[發明專利]在片狀金屬結構中引起局部加熱的方法、設備和工作頭

有效

• 申請號: 201780062443.5
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN109997412B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: R·梅切特利
• 申請（專利權）人: R·梅切特利
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06;H05B6/10;H05B6/14
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;李輝

本發明涉及在片狀金屬結構中引起局部加熱的方法、設備和工作頭。所述方法包括提供包括待加熱區域的片狀金屬結構的步驟。在另一步驟中，提供磁場發生器，在另一步驟中，磁場發生器被定位為在待處理區域中與片狀金屬結構相鄰，使得磁場發生器與片狀金屬結構一起形成諧振電路結構。在另一步驟中，將具有特定頻率的至少一個校準電流脈沖施加到諧振電路結構，以便確定諧振電路結構的諧振頻率。在另一步驟中，將至少一個功率電流脈沖施加到諧振電路結構，該電流脈沖的工作頻率對應于通過至少一個校準電流脈沖確定的諧振電路結構的諧振頻率。

技術領域

本發明涉及用于從片狀金屬結構去除凹痕的方法和設備，具體地，涉及用于通過感應加熱從非鐵磁片狀金屬結構去除凹痕的方法和設備。

背景技術

2001年2月15日公布了屬于Advanced Photonics Technologies AG的WO 01/10579 A1，其公開了用于從片狀金屬部件去除凹痕的方法和設備。因此，片狀金屬部件被燈局部加熱。加熱以基本上無接觸的方式進行，目的是產生機械應力梯度，該機械應力梯度使凹痕變直。該文獻還公開了通過感應裝置或通過定向的熱空氣流施加熱量。該申請中詳細描述的設備包括具有燈和反射器的罩。

2006年11月16日公布了屬于Ralph Meichtry的WO 2006/119661 A1，其公開了用于基于電磁能量從片狀金屬結構去除凹痕的方法和設備。該設備包括工作頭，該工作頭可以通過連接電纜與功率設備互連。為了去除凹痕，將工作頭定位在待處理區域中并使其與片狀金屬相接觸。隨后，通過工作頭施加磁場，該磁場在片狀金屬上產生磁力，導致凹痕變形。該設備適于從鐵磁片狀金屬結構去除凹痕。

2016年2月11日公布了屬于Ralph Meichtry的WO 2016/020071 A1。該文獻公開了一種通過局部感應加熱從鐵磁片狀金屬結構去除凹痕的系統，該局部感應加熱由交變磁場及其相關的局部熱膨脹引起。所公開的系統特別適合于以精確且易操作的方式從鐵磁片狀金屬結構去除凹痕。

發明內容

已知的系統具有若干缺點。輻照加熱(例如通過燈進行加熱)可能會在底下的片狀金屬被充分加熱之前對吸收輻照的表面(例如清漆涂層)造成熱損傷。另外，使用磁場以便在片狀金屬結構上產生磁力的系統僅可應用于鐵磁金屬，如果用于非鐵磁金屬則會失效。對于使用傳統感應裝置的系統也是如此，這種系統在用于鐵磁材料時正常工作，但在用于非鐵磁金屬時失效。

非鐵磁金屬包括鋁、鎂、鈦和銅。然而，本發明不限于用于這些金屬。在本發明的語境中，鋁、鎂、鈦和銅應被理解為也指它們的合金。

傳統的感應加熱系統在用于非鐵磁片狀金屬結構時失效的原因在于，它們不能在片狀金屬結構中引起足夠的局部加熱，因此不能形成使凹痕變直所需的機械應力梯度。有幾個機制是造成這種情況的原因。

鐵磁片狀金屬結構的傳統感應加熱奏效的主要效應是交變磁場引起的磁滯損耗。磁滯損耗使得能夠對大多數鐵磁金屬進行高效且空間上集中的加熱，直至其特定的居里溫度。在非鐵磁材料(相應地為非鐵材料，例如鋁)中，通過磁滯損耗進行加熱是不可能的。在這些材料中，加熱主要是通過渦電流引起的。然而，許多非鐵基合金(例如鋁)具有比大多數鐵基合金低得多的電阻。此外，由于這些合金是非鐵磁的，因此它們表現出更大的趨膚深度。因此，在這些材料中感應的渦電流將在更厚的層中流動，這比薄層相比具有更低的電阻。因此，如果與鐵磁材料中的焦耳加熱相比，大多數非鐵磁材料中的焦耳加熱顯著減少并且空間集中度更低。

此外，特別地，如果與例如大多數鐵基合金相比，鋁具有相對高的熱導率。因此，鋁中產生的熱在空間上相對高效地分布，導致大面積熱膨脹，并因此導致待矯直的凹痕區域中的機械應力梯度變低。因此，凹痕不會變直。