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用于热成形的拼焊板感应加热

为了加快用于生产热成形件的坯料加热速度,SMS Elotherm 开发出拼焊板感应加热机并将其集成到现有冲压硬化试生产线中。原型机用于测试感应加热技术投入量产的可能性。

高强度车身零件

冲压硬化用于生产高强度车身零件。感应热成形工艺的第一步是让拼焊板在超过 900°C 的温度下奥氏体化。然后,奥氏体化拼焊板自动进入水冷冲模,在其中一次性成形并快速冷却。因快速冷却而产生马氏体微观结构,进而得到高强度车身零件。


关键特性

时间节约多达 50%
制作杂几何形状
能源成本降低
排放

技术

在汽车行业内使用感应加热技术完成热成形

在汽车行业内,热成形工艺对生产碰撞安全相关车身零件至关重要。使用这种生产工艺也可为轻量化汽车构造带来巨大潜力,进而降低油耗并减少尾气排放。

SMS Elotherm GmbH 技术独到之处:

感应器纵向磁通与横向磁通加热模式

为了使拼焊板能够均应加热到高达 950°C 的温度,专门开发出可在纵向磁通与横向磁通加热模式下运行的感应器。动态定位感应器,尽可能避免边缘过热。加热测试显示,在纵向磁通加热模式下,温度可达 950°C,与传统炉加热相比,时间节约 50% 左右。

用于生产车身零件的感应加热机

在感应加热中,由交流电驱动的线圈(感应器)产生交变电磁场。如果将导电工件(例如金属板材)放在这一场内,就会在工件内部感应出涡电流,并因电阻损耗而使工件加热。此外,对于铁磁材料,还因阻滞损耗而加热。
就纵向磁通感应器而言,交变磁场线与板面平行。在板厚为 1 至 2 mm,纵向磁通感应器在中频范围内工作的情况下,感应电流穿透深度作用使温度可以高达居里温度。对于 22MnB5 钢材来说,这一温度约为 740°C。纵向磁通加热优势在于加热均匀性高。就横向磁场和平板感应器而言,交变磁场线与板面垂直。可达到超过材料熔点的温度。

用于坯料加热的感应加热机

感应加热机的关键组件是变频器、电容器组、感应器、过程控制单元以及用于消除耗散功率的二次冷却装置。图 3 显示机床组件的空间布置,以及感应加热机的关键电气组件连接示意图。二次冷却装置、电源变压器和系统控制组件并未显示在图中。在预成形坯料加热机中,两个感应器(4 和 5)、变压器 (3) 与电容器 (2) 共同构成共振电路。在此使用的变频器 (EloMatEM 22PI) 额定功率为 800 kW,最高频率为 10 kHz。可通过气动开关连接多个电容器以调整共振频率。通过在 300 至 1,000 V 范围内设置目标电压调整变频器输出功率。

无需更换感应器即可加热不同工件

感应器经过专门设计,在纵向或横向模式下均可连接感应器,无需更换感应器即可实施不同的加热模式。感应器由扁平线圈绕组(位于工件上下两侧)组成,可通过相应的端子连接,用作横向磁通或分体纵向磁通感应器。图 4 即为所述连接模式示意图,显示横向和纵向模式下磁场线分布。

下载:

Fachbericht: Entwicklung einer Anlage zur induktiven Erwärmung von Formplatinen

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