高頻機(jī)與感應(yīng)加熱技術(shù)

您能想象的到，一根鐵棒一二秒鐘就可以被加熱燒紅嗎？任何金屬都可以被很快地加熱到其熔化嗎？

這就是一種人類目前能夠做到和掌握的最快捷的對(duì)金屬材料直接加熱法 ——高中頻感應(yīng)加熱。

通常人們對(duì)物體的加熱，一是利用煤、油、氣等能源的燃燒產(chǎn)生熱量；二是利用電爐等用電器將電能轉(zhuǎn)換成熱量。這些熱量只有通過熱傳遞的方式（熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射），才能傳遞到需要加熱的物體上，也才能達(dá)到加熱物體的目的。由于這些加熱方式，被加熱的物體是通過吸收外部熱量實(shí)現(xiàn)升溫的。因此，它們都屬于間接加熱方式。

我們知道，熱量的自然傳遞規(guī)律是：熱量只能從高溫區(qū)向低溫區(qū)，高溫體向低溫體，高溫部分向低溫部分自然的傳遞。因此，只有當(dāng)外部的熱量、溫度明顯多于、高于被加熱物體時(shí)，才能將其有效地加熱。 這就需要用很多的能量來建立一個(gè)比被加熱物體所需要的熱量多的多、溫度高的多的高溫區(qū)。如爐，烘箱等。這樣，不但這些熱量中只有少部分能夠傳遞到被加熱體上，造成很大的能源浪費(fèi)。 而且加熱時(shí)間長(zhǎng)，在燃燒、加熱的過程中，還會(huì)產(chǎn)生大量的有害性物質(zhì)和氣體。它們既會(huì)對(duì)被加熱體造成腐蝕性的損害，又會(huì)對(duì)大氣造成污染。即便是使用電爐等電能加熱方式，雖然無污染，但仍然存在著效率低、成本高、加熱速度慢等缺點(diǎn)。

科學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展，使我們今天無論是對(duì)金屬物體加熱還是對(duì)非金屬物體加熱，都可以采用高效、快速,且十分節(jié)能和環(huán)保的方式加熱.這就是直接加熱方式。 對(duì)于非金屬材料，可采用工作頻率約240MHZ及以上，能使其內(nèi)部分子、原子每秒振動(dòng)、磨擦上億次之多的微波加熱。對(duì)于金屬材料，則可采用工作頻率在幾千赫茲（KHZ）至幾百千赫茲、兆赫茲（MHZ）以上的中頻、超音頻、高頻、超高頻感應(yīng)加熱。也可以采用低頻感應(yīng)加熱，如工頻50HZ等。

中頻、超音頻、高頻感應(yīng)加熱，是將工頻（50HZ）交流電轉(zhuǎn)換成頻率一般為1KHZ至上百KHZ，甚至頻率更高的交流電．利用電磁感應(yīng)原理，通過電感線圈轉(zhuǎn)換成相同頻率的磁場(chǎng)后，作用于處在該磁場(chǎng)中的金屬物體上。 利用渦流效應(yīng)，在金屬物體中生成與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的感生旋轉(zhuǎn)電流（即渦流）。由旋轉(zhuǎn)電流借助金屬物體內(nèi)的電阻，將其轉(zhuǎn)換成熱能。同時(shí)還有磁滯效應(yīng)、趨膚效應(yīng)、邊緣效應(yīng)等，也能生成一定的熱量，它們共同使金屬物體的溫度急速升高，實(shí)現(xiàn)快速加熱的目的。

　　 高頻電流的趨膚效應(yīng)，可以使金屬物體中的渦流隨頻率的升高，而集中在金屬表層環(huán)流。這樣就可以通過控制工作電流的頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬物體加熱深度的控制。既能提高加工工藝的質(zhì)量，又可以保證能量被充分地利用。 當(dāng)用于紅沖、熱煅及工件整體退火等工藝時(shí),由于工件需要的加熱深度大，甚至需要透熱.這時(shí)可以將感應(yīng)加熱設(shè)備的工作頻率降低（如中頻、超音頻）；當(dāng)用于表面淬火、焊接等工藝時(shí)，它們需要的加熱深度小，這時(shí)則可以將工作頻率升高（如高頻）。另一方面，對(duì)于體積較小的工件或管材、板材，選用高頻加熱方式，對(duì)于體積較大的工件，選用中頻、超音頻加熱方式。

由于感應(yīng)加熱時(shí)間短、速度快，并且還是非接觸式（加熱物體不需要與感應(yīng)圈接觸）的加熱。所以，比其它的加熱方式氧化和脫碳現(xiàn)象都比較輕微，一般不需要做氣體保護(hù)處理,確實(shí)有需要時(shí)也比較容易于進(jìn)行氣體保護(hù)。

電子技術(shù)的飛速發(fā)展,使電子元器件無論是質(zhì)量方面、效能方面, 還是可靠性方面,都有了很大的進(jìn)步.在體積方面也更為小型化、微型化。這為感應(yīng)加熱技術(shù)提供了更好的發(fā)展條件與空間。 在小信號(hào)生成與處理，控制與保護(hù)，調(diào)節(jié)與顯示等方面，都更多地運(yùn)用了可靠性更高、穩(wěn)定性更好、抗干擾能力更強(qiáng)的數(shù)字電路。在功率元件上，更是從耗能大、效率低、工作電壓高、輻射量較大的電子管，一代代地經(jīng)晶閘管、場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET），發(fā)展到了IGBT（絕緣柵雙極晶體管）。 整機(jī)的電源利用率已經(jīng)提高到百分之九十五以上（電子管電源利用率只有約百分之六十），冷卻水比電子管產(chǎn)品節(jié)約了約百分之六十。并且可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷的連續(xù)工作。這樣不但可以在白天正常使用，還可以在用電低峰電費(fèi)折扣期的夜間工作。

由于感應(yīng)式加熱，具有耗能少，用電省，加熱速度快，無污染、無噪聲、無需預(yù)熱、不易氧化、便于氣體保護(hù)、可自動(dòng)控制、具備多項(xiàng)智能保護(hù)、安全可靠、易于操作，可不間斷地連續(xù)工作等優(yōu)點(diǎn)。越來越多的廠家、客戶，從煤炭加熱，柴油加熱，液化氣加熱，以及電爐、電烘箱加熱，轉(zhuǎn)換到了高中頻感應(yīng)式加熱上來！無論是國企、民營，還是私營、外企，凡是金屬熱處理、金屬熱加工、金屬焊接和金屬熔煉、提煉等行業(yè)，都越來越多地采用了高中頻感應(yīng)加熱設(shè)備。因此，市場(chǎng)十分廣闊！

高中頻感應(yīng)加熱設(shè)備的主要用途：

一、熱處理

例如：軸類、齒輪、淬火及不銹鋼制品退火等。

二、工件透熱

例如：緊固件、標(biāo)準(zhǔn)件、汽配、五金工具、索具、麻花鉆的熱鐓熱軋等。

三、熔煉

例如：金、銀、銅、鋁、鉛等貴金屬 。

四、熱配合

例如：電機(jī)、電磁閥、軸套類等。

五、焊接

例如：對(duì)所有金屬材料同種或異種的扦焊等。

綜上所述，可知：

在相同功率條件下，對(duì)工件進(jìn)行淬火或焊接等工藝時(shí)，高頻機(jī)的效率要比超音頻機(jī)、中頻機(jī)高。因?yàn)楦哳l電流可以使熱量集中在工件的表層面上。工件內(nèi)部不必要的損耗極少。

高頻焊機(jī)是高頻機(jī)一種針對(duì)性和局限性的叫法，其實(shí)它的功能遠(yuǎn)不止對(duì)各種金屬材料的焊接，要比其它類型的焊機(jī)用途廣。