高频加热法

高频电源的基本工作原理及结构：把外部提供的50Hz的交流电直接整流成高压直流电，然后采用功率器件MOS管或IGBT经过电容和电感组成的LC震荡电路将直流电逆变为高频交流电，高频交流电通过高频变压器变成低压高频电源输出。

高频感应加热电源通常采用逆变调功方式，逆变调功可以分为三类：

(1)频率调制(PFM)。频率调制的方法就是调节逆变开关管的开关频率，从而改变输出阻抗来达到调节输出功率的目的。这种调功方式比较常用，优点是调节方法比较简单，而且较容易实现软开关。但是，功率调节线性不好，而且调节范围不大。

(2)脉冲密度调制(PDM)。PDM就是通过控制脉冲密度，从而控制输出平均功率，来达到控制功率的目的。这种控制方法较容易实现，但是由于是问断加热，所以加热效果不好。

(3)脉冲宽度调制(PWM)。PWM通过调节逆变开关管的一个周期内导通时间来调节输出功率。这种方法等同于普通开关电源的调制方法，调节线性好，范围大，但是不容易实现软开关。

高频电源选择主要考虑以下几方面：

(1)结构形式。根据焊接设备的情况选择单体式或分体式。

(2)加热功率。根据加热工件的大小确定功率，一般锯片、薄壁钻焊接的功率为15～25kW，滚筒、磨盘焊接选择功率36～46kW。

(3)振荡频率。振荡频率与焊接效率及深度有关，锯片薄壁钻焊接频率为15～50kHz。硬质合金等导磁率低的材料焊接频率为150～250kHz。

(4)感应圈的匝数范围。有些电源可以单匝或多匝，有些电源必需是多匝。用户可以根据高频电源输出变压器、加热工件的尺寸、加热功率等因素综合考虑确定感应圈的结构。一般多匝效率高，频率会低些。

(5)测温与控温。随着焊接质量要求的不断提高，要求在焊接过程中控制焊接温度，一般采用红外线测温专用的温度控制器控制恒定的温度。 2100433B

高频感应加热，是将工频交流电转换成频率一般为15～200kHz甚至更高的交流电，利用电磁感应原理，通过电感线圈转换成相同频率的磁场后，作用于处在该磁场中的金属体上。利用涡流效应，在金属物体中生成与磁场强度成正比的感生旋转电流(即涡流)。由旋转电流借助金属物体内的电阻，将其转换成热能。同时还有磁滞效应、趋肤效应、边缘效应等，也能生成少量热量，它们共同使金属物体的温度急速升高，实现快速加热的目的。

高频电流的趋肤效应，可以使金属物体中的涡流随频率的升高，而集中在金属表层环流。这样就可以通过控制工作电流的频率，实现对金属物体加热深度的控制，又充分地利用能量。

电加热法是一种用于冬天的加热法。

电加热法electric heat method

冬期浇筑的混凝土利用电能加热养护，包括电极加热、电热毯、工频涡流、线圈感应和红外线加热法。2100433B

平均气温很低或构件表面系数很大时可以利用低压饱和蒸汽加热混凝土，从而在较短的养护时间内使混凝土获得较高的强度或达到设计强度等级。蒸汽加热法分为两类，一是使蒸汽与混凝土直接接触，利用蒸汽的湿热作用加热混凝土，如蒸汽室法、蒸汽套法和内部通气法；另一是将蒸汽做为热载体，通过某种形式的散热器将热量传导给混凝土加热混凝土，如毛管法和热模法。蒸汽加热法是利用蒸汽的湿热作用加热混凝土，由于蒸汽温度高于混凝土温度，蒸汽压高于混凝土内气压，蒸汽将在混凝土表面发生凝结，依靠凝结放热将蒸汽热传导给混凝土，使混凝土在较高的温度下硬化，同时又供给一定的水分，使混凝土的硬化过程中不致蒸发过量而干燥脱水。蒸汽加热法生产效率高、工程质量好，需要锅炉设备，施工现场敷设管道多，适用于具有蒸汽设施的扩建工程。

蒸汽加热法应优先选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥，水泥用量不超过350kg/m³混凝土，水灰比控制在0.4～0.6，坍落度不超过50mm。掺有引气型外加剂或氯盐的混凝土，不宜采取蒸汽加热法。选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥蒸汽加热法养护的混凝土最高加热温度不得超过80℃；选用矿渣硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥，不得超过95℃。蒸汽加热法养护整体浇筑的混凝土结构时，必须按规定控制升温和降温速度，以避免出现裂缝。 2100433B

(1)蒸汽加热法采用低压饱和蒸汽(工作压力小于70kPa)养护混凝土，以防止表面出现脱水现象和产生裂纹。

(2)蒸汽加热法养护混凝土，采用普通硅酸盐水泥，不宜超过80℃；矿渣硅酸盐水泥，可提高到85-95℃，以防止蒸汽养护混凝土由于养护温度过高，而引起的混凝土后期强度降低现象。

(3)蒸汽加热法养护整体浇筑结构时，加热时的升温速度有一定的限制。

(4)蒸汽加热养护的混凝土结构，拆模时应在混凝土冷却到 5℃后进行，如果混凝土温度与外界空气温度相差超过20℃时，拆模后为使混凝土表面的冷却缓慢进行，应暂时用适当的保温材料加以覆盖。

(5)蒸汽加热养护的混凝土在冷却前有较高的脆性，因此不允许承受冲击或振动荷载的作用。

(6)采用蒸汽养护法的结构，不宜采用高标号水泥。水泥品种宜采用矿渣或火山灰水泥，不得使用矾土水泥。

(7)采用蒸汽养护法的混凝土，每立方米混凝土的水泥用量不宜超过350kg，混凝土的水灰比为0.4～0.6，坍落度宜在5cm以下。