电磁感应加热技术的诞生可以追溯到1831年。同年11月,迈克尔·法拉第将两圈导线缠绕在一个铁环上,并注意到当交流电通过其中一个线圈时,另一个线圈会产生电压。认识Ψ 到基于这种效应的变压器的潜在应用,未来几十年的研究人员集中于高频交流发电㊣ 设备的开发。
直到19世纪后半叶,感应法在电导体加热中的实际应用才得以实现。第一个主要的应用是金属的熔化。最初,这是使用金属或导电性坩埚来完成的。后来,费兰蒂、科※尔比和克杰林开发了利用非导电坩埚的感应熔化炉。在这些设计中,电流被直接诱导到电荷中,通常在简单的↘线频率,或60Hz。应∏该注意的是,这些早期的感应熔化炉都使用以环形式保持熔体的炉。由于电荷中的涡流与在初级或感应线圈中流动的电流之间Ψ 的相互作用,因此在熔融电荷中产生的机械力带来了固Ψ有的困难。在极端∴情况下,“捏”效应导致熔体分离,从而打破感应和感应加热所需的完整电路径↓发生。有色金属〖的熔化问题最为严重。
在20世纪初,环形熔化炉几乎被诺斯拉普的工作所取代,他设计和建〓造了由圆柱形坩埚和高←频火花隙电源组成的设备。该设备首先是由贝克公司使用熔化铂,由美国黄铜公司熔化其他有色合∑ 金。然而,这种“无芯”感应炉的广泛应用受到火花间隙发生器可获得的功率的限制。这一限制在【1922年通过电机发电机组☆的发展得到了一定的缓解,这些发电机组可以◇以960赫兹的频率提供几百千瓦的功率。直到20世纪60年代末,电动机发电机才被固态转换器所取代,其频率现在被认为是在“中频”范围内,而不是在高频〖范围内。
在接受金属熔化电磁感应加热后,人们积极寻求和发展〖了这一有前景的技术〒的其他应用。这些材料包括由米德维尔钢公司(1927年)和俄亥俄※曲轴公司(20世纪30年代中期)引入的钢的感应表面硬化。前公司※使用电动发电机对轧机辊进行表面加热和硬化,这一做ぷ法至今几乎仍然普遍遵循,以增强这些部件的磨损和耐疲劳性。俄亥俄曲■轴公司是最大的柴油机曲轴制造商之【一,也利用了高交流频率的表面加热效应,并在1920年和3000Hz使用电机发电机在曲轴轴承的表面硬化。这是第一次高产的电磁感应加①热应用于金属表」面热处理。更广泛的应用于其他部分的多样性是一个明显的步◤骤。例如,巴德车轮公司开始对管段内部孔的感应表面硬化感兴♂趣,并将这种技术应▆用于汽车轴轮毂,后来又应用于气缸里。
第二次世界大战为电磁感应加热技术的使用提供※了巨大的动力,特别ω是在穿弹等弹药部件和射击的热处理方面。使用诱导对局部ㄨ和表面硬化的能力也被要求挽救超过100万个热处理不当的弹丸,产生局部软点。此外,研□ 究还发现,通过高频诱导,可以々最有效地使罐轨部件、引脚、链杆和链轮进行大◆量硬化。在另一个区域,在热锻造枪管等零件◎之前,采用电磁感应加热法对钢坯进行预热。
近年来,电磁感应加热和熔化的应用已经增加到金属加工行业,大多数工程师都熟悉现¤有的应用,并有一些潜在用途的想法。此外,各种非金属行业现在正开□始发展熟悉感应卐加热原理,因为他们发现和开发用途来制造他们的产品。
1967年引进的高效々固态电源的发展促进了许多①最近的发展。在过去的几十年里,根据线频能量转换为更高的输出频率的█百分比,这些单元的效率已经提高到近95%。就可用的每→千瓦加热设备成本而言,这实际上导致了经过通货膨胀调▼整后的成本下降。
从≡上述讨论中可以看出,电磁感应加热技术在金属加工业↓中具有最大的应用价值。主要用途分为金属加工、热处理、焊接和金属熔化前的主要加热类别。虽然这些是最常见的用途,但各种其他操作『,如油漆固化、粘合剂结合和半导】体的区域精炼,也适用于电磁感应加热方法。