高頻加熱法

高頻電源的基本工作原理及結(jié)構(gòu)：把外部提供的50Hz的交流電直接整流成高壓直流電，然后采用功率器件MOS管或IGBT經(jīng)過電容和電感組成的LC震蕩電路將直流電逆變?yōu)楦哳l交流電，高頻交流電通過高頻變壓器變成低壓高頻電源輸出。

高頻感應(yīng)加熱電源通常采用逆變調(diào)功方式，逆變調(diào)功可以分為三類：

(1)頻率調(diào)制(PFM)。頻率調(diào)制的方法就是調(diào)節(jié)逆變開關(guān)管的開關(guān)頻率，從而改變輸出阻抗來達(dá)到調(diào)節(jié)輸出功率的目的。這種調(diào)功方式比較常用，優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)方法比較簡(jiǎn)單，而且較容易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。但是，功率調(diào)節(jié)線性不好，而且調(diào)節(jié)范圍不大。

(2)脈沖密度調(diào)制(PDM)。PDM就是通過控制脈沖密度，從而控制輸出平均功率，來達(dá)到控制功率的目的。這種控制方法較容易實(shí)現(xiàn)，但是由于是問斷加熱，所以加熱效果不好。

(3)脈沖寬度調(diào)制(PWM)。PWM通過調(diào)節(jié)逆變開關(guān)管的一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間來調(diào)節(jié)輸出功率。這種方法等同于普通開關(guān)電源的調(diào)制方法，調(diào)節(jié)線性好，范圍大，但是不容易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。

高頻電源選擇主要考慮以下幾方面：

(1)結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)焊接設(shè)備的情況選擇單體式或分體式。

(2)加熱功率。根據(jù)加熱工件的大小確定功率，一般鋸片、薄壁鉆焊接的功率為15～25kW，滾筒、磨盤焊接選擇功率36～46kW。

(3)振蕩頻率。振蕩頻率與焊接效率及深度有關(guān)，鋸片薄壁鉆焊接頻率為15～50kHz。硬質(zhì)合金等導(dǎo)磁率低的材料焊接頻率為150～250kHz。

(4)感應(yīng)圈的匝數(shù)范圍。有些電源可以單匝或多匝，有些電源必需是多匝。用戶可以根據(jù)高頻電源輸出變壓器、加熱工件的尺寸、加熱功率等因素綜合考慮確定感應(yīng)圈的結(jié)構(gòu)。一般多匝效率高，頻率會(huì)低些。

(5)測(cè)溫與控溫。隨著焊接質(zhì)量要求的不斷提高，要求在焊接過程中控制焊接溫度，一般采用紅外線測(cè)溫專用的溫度控制器控制恒定的溫度。 2100433B

高頻感應(yīng)加熱，是將工頻交流電轉(zhuǎn)換成頻率一般為15～200kHz甚至更高的交流電，利用電磁感應(yīng)原理，通過電感線圈轉(zhuǎn)換成相同頻率的磁場(chǎng)后，作用于處在該磁場(chǎng)中的金屬體上。利用渦流效應(yīng)，在金屬物體中生成與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的感生旋轉(zhuǎn)電流(即渦流)。由旋轉(zhuǎn)電流借助金屬物體內(nèi)的電阻，將其轉(zhuǎn)換成熱能。同時(shí)還有磁滯效應(yīng)、趨膚效應(yīng)、邊緣效應(yīng)等，也能生成少量熱量，它們共同使金屬物體的溫度急速升高，實(shí)現(xiàn)快速加熱的目的。

高頻電流的趨膚效應(yīng)，可以使金屬物體中的渦流隨頻率的升高，而集中在金屬表層環(huán)流。這樣就可以通過控制工作電流的頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬物體加熱深度的控制，又充分地利用能量。

電加熱法是一種用于冬天的加熱法。

電加熱法electric heat method

冬期澆筑的混凝土利用電能加熱養(yǎng)護(hù)，包括電極加熱、電熱毯、工頻渦流、線圈感應(yīng)和紅外線加熱法。2100433B

平均氣溫很低或構(gòu)件表面系數(shù)很大時(shí)可以利用低壓飽和蒸汽加熱混凝土，從而在較短的養(yǎng)護(hù)時(shí)間內(nèi)使混凝土獲得較高的強(qiáng)度或達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)。蒸汽加熱法分為兩類，一是使蒸汽與混凝土直接接觸，利用蒸汽的濕熱作用加熱混凝土，如蒸汽室法、蒸汽套法和內(nèi)部通氣法；另一是將蒸汽做為熱載體，通過某種形式的散熱器將熱量傳導(dǎo)給混凝土加熱混凝土，如毛管法和熱模法。蒸汽加熱法是利用蒸汽的濕熱作用加熱混凝土，由于蒸汽溫度高于混凝土溫度，蒸汽壓高于混凝土內(nèi)氣壓，蒸汽將在混凝土表面發(fā)生凝結(jié)，依靠凝結(jié)放熱將蒸汽熱傳導(dǎo)給混凝土，使混凝土在較高的溫度下硬化，同時(shí)又供給一定的水分，使混凝土的硬化過程中不致蒸發(fā)過量而干燥脫水。蒸汽加熱法生產(chǎn)效率高、工程質(zhì)量好，需要鍋爐設(shè)備，施工現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)管道多，適用于具有蒸汽設(shè)施的擴(kuò)建工程。

蒸汽加熱法應(yīng)優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰硅酸鹽水泥，水泥用量不超過350kg/m³混凝土，水灰比控制在0.4～0.6，坍落度不超過50mm。摻有引氣型外加劑或氯鹽的混凝土，不宜采取蒸汽加熱法。選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥蒸汽加熱法養(yǎng)護(hù)的混凝土最高加熱溫度不得超過80℃；選用礦渣硅酸鹽水泥和火山灰硅酸鹽水泥，不得超過95℃。蒸汽加熱法養(yǎng)護(hù)整體澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，必須按規(guī)定控制升溫和降溫速度，以避免出現(xiàn)裂縫。 2100433B

(1)蒸汽加熱法采用低壓飽和蒸汽(工作壓力小于70kPa)養(yǎng)護(hù)混凝土，以防止表面出現(xiàn)脫水現(xiàn)象和產(chǎn)生裂紋。

(2)蒸汽加熱法養(yǎng)護(hù)混凝土，采用普通硅酸鹽水泥，不宜超過80℃；礦渣硅酸鹽水泥，可提高到85-95℃，以防止蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土由于養(yǎng)護(hù)溫度過高，而引起的混凝土后期強(qiáng)度降低現(xiàn)象。

(3)蒸汽加熱法養(yǎng)護(hù)整體澆筑結(jié)構(gòu)時(shí)，加熱時(shí)的升溫速度有一定的限制。

(4)蒸汽加熱養(yǎng)護(hù)的混凝土結(jié)構(gòu)，拆模時(shí)應(yīng)在混凝土冷卻到 5℃后進(jìn)行，如果混凝土溫度與外界空氣溫度相差超過20℃時(shí)，拆模后為使混凝土表面的冷卻緩慢進(jìn)行，應(yīng)暫時(shí)用適當(dāng)?shù)谋夭牧霞右愿采w。

(5)蒸汽加熱養(yǎng)護(hù)的混凝土在冷卻前有較高的脆性，因此不允許承受沖擊或振動(dòng)荷載的作用。

(6)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)法的結(jié)構(gòu)，不宜采用高標(biāo)號(hào)水泥。水泥品種宜采用礦渣或火山灰水泥，不得使用礬土水泥。

(7)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)法的混凝土，每立方米混凝土的水泥用量不宜超過350kg，混凝土的水灰比為0.4～0.6，坍落度宜在5cm以下。