površina prsten postiže najveću gustoću struje. Ovaj fenomen je poznat kao efekt cirkulacije.
Učinak cirkulacije može poboljšati učinkovitost i brzinu zagrijavanja pri zagrijavanju vanjske površine kovanog komada. Međutim, to je nepovoljno za zagrijavanje unutarnjih rupa, budući da učinak cirkulacije uzrokuje odmicanje struje u induktoru od površine kovanog komada, što dovodi do značajno smanjene učinkovitosti zagrijavanja i sporije brzine zagrijavanja. Stoga je potrebno ugraditi magnetske materijale s visokom propusnošću na induktor kako bi se poboljšala učinkovitost grijanja.
Što je veći omjer aksijalne visine induktora prema promjeru prstena, to je učinak cirkulacije izraženiji. Stoga je poprečni presjek induktora najbolje pravokutan; pravokutni oblik je bolji od kvadratnog, a kružni oblik je najgori i treba ga izbjegavati što je više moguće
- Efekt oštrog kuta:
Kada se izbočeni dijelovi s oštrim kutovima, rubnim rubovima i malim polumjerom zakrivljenosti zagrijavaju u senzoru, čak i ako je razmak između senzora i otkovka jednak, gustoća linija magnetskog polja kroz oštre kutove i izbočene dijelove otkovka je veća. , gustoća inducirane struje je veća, brzina zagrijavanja je velika, a toplina je koncentrirana, što će uzrokovati pregrijavanje ovih dijelova, pa čak i gorenje. Taj se fenomen naziva efekt oštrog kuta.
Kako bi se izbjegao učinak oštrog kuta, prilikom projektiranja senzora, razmak između senzora i oštrog kuta ili konveksnog dijela otkovka trebao bi se na odgovarajući način povećati kako bi se tamo smanjila koncentracija linije magnetske sile, tako da brzina zagrijavanja i temperatura kovanja posvuda je što ujednačenija. Oštri uglovi i izbočeni dijelovi otkivka također se mogu promijeniti u nožne uglove ili skošenja, tako da se može postići isti učinak.
Za sve dodatne informacije, savjetujem vam da posjetite našu web stranicu na adresi
Ako ovo zvuči zanimljivo ili želite saznati više, molim vas, javite mi svoju dostupnost kako bismo mogli dogovoriti prikladno vrijeme da se povežemo i podijelimo više informacija? Nemojte se ustručavati poslati e-poštu nadella@welongchina.com.
hvala vam unaprijed.
Vrijeme objave: 24. srpnja 2024
