Elektromanyetik indüksiyon teorisi olgunlaşmıştır, indüksiyonla ısıtma, özellikle yüzey ısıl işleminde yaygın olarak kullanılan ısıtma yöntemidir, basit işlem, küçük deformasyon, yüksek verimlilik, enerji tasarrufu ve çevre koruma avantajlarına sahiptir, sürecin otomasyonunu gerçekleştirmek kolaydır , sertleştirme tabakasının mükemmel performansı vb. Endüstriyel teknolojinin sürekli ilerlemesiyle, indüksiyonla ısıtma da giderek daha parlak hale geliyor.
İndüksiyonlu ısıtma ekipmanı, kendi frekans aralığına ve ısıtma gücü yoğunluğuna sahip olan güç frekansına göre güç frekansına, ara frekansa, süper ses frekansına ve yüksek frekansa ayrılabilir.
İndüksiyon ısıtma temel olarak üç temel prensibe dayanmaktadır: elektromanyetik indüksiyon, “cilt etkisi” ve ısı iletimi.
Alternatif akım iletkenden geçtiğinde, oluşan alternatif manyetik alanın etkisi altında iletkende indüklenen elektromotor kuvveti üretilecektir. Merkeze ne kadar yakınsa, indüklenen ELEKTROmotor kuvveti o kadar büyük olur, iletkenin akımı yüzey katmanına yönelir ve Şekil 1'de gösterildiği gibi akım yoğunluğu yüzeyden merkeze doğru katlanarak azalır. alternatif akımın cilt etkisi olarak bilinir.
Güç elektromotor kuvvetinin ve kendinden indüklenen elektromotor kuvvetinin etkisi nedeniyle, eş yönlü akım sisteminin maksimum manyetik alan kuvveti iletken yüzeyinin dışında üretilir ve ters akım sisteminin maksimum manyetik alan kuvveti üretilir. yakınlık etkisi olan iletken yüzeyinin iç tarafında.
Yakınlık etkisi, merkezi ısıtma için işlenmiş parçaların yüzeyinde sensörün uygun şeklini seçmek için kullanılabilir, böylece sensör genişliğindeki akım konsantrasyonu yaklaşık olarak alana eşittir.
İletkenler arasındaki mesafe ne kadar küçük olursa, yakınlık etkisi o kadar güçlü olur.
İndüksiyon bobininden geçen akımın iç yüzeyde yoğunlaştığı olgusuna halka etkisi denir. Halka şeklindeki etki, indüksiyon bobini ac akım manyetik alanının etkisi nedeniyle dış yüzeyin kendi kendine indüklediği elektromotor kuvvetinin artmasının sonucudur.
Dış yüzeyi ısıtırken, dairesel etki uygundur, ancak düzlemi ve iç deliği ısıtırken, indüktörün elektrik verimini önemli ölçüde azaltacaktır. Düzlem ve iç delik sensörlerinin verimliliğini artırmak için, akımı parçanın ısıtılması gereken yüzeye doğru zorlayarak manyetik alan kuvvetinin dağılımını değiştirmek için genellikle manyetik kılavuzlar kurulur. Bir manyetik iletken gövde, akımı karşı tarafa sürme işlevine sahiptir.
Alternatif akım frekansının artmasıyla yüzey etkisi, yakınlık etkisi ve halka etkisi artar. Ayrıca iletken kesitinin artması, iki iletken arasındaki mesafenin azalması ve halka yarıçapının azalması ile yakınlık etkisi ve halka etkisi artar.
Manyetik alan yoğunluğu dağılım denkleminden elde edilebilir.
Manyetik alan yoğunluğu dağılımının temel denklemleri, girdap akımı yoğunluğunun yüzey mesafesi ile üstel olarak değiştiğini göstermektedir. Girdap, yüzey tabakasında oldukça yoğundur ve artan mesafe ile hızla azalır. Mühendislik uygulamalarında Ix'in yüzeyin 1/e'sine (e=2.718) düştüğü, ile ifade edilen akım penetrasyon derinliği olarak belirtilir. Birim Ω rho, cm ise, delta (mm) tipi altında kullanılabilir
Girdabın ürettiği ısı girdabın karesiyle orantılı olduğundan (Q=0.24I0 Rt), yüzeyden merkeze doğru olan ısı girdaptan daha hızlı düşer. Hesaplamalar, ısının %86.5'inin delta lamellerinde meydana geldiğini, delta lamellerinin dışında ise hiçbir girdap oluşmadığını göstermektedir. Yukarıdaki hükümler yeterli doğrulukla uygulanmıştır.
Isıtma işleminde sıcaklığın artmasıyla birlikte artan çelik malzeme özdirenci (800-900 ℃ kapsamında, çeşitli çeliklerin özdirenci aynıdır, yaklaşık 10 e – 4 (Ω, cm); Geçirgenlik temel olarak manyetizma kaybı noktasının altında değişmez (değeri güçle ilişkilidir), ancak manyetizma kaybı noktasına ulaşıldığında aniden vakum geçirgenliği = 1'e düşer.Bu nedenle, sıcaklık demanyetizasyon noktasına ulaştığında, penetrasyon derinliği girdap önemli ölçüde artacaktır.Manyetik alan kaybının ötesindeki girdap penetrasyon derinliği “termal penetrasyon derinliği” olarak adlandırılır.Manyetik nokta kaybının altındaki ise “soğuk girdap penetrasyon derinliği” olarak adlandırılır.
Girdap akımı yoğunluğunun iş parçası yüzeyinden derinliğe değişimi, indüktör yüksek frekanslı akımı açmadan ve iş parçası sıcaklığı yükselmeye başlamadan önceki andaki soğuk durum özelliklerine göre dağıtılır. Yüzeyde manyetik kayıp noktasını aşan ince bir tabaka olduğunda, ince tabakaya bitişik iç bağlantı noktasındaki girdap akımı şiddeti aniden değişir ve iş parçası ısıtma tabakası iki tabakaya ayrılır. Dış katmanın girdap akımı yoğunluğu önemli ölçüde azaldı ve maksimum girdap akımı yoğunluğu iki katmanın birleşim noktasındaydı. Sonuç olarak, yüksek sıcaklıktaki yüzeyin ısınma hızı hızla düşer, bağlantı noktasının sıcaklığı hızlanır ve hızla içe doğru hareket eder.
Sürekli olarak iç kısma "adım" atmak için girdap akımlarına dayanan bu elektrikli ısıtma yöntemi, indüksiyonlu ısıtmaya özgüdür. Hızlı ısıtma koşullarında, parçaya büyük bir güç uygulandığında bile yüzey aşırı ısınmaz.
Yüksek sıcaklık katmanının kalınlığı manyetizmayı kaybettiğinde, sıcak girdap akımının penetrasyon derinliğini aştığında, ısıtma katmanının derinliği esas olarak ısı iletimi yoluyla artar ve bölüm boyunca ısıtma işlemi ve sıcaklık dağılımı özellikleri temel olarak aynıdır. harici ısı kaynağınınki gibi, bu nedenle ısıtma verimliliği çok daha düşüktür.
Yüzeyleri belirli bir derinliğe kadar ısıtırken girdap akımı “geçirgen ısıtma” aranmalıdır. Bunun için akım frekansının doğru seçilmesi ve seçilen ısıtma hızının belirlenen ısıtma derinliğine en kısa sürede ulaşabilmesi gerekir.
