ความถี่ของฮีตเตอร์เหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้ามีผลต่อความลึกและความเร็วของการเจาะความร้อนอย่างไร

เอฟเฟกต์ผิวหนังซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่สำคัญในการให้ความร้อนจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าอธิบายว่ากระแสเหนี่ยวนำเกิดขึ้นใกล้กับพื้นผิวของวัสดุนำไฟฟ้าได้อย่างไร ที่ความถี่ที่สูงขึ้นเอฟเฟกต์ผิวจะเด่นชัดมากขึ้นและกระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นจะแทรกซึมเข้าไปในชั้นบาง ๆ ของวัสดุ เมื่อความถี่เพิ่มขึ้นความลึกของการเจาะนี้จะลดลง สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการให้ความร้อนบนพื้นผิวที่เร็วขึ้น แต่จำกัดความสามารถในการทำให้ความร้อนภายในของวัสดุ สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการชุบแข็งการเคลือบผิวหรือการแบ่งเบาชายความถี่สูงเป็นที่ต้องการเนื่องจากพวกเขาส่งพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพไปยังชั้นนอกโดยไม่ทำให้แกนด้านในร้อนอย่างมีนัยสำคัญ ในทางกลับกันความถี่ที่ต่ำกว่าส่งผลให้เกิดการรุกของกระแสที่ลึกกว่าทำให้ความร้อนแพร่กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งวัสดุซึ่งเหมาะสำหรับกระบวนการที่ต้องใช้ความร้อนสม่ำเสมอของปริมาตรทั้งหมด ตัวอย่างเช่นแอปพลิเคชันการปลอมแปลงโลหะและการหลอมละลายมักจะใช้ความถี่ต่ำกว่าเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุได้รับความร้อนอย่างสม่ำเสมอจากแกนกลางไปยังพื้นผิวเนื่องจากกระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับความหนาของวัสดุที่สำคัญ

ความเร็วความร้อนเกี่ยวข้องโดยตรงกับความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ ระบบทำความร้อนการเหนี่ยวนำความถี่สูงสร้างความผันผวนอย่างรวดเร็วของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งนำไปสู่ความร้อนที่รวดเร็วภายในชั้นพื้นผิวของวัสดุ เป็นผลให้ความถี่ที่สูงขึ้นเปิดใช้งานการตอบสนองทางความร้อนอย่างรวดเร็วซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานที่จำเป็นต้องใช้วัฏจักรการให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่นการประสานการแข็งตัวของพื้นผิวหรือการทำให้ความรู้สึกในการเหนี่ยวนำเป็นประโยชน์จากระบบความถี่สูงเนื่องจากอนุญาตให้มีการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุมาถึงอุณหภูมิที่ต้องการในระยะเวลาอันสั้น ในทางตรงกันข้ามความถี่ที่ต่ำกว่ามีแนวโน้มที่จะให้ความร้อนกับวัสดุช้ากว่าเนื่องจากการกระจายพลังงานมากขึ้นตลอดวัสดุ แม้ว่าสิ่งนี้อาจใช้เวลามากขึ้นในการไปถึงอุณหภูมิที่ต้องการ แต่ก็เหมาะสำหรับกระบวนการเช่นการรักษาด้วยความร้อนลึกและการหลอมเหลวซึ่งความร้อนสม่ำเสมอตลอดทั้งชิ้นงานเป็นสิ่งจำเป็น

ประสิทธิผลของการให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าไม่เพียง แต่ได้รับอิทธิพลจากความถี่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติที่แท้จริงของวัสดุเช่นการนำไฟฟ้าและการซึมผ่านของแม่เหล็ก วัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงเช่นอลูมิเนียมหรือทองแดงโดยทั่วไปต้องการความถี่ที่ต่ำกว่าเพื่อให้ได้ความร้อนที่ลึกกว่าเนื่องจากวัสดุเหล่านี้ช่วยให้พลังงานสามารถแทรกซึมได้ง่ายขึ้น ในทางตรงกันข้ามวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำเช่นสแตนเลสหรือไทเทเนียมมักจะได้รับประโยชน์จากความถี่ที่สูงขึ้นเนื่องจากพวกเขาสร้างความร้อนที่มีการแปลมากขึ้นใกล้กับพื้นผิว การซึมผ่านของแม่เหล็กของวัสดุยังมีบทบาทในการกำหนดความถี่ที่ดีที่สุด สำหรับวัสดุแม่เหล็กความถี่ที่ต่ำกว่ามักจะทำงานได้ดีขึ้นเนื่องจากพวกมันสร้างกระแสที่เหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นซึ่งเจาะลึกลงไปในวัสดุ สำหรับวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กความถี่ที่สูงขึ้นจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากทำให้เกิดผลการให้ความร้อนที่เข้มข้นมากขึ้นที่พื้นผิว

ความถี่ที่ดีที่สุดสำหรับ เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันเฉพาะและผลลัพธ์ที่ต้องการ การแข็งตัวของพื้นผิวต้องใช้ระบบความถี่สูงเนื่องจากกระบวนการเหล่านี้มุ่งเน้นไปที่การให้ความร้อนชั้นด้านนอกของวัสดุที่อุณหภูมิเฉพาะสำหรับการชุบแข็งในขณะที่ทำให้อุณหภูมิแกนลดลงเพื่อรักษาความทนทานและความแข็งแรงของวัสดุ สำหรับการใช้งานการให้ความร้อนเป็นจำนวนมากเช่นการปลอมโลหะหรือการหลอมละลายจะใช้ความถี่ที่ต่ำกว่าเนื่องจากอนุญาตให้มีการเจาะลึกของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ลึกกว่าเพื่อให้มั่นใจว่ามวลของวัสดุทั้งหมดถูกทำให้ร้อนเท่ากัน สิ่งนี้มีความสำคัญสำหรับการใช้งานเครื่องทำความร้อนในอุตสาหกรรมที่มีความสม่ำเสมอเป็นสิ่งจำเป็น