[發明專利]焊接熱處理用中頻感應加熱器

有效

• 申請號: 201510054211.8
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104651578A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 魏國琴;肖玲
• 申請（專利權）人: 揚中市盛達電器制造有限責任公司
• 主分類號: C21D1/42
• 分類號: C21D1/42;C21D9/50
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

技術領域

本發明涉及一種中頻加熱設備，具體說是一種焊接熱處理用中頻感應加熱器，屬于管道焊接輔助設備技術領域。

背景技術

目前我國電站、化工建設中合金管道焊接熱處理主要采用陶瓷電阻加熱器外加保溫棉進行。缺點是管道焊縫內外壁溫差過大，焊縫硬度高，韌性差，熱處理質量低，焊縫的殘余應力大，許多電站因為這種原因使用不到十年焊縫就產生了裂紋，只能割斷重新焊接甚至更換整條管道（設計壽命應為30年）。并且該材料完全依賴從日本、美國等地進口，浪費巨大；開采陶瓷礦和瓷件在窯爐燒制過程中排碳和產生的霧霾對環境破壞嚴重，且不可恢復。易碎和報廢的陶瓷無法再回收利用，幾乎不會被分解，繼而造成二次污染。

少量進口的串聯諧振熱處理中頻電源頻率較高，一般在5000Hz以上，且工作過程中頻率變化較大，最高達20000多Hz。負載電感量較小，一款35KW中頻電源的負載電感量要求在5μH-50μH之間，我國100萬千瓦火電的主蒸汽管的外徑560mm，管壁厚度達115mm，規程要求感應加熱寬度為壁厚的6倍以上，感應線圈最小寬度為690mm，如果滿足寬度必加大感應圈的匝間距，會造成工件溫度不均勻，且功率小無法滿足工藝要求。負載線分布電感不得超過10μH，過大的電感量會降低工件加熱功率。并且作業半徑小，較遠的特殊位置工件無法進行熱處理，且進口產品造價較高。而且串聯諧振的槽路電感加熱器與諧振電容為串聯連接，一旦由于干擾丟失一個觸發脈沖信號，槽路立即停止震蕩，熱處理會被迫中斷。

通常電站化工用P91、P92類耐熱鋼焊后熱處理溫度為760℃左右，居里點740℃，當760℃恒溫時的透熱深度為500÷（頻率）^1/2(mm);?可見頻率越高，透熱越淺，管道的內外壁溫差越大，熱處理效果越差。但是頻率越高負載線的集膚效應越大，線會過熱，載流量下降。35KW以上的都采用水電纜供電，由于施工先場環境惡劣，常因人為損壞故障停機。水冷的感應加熱器也因為突發停電故障得不到循環水冷卻，漏液至熱處理工件使其淬火損壞。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出一種焊接熱處理用中頻感應加熱器，通過準確的設計，工裝簡單，且不至于使加熱圈過熱而燒壞絕緣層，可把頻率為700Hz-2500Hz，電壓0-750V的中頻交流電經過中頻感應加熱器產生的電磁傳遞給要加熱的金屬管道工件，電磁經管道工件感應產生電能，隨之電能在金屬管道內部轉變為熱能進行熱處理，耐壓2000V交流一分鐘不擊穿，提高了加熱器感應線圈的熱處理效果。

本發明解決以上技術問題的技術方案是：

一種焊接熱處理用中頻感應加熱器，其由金屬導電體繞成彈簧狀的線圈，線圈與被加熱的金屬管道并不直接接觸，固定在金屬管道保溫棉外側（保溫厚度40mm-100mm），把頻率為700Hz-2500Hz，電壓為0-750V的中頻交流電經過中頻感應加熱器產生的電磁傳遞給要加熱的金屬管道工件，電磁經管道工件感應產生電能，隨之電能在金屬管道內部轉變為熱能進行熱處理；金屬導電體的橫截面積設定為：金屬導電體的橫截面積對應的數值大于等于中頻感應加熱器的最大加熱功率對應的數值×0.8，小于等于中頻感應加熱器的最大加熱功率對應的數值×2，其中金屬導電體的橫截面積的單位為mm²，中頻感應加熱器的加熱功率的單位為KW。

本發明進一步限定的技術方案是：

前述的焊接熱處理用中頻感應加熱器，其中金屬導電體的長度為：3.14×D×N，允許的誤差為+10%，即3.14×D×N≤金屬導電體的長度≤3.14×D×N×110%，金屬導電體的長度的單位為cm；其中，N為所述線圈的匝數，單位為匝，N=(L×l+0.45×l×D)?^1/2÷(0.083×D)，上式中，?D為所述線圈的橫截面的內直徑，即線圈所形成圓柱體的橫截面的內直徑，單位為cm；l為所述線圈的的電感量，單位為μh；L為線圈的長度，即線圈形成的圓柱體的底面至頂面的垂直距離，單位cm。

前述的焊接熱處理用中頻感應加熱器，其中金屬導電體可以采用多股銅線攪制達到一定的橫截面，對于銅材質，金屬導電體的橫截面積對應的數值大于等于中頻感應加熱器的最大加熱功率對應的數值×0.8，小于等于中頻感應加熱器的最大加熱功率對應的數值×2。

前述的焊接熱處理用中頻感應加熱器，其中金屬導電體可以采用多股鋁線攪制達到一定的橫截面，對于鋁材質，金屬導電體的橫截面積對應的數值大于等于中頻感應加熱器的最大加熱功率對應的數值×1，小于等于中頻感應加熱器的最大加熱功率對應的數值×2。