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一、电磁感应加热原理

法拉第在电磁感应现象中指出，当导体的两端处于交变磁场中时，会产生出感应电动势，通过闭合回路感应电动势又会产生感应电流。感应加热就是通过在导体中产生涡流进而产生焦耳热来加热物体的基本原理。

当给感应线圈通以交变的电流后，在线圈内外产生交变的磁场，因此当物件切割磁力线时，产生涡流。涡流来产生焦耳热，使设备温度瞬时升高，进而达到加热的目的。

由法拉第电磁感应定理内容可知，在闭合回路中所产生的感应电动势E的大小，与穿过回路的磁通量的变化率成正比。其公式为：

E=-Ndφ/dt

式中：E-感应电动势，单位V;N-感应加热线圈匝数;dφ/dt-每秒穿过闭合回路内磁力线的变化。

由焦耳—楞次定律知：当给感应线圈通以交变电流后，物件内部切割磁力线产生感应电动势E，使设备表面产生涡流I，进一步产生焦耳热Q。用公式表示为：

Q=I2Rt

式中：Q-产生的热量，单位J;I-感应电流，单位A;R-电阻，单位Ω;T-加热时间，单位s。

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电磁感应加热是将工件置于有足够功率输出的通有一些频率交流电的感应线圈中，由于电磁感应而在工件中形成强大的感应电流(涡流)从而使工件加热的一种方法。

根据频率不同分为高频(f≥100kHz)、超音频(f=10kHz～100kHz)、中频(f<10kHz)、低频(f=50Hz)。高频及超音频主要用于表面淬火，中频广泛用于金属的焊接热处理加热，低频主要用于对大工件的整体加热、退火等。

一、电磁感应加热特点

1、集肤效应。在感应加热时，当线圈中通以一些频率的交流电时，由于电磁感应，工件中的涡流密度随磁场强度由表面向内层逐渐减小而相应减小的现象。集肤效应跟频率有关，频率越大，集肤效应越明显。

2、临近效应。两个相邻的通以交流电的导体，由于磁场的相互影响而使导体中的电流重新分配，当相邻导体为同向电流时，zui大电流出现在导体外侧，反之，较大电流出现在导体内侧。临近效应对感应加热是有利的，但当工件与线圈间隙不均匀时，会导致电流分布不均匀而造成对工件的不均匀加热。

3、圆环效应。交流电通过圆环形线圈传输，较大电流密度会出现于线圈内侧。圆环效应对加热圆柱形工件是有利的。

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一、电磁感应加热的优势

传统的通过燃烧产生明火对设备进行加热的方式，原理是通过特殊设备将热量传导到被加热物体，以达到加热的目的。这种加热方式下，由于大部分热能在燃烧过程中散发到空气中，热能得不到充分利用，同时会产生像二氧化硫、二氧化氮及一氧化炭等对人体有害的气体，还会造成环境污染。

通过分析用传统明火方式存在很多诸如对人体以及对环境危害并且造成大部分热能的浪费的缺点，因此与其相比感应加热技术具有如下优势：

1、加热速度快，在加热过程中温度上升的速度比较快。

2、非接触式加热方式，操作起来比较方便、安全而且被加热物体的表面氧化程度小。

3、加热效率高，资源浪费少，节能。

4、可以通过设定加热时间来控制温度，这样可把温度控制到一个点上。

5、占地面积小，工作环境不会产生对人体有害且污染环境的气体，噪声污染较小。

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一、电磁感应加热原理：

电磁感应加热是利用自加热和加热导体引起的高频磁场中产生的感应电流。磁场感应涡流原理，即通过线圈的电流产生磁场，在磁金属材料内的磁场会使金属体产生无数的小涡流，金属材料本身高温加热金属材料体，达到物体的温度。交流输出装置，通过感应线圈交变磁场在电磁场中的金属物体中的作用，产生许多封闭的旋转电流的对象。由于电流具有热效应，它会产生大量的热内对象。此外也有一个滞后损失，它也使一个对象在一些的热量存在差异。因此，该对象将在一个很短的时间内急剧变暖，一般来说，高频用于加热工件，表面加热在浅层深度，低频率是用来加热一个大型金属工件，如气缸，较大穿透深度可达15mm。

电磁感应加热原理虽然比较简单，但实际应用仍然取决于多种因素：利用电阻率和材料的磁导率；工频电源的选择；具体的操作方法的加热，会影响电磁感应加热的应用。

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一、电磁感应加热应用范围：

1.造船海工

普遍用于各种含碳金属材料的焊前预热和焊后热处理，对于落后的电阻丝加热和火焰加热方式具有显著的替代优势，同时可以替代传统落后的化石能源。

2.机械行业

可以应用于与金属表面的热处理，其效果比传统处理方式有显著提高，其他如各种机械零件的淬火，以及淬火后的回火、退火和正火等热处理的加热，以及压力加工前的透热。

3.压力容器

由于锅炉和压力容器在服役期间一旦发生失效将造成灾难性的损失，所以安全可靠性非常重要。电磁加热设备具有的缓升缓降控温功能，可以对压力容器的焊接接头进行消氢处理，使其在焊后缓慢冷却，大大减少出现冷裂纹或焊接缺陷的概率。

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