и othocL™" nplLe?™™ ИИДуКЦИЯ В Для сталей с раТичным ^ Ь М ма™»™°™ поля Н ~—_____2_^^^J^^mt^ углерода [21]

Напряженность магнитного поля н, А/м

Магнитная индукция в, Т

С = 0,23%

79,9 • 199,2 398,5 797,0 3 985,0 7 970,0 23 910,0 79 700,0 239 100,0

С= 1,78%

0,100

0,550

0,920

1,200

1,597

1,720

1,956

2,175

2,392

Относительная магнитная проницаемость ц

С = 0,23%

1.78%

0,0115 0,0380 0,0940 0,3250 1,1860 1,3540 1,5900 1,8400 2,2150

1 000,00

2 200,00 1 840,00 I 200,00

400,00 172,50 66,50 21,80 7,99

115,00 152,00 187,50 325,00 239,00 135,00 53,20 18,45 7,40

и предварительного намагничивания Ппи Р™ Я темпеРатуРы риала ниже температуры точки Е и Р температурах мате-постоянной (несколько снижает Р остается практически

постоянной (несколько снижается в сильных полях и возрастает в слабых). При температуре точки Кюри относительная магнитная проницаемость резко падает до единицы и при дальнейшем повышении температуры остается неизменной.

Таблица 3. Удельное электрическое сопротивление металлов лри различных температурах

gS.o

Удельное электрическое сопротивление Р- 10s, Ом.м

,«« .

Удельное электрическое сопротив лсние Р- 10е, Ом. м

Сталь у

ю1н,а1м

Рис. 6. Зависимость магнитной индукции В и магнитной проницаемости ц от напряженности магнитного поля Н для низкоуглеродистой стали с содержанием углерода 0,23% (-)

и 1,78% (---)

Титан

20 200 400 600 800 950

47,8 106,0 133,0 138,0 145,0 148,0

Медь

20 30 100 200 400 600 900 1000 1083

1,68 1,73 2,34 3,00 4,80 5,76 8,00 9,60 9,89

Алюминий 20 100 300 400 500

2,66! 3,86 5,96 8,00 9,60

Электрическое сопротивление металлов с ростом температуры возрастает (табл. 3). Для ферромагнитных материалом наибольшее изменение электрического сопротивления происходит при температуре точки Кюри.

Электромагнитная сила. На проводящие тела в электромагнитном поле воздействуют электромагнитные силы, которые возникают за счет взаимодействия токов проводимости и токов намагничивания с магнитным полем. Электромагнитная сила, возникающая при взаимодействии токов проводимости с магнитным нолем, стремится переместить проводящее тело с током из зоны г большей напряженностью в зону с меньшей, а также сблизить проводники, если разность фаз токов равна нулю, и раздвинуть их при разности фаз 180°. При сварке электромагнитная сила иыбрасывает расплавленный металл из V-образной щели, что оказывает влияние на качество сварки. С понижением частоты величина электромагнитных сил возрастает.

При взаимодействии токов намагничивания (ферромагнитный материал) с магнитным полем электромагнитная сила стремится переместить тело в зону с наибольшей напряженностью магнитного поля. При этом мельчайшие частицы окалины, попадающие и воздух цеха с поверхности деформируемого и нагреваемого ферромагнитного материала, а также стружка и заусенцы притягиваются к индуктору, нагреваются в его поле до температуры точки Кюри и могут вывести из строя его изоляцию.

Напряженность магнитного поля на поверхности проводника н его свойства определяют мощность, поглощаемую проводящей средой.

2. Мощность, поглощаемая проводящей средой при высокочастотном нагреве

При нагреве изделий из проводящего материала обычно учитывается только электроэнергия, выделившаяся за счет индуктируемых в изделиях токов. Энергия, выделяемая за счет потерь па гистерезис, весьма мала и ею пренебрегают. При рассмотрении нагрева т. в. ч. стали до температуры, превышающей температуру магнитных превращений, целесообразно выделить три основных периода нагрева.

В начальный период нагрева, называемый холодным режимом, удельное электрическое сопротивление может быть принято постоянным по всему сечению и равным среднему. Обычно расчет ведется для нагрева до температуры поверхности Т0 = 600-ъ 4-650° С, при которой в среднем р = (0,60-v0,65) Ю""6 Ом-м. Магнитная проницаемость в любой точке сечения определяется по кривой намагничивания в зависимости от действующего значения первой гармоники напряженности магнитного поля.

В следующий период (промежуточный режим) на поверхности нагреваемой детали имеется слой толщиной хк, который прогрет