نظرية الحث الكهرومغناطيسي ناضجة ، وقد تم استخدام أسلوب التسخين بالحث على نطاق واسع ، خاصة في المعالجة الحرارية للسطح ، وله مزايا العملية البسيطة ، والتشوه الصغير ، والكفاءة العالية ، وتوفير الطاقة وحماية البيئة ، ويسهل تحقيق أتمتة العملية ، الأداء الممتاز لطبقة التصلب ، إلخ. مع التقدم المستمر للتكنولوجيا الصناعية ، أصبح التسخين التعريفي أكثر إشراقًا.
يمكن تقسيم معدات التسخين بالحث إلى تردد طاقة ، وتردد متوسط ، وتردد صوت فائق ، وتردد عالي وفقًا لتردد الطاقة ، الذي له نطاق تردد خاص به وكثافة طاقة تسخين.
يعتمد التسخين التعريفي بشكل أساسي على ثلاثة مبادئ أساسية: الحث الكهرومغناطيسي ، "تأثير الجلد" والتوصيل الحراري.
عندما يمر التيار المتردد عبر الموصل ، فإن القوة الدافعة الكهربائية المستحثة سوف تتولد في الموصل تحت تأثير المجال المغناطيسي المتناوب المتكون. كلما اقتربنا من المركز ، كلما زادت القوة الدافعة الكهربائية المستحثة ، يميل تيار الموصل إلى الطبقة السطحية ، وتنخفض شدة التيار بشكل كبير من السطح إلى المركز ، كما هو موضح في الشكل 1. المعروف باسم تأثير الجلد للتيار المتردد.
نظرًا لتأثير القوة الدافعة الكهربائية والقوة الدافعة الكهربائية الذاتية ، يتم إنشاء أقصى شدة للمجال المغناطيسي لنظام التيار الكودي على السطح الخارجي للموصل ، ويتم إنشاء أقصى شدة للمجال المغناطيسي لنظام التيار العكسي على السطح الداخلي للموصل ، وهو تأثير القرب.
يمكن استخدام تأثير القرب لتحديد الشكل المناسب لجهاز الاستشعار على سطح الأجزاء المعالجة للتدفئة المركزية بحيث يكون التركيز الحالي في عرض المستشعر مساويًا للمنطقة تقريبًا.
كلما كانت المسافة بين الموصلات أصغر ، كلما كان تأثير القرب أقوى.
تسمى ظاهرة تركيز التيار من خلال ملف الحث على السطح الداخلي بتأثير الحلقة. التأثير الحلقي هو نتيجة لزيادة القوة الدافعة الكهربائية الذاتية للسطح الخارجي بسبب تأثير المجال المغناطيسي للتيار المتردد للملف التعريفي.
عند تسخين السطح الخارجي ، يكون التأثير الحلقي مناسبًا ، ولكن عند تسخين الطائرة والفتحة الداخلية ، سيقلل بشكل كبير من الكفاءة الكهربائية للمحث. من أجل تحسين كفاءة مستشعرات المستوي والفتحة الداخلية ، غالبًا ما يتم إعداد أدلة مغناطيسية لتغيير توزيع شدة المجال المغناطيسي ، مما يدفع التيار نحو السطح حيث يحتاج الجزء إلى التسخين. جسم موصل مغناطيسي له وظيفة قيادة التيار إلى جانبه المقابل.
يزداد تأثير السطح وتأثير القرب وتأثير الحلقة مع زيادة تردد التيار المتردد. بالإضافة إلى ذلك ، يزداد تأثير القرب وتأثير الحلقة مع زيادة المقطع العرضي للموصل ، وانخفاض المسافة بين موصلين ، وانخفاض نصف قطر الحلقة.
من معادلة توزيع شدة المجال المغناطيسي يمكن الحصول عليها.
تظهر المعادلات الأساسية لتوزيع شدة المجال المغناطيسي أن شدة تيار الدوامة تختلف بشكل كبير مع مسافة السطح. تتركز الدوامة بشكل كبير في الطبقة السطحية وتتناقص بسرعة مع زيادة المسافة. في التطبيقات الهندسية ، تم تحديد أن Ix تنخفض إلى 1 / e (e = 2.718) من السطح كعمق اختراق التيار ، معبراً عنه بـ. إذا كانت الوحدة Ω rho ، cm ، يمكن استخدامها تحت النوع للدلتا (مم)
نظرًا لأن الحرارة الناتجة عن الدوامة تتناسب مع مربع الدوامة (Q = 0.24I0 Rt) ، فإن الحرارة من السطح إلى المركز تنخفض بشكل أسرع من الدوامة. تظهر الحسابات أن 86.5٪ من الحرارة تحدث في الدلتا lamellae ، بينما لا تحدث دوامات خارج دلتا lamellae. تم تطبيق الأحكام المذكورة أعلاه بدقة كافية.
تزداد مقاومة المواد الفولاذية مع ارتفاع درجة الحرارة في عملية التسخين (في نطاق 800-900 ، مقاومة مختلف قواعد الصلب نفسها ، حوالي 10 e - 4 (Ω ، سم) ؛ النفاذية هي أساسًا دون تغيير أقل من نقطة فقدان المغناطيسية (ترتبط قيمتها بالقوة) ، ولكنها تنخفض فجأة إلى نفاذية الفراغ = 1 عندما يتم الوصول إلى نقطة فقدان المغناطيسية. لذلك ، عندما تصل درجة الحرارة إلى نقطة إزالة المغناطيسية ، فإن عمق الاختراق ستزداد الدوامة بشكل ملحوظ ، ويطلق على عمق اختراق الدوامة بعد فقدان المجال المغناطيسي "عمق الاختراق الحراري" ، ويطلق على فقدان النقطة المغناطيسية "عمق اختراق الدوامة الباردة".
يتم توزيع تغيير شدة التيار الدوامة من سطح قطعة العمل إلى العمق وفقًا لخصائص الحالة الباردة في الوقت الحالي قبل أن يقوم الحث بتبديل التيار عالي التردد وتبدأ درجة حرارة قطعة العمل في الارتفاع. عندما تكون هناك طبقة رقيقة على السطح تتجاوز نقطة الفقد المغناطيسي ، تتغير شدة التيار الدوامة عند التقاطع الداخلي المجاور للطبقة الرقيقة فجأة ، وتنقسم طبقة تسخين قطعة العمل إلى طبقتين. انخفضت شدة تيار الدوامة للطبقة الخارجية بشكل ملحوظ ، وكانت أقصى شدة تيار الدوامة عند تقاطع الطبقتين. نتيجة لذلك ، تنخفض سرعة تسخين السطح ذي درجة الحرارة العالية بسرعة ، وتتسارع درجة حرارة الوصلة وتتحرك بسرعة إلى الداخل.
طريقة التسخين الكهربائي هذه ، التي تعتمد على التيارات الدوامة "للدخول" باستمرار إلى الداخل ، فريدة من نوعها في التسخين التعريفي. في ظل ظروف التسخين السريع ، لن يسخن السطح أكثر من اللازم حتى عند استخدام طاقة كبيرة على الجزء.
عندما يفقد سمك الطبقة ذات درجة الحرارة المرتفعة المغناطيسية يتجاوز عمق اختراق تيار الدوامة الساخنة ، يزداد عمق طبقة التسخين بشكل أساسي عن طريق التوصيل الحراري ، وتكون عملية التسخين وخصائص توزيع درجة الحرارة على طول المقطع متماثلة بشكل أساسي مثل مصدر الحرارة الخارجي ، وبالتالي فإن كفاءة التدفئة أقل بكثير.
عند تسخين الأسطح إلى عمق معين ، يجب البحث عن "تسخين قابل للنفاذ" للتيار الدوامي. للقيام بذلك ، يجب اختيار التردد الحالي بشكل صحيح ويجب أن تكون سرعة التسخين المختارة قادرة على الوصول إلى عمق التسخين المحدد في أقصر وقت ممكن.
