单频率感应加热的困惑
众所周知，与其他传统的热处理方式相比，感应加热淬火具有工件表面硬度高、脆性低、疲劳强度高、工件表面质量好（不易氧化脱碳）、变形小，以及加热温度、淬硬层深度等参数容易控制等特点。然而对于类似齿轮这样具有凹凸表面的结构的工件而言，常规的单频感应加热技术就无法实现令人满意的处理效果。由于齿轮存在凸面和凹面，采用高频感应加热进行齿轮表面淬火（见下图），感应电流所产生的热量迅速传导，齿顶得到完全硬化，但是齿根硬化不足。此外，这种处理方法还容易在齿根面上增加残留应力，导致断裂发生。
双频感应加热技术介绍
双频感应加热技术介绍
由于趋肤效应的存在，使得在工件热处理中很难通过单一频率对类似于齿轮这样表面凹凸工件进行均匀加热。如果采用中频进行加热，感应电流透入深度会很大，齿轮上产生的感应电流只通过齿底，金属焊接后热处理，不通过齿顶，齿底比齿顶升温快，从而导致齿底硬化良好而齿顶硬化不足；而如果采用高频加热，由于感应电流透入深度较小，只能对齿轮的齿顶进行加热，齿底比齿顶升温慢，从而导致齿顶硬化良好而齿底硬化不足。
单一频率加热齿轮受热不均匀，易产生较大变形或裂纹，金属焊接，合格率低。
图3 齿轮单一频率加热效果左（中频）右（高频）
因此单一频率加热，无论采用高频还是中频都很难得到理想的加热效果。如果可以将高频和中频结合起来对齿轮加热，就可以很好地解决该问题，双频感应加热在这种情况下便具有了独特的优势。双频感应加热采用高频加热齿顶，中频加热齿根来达到对齿轮类工件表面均匀加热的目的。使用双频加热时齿轮加热效果如图4所示，这时齿顶和齿根都能得到有效硬化，得到较好的仿形淬硬层。
全数字感应加热电源
（2）感应加热炉 加热炉主要为铜管绕制的感应线圈和密封耐高温结构组成，金属焊接设备，作用是将电能转化为热能使坯料升温。
图4 加热炉
（3）控制和操作系统 锻压生产中控制和操作系统多以PLC加操作面板来执行生产节拍。智能化、自动化控制，保证高的生产精度及效率。
3.2 参数计算
锻造生产中主要计算加热电源的功率和频率。
（1）功率计算
透热功率非常重要的指标。在透热中，能量密度应该保持相应低一些，以允许进行从外从外层（通过较高电流密度可以较快地加热）到里层的热传导。在忽略温度梯度的影响后，吸收的能量取决于所需的温升ΔT，单位时间内加热的总重量m ，以及材料的比热Cm。
P1=Cm*m*ΔT/s
其中，P1为加工所需要的总功率，单位为 kJ / s ；Cm为金属比热，单位为
kJ/（kg*℃）；m为被加热的质量，单位为kg；T 为需要加热的温升，金属焊接的装备，单位为℃ 。
这里的P1是加工总功率，还需要考虑热辐射P2和线圈损耗P3。当然，在快速加热的场合，可以忽略热辐射P2。
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