誘導加熱周波数：選択要因と基準

誘導加熱は、金属や導電性物質を加熱する画期的な技術です。素早く、安定した、的を絞った熱を提供します。その結果、いくつかの産業で利用されている。誘導加熱の使用は、金属のろう付け、表面硬化、予熱などで一般的です。とはいえ、用途ごとに誘導加熱は異なる周波数で動作する。なぜでしょう？さて、いくつかの要因が誘導加熱周波数の選択に影響を与えます。この記事では、それらの側面について説明します。しかしその前に、誘導加熱周波数の歴史を見てみましょう。

IHヒーター使用頻度の変遷

誘導加熱は非接触加熱である。ある程度の加熱周波数を利用して導電性材料を加熱する。今日、誘導加熱装置は 製造業における主要なツールである。しかし、この技術は最初からそれほど効率的だったわけではない。発明以来、誘導加熱は長い道のりを歩んできた。イギリスの科学者マイケル・ファラデーは、1831年に誘導加熱の基礎を発見した。彼は誘導加熱の助けを借りて金属を溶かすという概念を導入した。1935年、初めて誘導加熱が話題になった。当時、発電源は3つしかなかった。アーチ型放電発電機、モーター発電機、チューブ発電機である。アーチ型発電機は効率の低い発電機だった。一方、モーター発電機は10kHzまでの周波数で500kWしか発電できなかった。真空管発振器は、高い誘導加熱周波数を発生させるための唯一の選択肢であった。残念ながら、真空管発振器は大型で性能が低いという問題があった。その後、ソリッドステート電源が登場した。それは誘導加熱技術を何度もアップグレードした。今日でも、SSP（ソリッド・ステート・パワー）電源はMHzの周波数で誘導加熱を発生させる。5MHz以上の周波数を発生させることができる。

誘導加熱周波数選択の影響因子

今日、誘導加熱は世界中で使用されている。焼きなまし、焼き入れ、ろう付け、焼きばめ、はんだ付けなどによく使われるようになりました。そして、それぞれの用途に対して、誘導加熱は異なる周波数で機能します。誘導加熱周波数の選択には、いくつかの側面が影響します。以下にいくつかの重要な点をまとめました。

• 加熱時間と生産量
• 使用されている金属の種類
• ワークの直径
• 硬度の深さとヒートパターンのコントロール
• インダクターの効率とその設置
• 電気力学的な力
• 機器のコストとサイズ

誘導加熱周波数（F）の選択は、加熱パワー（P）と時間（T）を念頭に置いて達成される。様々な実験的、理論的研究が誘導加熱周波数選択の推奨を提供しています。以下に用途別の誘導加熱周波数選択の推奨事項をご覧ください。

表面硬化のための誘導加熱周波数の選択

表面硬化は、誘導加熱を利用した金属処理である。このプロセスは、金属の外表面の硬度を強化する。しかし、コアは柔らかいままである。表面硬化は最も複雑な加熱プロセスのひとつです。このプロセスには、さまざまな形状と熱処理仕様が含まれる。そのため、加熱周波数の選択について一般的な提案をすることは難しい。多くの専門家は、表面硬化の周波数選択について、以下の点を提案している。

• オペレーターは、硬化のための周波数、時間、パワーを正確に計算しなければならない。
• 誘導加熱周波数は、歯ピッチによって狭い範囲でなければならない。小歯車の場合、加熱パワーは大きく、急速でなければならない。
• ワークの要件に応じて誘導加熱周波数を選択します。

異なる表面硬化深さに適したいくつかの誘導加熱周波数範囲：

ろう付け用誘導加熱周波数の選択

誘導ろう付けは、誘導加熱を用いて2つの金属を接合するプロセスである。多くの産業で、従来の火炎ろう付けの代替として使用されている。ろう付けにおける誘導加熱周波数の選択には、いくつかの要因が影響する。ろう材、溶接深さ、ワークの厚さなどである。しかし、周波数範囲は15～300 kHzに留まることが多い。

溶解のための誘導加熱周波数の選択

誘導溶解とは、誘導炉を使用して金属を溶解するプロセスである。炉は金属が融点に達するまで高熱を発生させる。一般的に、オペレーターは誘導溶解機の周波数を3～30kHzの間に設定する。しかし、それはすべて金属材料とその溶解能力に依存します。どの金属にも明確な溶解能力があります。

鍛造用誘導加熱周波数の選択

誘導鍛造では 、誘導加熱器を使って金属を予熱する。その後、ハンマーやプレスの助けを借りて変形させる。金属は変形できるように一定の温度まで加熱される。誘導ヒーターは安定した加熱を提供する。しかし、加熱の頻度はワークピースの直径によって決定される。鍛造用途のための誘導加熱周波数選択のための推奨事項：

結論

誘導加熱の周波数選択には、いくつかの要因が影響することがお分かりいただけたと思います。そして周波数の選択は、用途、金属の種類、深さ、ワークの直径に基づいて行われます。周波数について確信が持てない場合は、専門家から推奨を受けるとよいでしょう。