模拟锻坯的感应加热

来源：荣格发布时间：2019-11-13 203

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感应技术已成为在锻造之前加热钢坯的一种日益流行的选择，因为它能够在钢坯内快速产生高热强度，从而缩短了工艺周期时间（提高了生产率），并且具有可重复的高质量，并且只占最小的比例车间的空间。与钢坯的大多数其他热源相比，它更节能，更环保。

整合感应加热需要一些规划和专业知识，但是可以使用CENOS平台来优化用于锻造坯料的渐进式感应加热系统-CENOS Platform是一款专门针对感应加热的3D模拟软件，它使用开源组件和算法，因此对于小型制造商来说价格可承受和中型作业。

CENOS平台能够模拟各种类型的锻造感应加热，包括静态加热和渐进加热，其中坯料以恒定速度移动通过线圈。

线圈设计也没有限制：可以模拟单线圈和多线圈加热系统。除了线圈之外，还可以模拟任何材料和频率。

功能性能— CENOS平台是基于有限元方法的计算机辅助工程桌面软件，用于钢，铝，铜和铝的2D和3D物理过程仿真和感应加热，感应淬火，钎焊，退火和回火的计算模型其他材料。它被设计为即使对于初学者来说，也尽可能地易于理解和使用。

模拟过程包括三个步骤：

•选择工件的几何形状（从内置模板或创建自己的CAD文件）；

•定义感应加热参数（频率，电压，时间等）；并且，

•运行您选择的2D或3D模拟。

最后，诸如温度和磁场之类的结果将显示在3D渲染，绘图等中。视在功率，感应热和电感都记录到Excel文件中。

比较两个加热系统—让我们考虑使用两阶段和三阶段系统模拟坯料的渐进加热。模拟的目标是达到1200°C±50°C。

要检查每个系统，用户必须为它们两个创建设置，设置物理参数（材料属性，频率，电流等），然后开始仿真。

模拟完成后，用户可以访问不同的输出变量：

•温度分布

•电流密度和焦耳热分布

•磁场线

•总无功和视在功率

•线圈的电感

•线圈电流，电压

在我们的方坯加热示例中，可以同时比较情况和输出。很明显，对于这种特定情况，三阶段系统如何可以降低功耗并提高生产率。

也可以绘制温度，焦耳热，磁场等的分布图。图1显示了整个半径范围内坯料的温度分布。可以看出，在三个阶段中可以获得更好的温度均匀性系统。

图2 显示了不同的系统如何导致不同的温度分布。在两阶段系统中，使用较短的线圈即可达到锻造所需的温度，因此扫描速度也较低。这导致较差的温度均匀性和较小的生产率。另一方面，三级加热器逐渐提高了坯料的温度，所得到的芯与表面之间的温差较小。

CENOS用户可以自由更改所有输入参数，并根据他们的过程要求组装任意数量的阶段的系统。

如果有必要使用同一系统扫描更短的坯料，而最终效果起着更大的作用，则可以使用移动的坯料进行模拟。

为设置和计划制定更好的决策—如仿真示例所示，可以比较两个不同的系统并获得使决策更容易的结果，从而节省了宝贵的公司资源。不同模拟的范围和多样性是不受限制的，具体取决于用户要解决的问题。例如：

•加热系统设计可优化感应加热性能，提高产品质量，并避免与地下过热相关的令人不快的意外发生；

•在感应坯加热中选择功率，频率和线圈长度；或

•为普通碳素钢和合金钢选择锻造温度，以避免因初期熔化或过热而可能造成的损坏。

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