金属感应加热炉加热时的温度分布

感应加热时电能通过金属的透人层变为热能，再依靠本身的热传导能力使热能由高处向低处传递，也就是由表E向中心传递，向中心传递过程中又不断地主要以热辐射的形式损失热能。热加工工艺要求被加热的工件坯料径向和轴向（截面和长度）方向温度有一定要求。

1.径向温度

径向温度的大小与输人T件的表面功率密度（W/cm2)和被加热材料的导热系数有关，与频率和加热时间有关，图3-8-1〜图3-8-4分别为不锈钢（不导磁）、导磁钢、铝、铜4种材质的温度分布曲线。

温度低于居里点时，电流透入深度薄，表面温度较心部温度高很多，起始阶段功率和电流是下降的，这是因为钢的电阻率随温度的增加而增加，而电流透人深度没有达到热态时的电流透人深度，涡流流通路径的截面小，电阻大为增加，所以在相同感应电势下，电流减少，功率也减少。随着电流透入深度接近热态的电流透入深度，涡流流通的面积增加，导致流通路径电阻减少，电流上升，功率也上升，直至到达功率的最大值，到达居里点时功率下降了，U=1涡流流通的电阻下降，电流上升，而电流透入深度保持在一个定值上，电流也就大致保持在一个稳定的值，而功率却大大的下降，这时由于工件的失磁漏感增加，负栽功率因数CO#降低。

对于导磁钢，在冷态居里点温度之前电流大一些，输人功率也大一点，热态（过居里点）电流变小，功率变小，才能使钢材加热到所霱要温度。从室温(2(TC)加热到居里点之前大约送入2/3功率，占整个加热时间的约1/3，过居里点之后大约为送入功率的1/3，却约占整个加热时间的2/3。

有色金属和非导磁钢不受居里点影响，工件升温是逐渐进行，近乎线性变化，温差恒定，只有停电离开感应加热炉之后表面降温，心部升温才能达到心表温度之均衡。

当然可以采用离开感应加热炉之后加保温套。这种保温套可以是保温材料构成，也可以是电阻炉构成，甚至将整个加热过程分成二大段，开始输入大功率加热升温，后一个阶段采取小功率的保温。对于铝合金的加热要特别注意感应加热的特点，在感应加热过程中铝的表层敢热很快，在表层下却升温很快，会造成表层下一个局部过热甚至熔化的金属环，粗晶环的形成，所以对铝锭的感应加热配置的功率、频率不宜太大、太高。

对于工件大小和功率一定的情况下，采用不同的频率可以得到不同升温曲线，随着时间的推移温度升高，温差减少。 不同直径d应选择不同的透人深度1选择频率甚高时涡流只在一个极其薄层中流通，工件发热反而减少，心表温度增大；当选择频率过低，外侧面涡流在心部流向相反，这个被抵消的因索是不能忽视的，会出现心部发黑的现象，通常界定实心圆棒料#=3.5为最佳值。铁磁物质应以热态时选择合理的频率。